Конструктивные решения гражданских зданий из сборных железобетонных конструкций

Гражданские здания (жилые и общественные) могут возводиться в монолитном, сборно-монолитном и сборном исполнении.

Монолитные — здания возводятся из монолитного бетона в опалубке разного вида.

Сборно-монолитные — сочетание сборных элементов и монолитного бетона, например, стены здания сборные — навесные панели, а каркас или несущие элементы — из монолитного бетона или железобетона.

Сборные здания возводятся или монтируются из крупных элементов заводской готовности.

По этажности гражданские здания подразделяются на малоэтажные (высотой до 3 этажей), многоэтажные (от 4 до 8 этажей), здания повышенной этажности (от 9 до 25 этажей) и высотные (более 25 этажей). При определении этажности учитываются только надземные этажи.

Несущие конструкции здания образуют его несущий остов, который воспринимает действующие на здание нагрузки и, обеспечивает его пространственную жесткость и устойчивость. В зависимости от вида несущего остова различают конструктивные схемы гражданских зданий с несущими наружными и внутренними стенами; каркасные, в которых все нагрузки воспринимаются системой колонн вместе с горизонтальными связями (прогонами, ригелями); смешанные.

В зданиях с несущими стенами нагрузку от перекрытий и крыши воспринимают стены: продольные, поперечные или одновременно те и другие. Вертикальные нагрузки воспринимаются продольными стенами, а горизонтальные — перекрытиями и поперечными стенами. Стены служат одновременно несущими и ограждающими конструкциями и возводятся из кирпича или крупных блоков.

Каркасные здания (рис. 1.7) имеют несущий остов из сборных колонн и ригелей. В зданиях с полным каркасом колонны 2 устанавливаются во всех точках пересечения осей планировочной схемы.

Рис. 1.7. Схема здания с полным каркасом:

• 1 — перекрытия; 2 — колонны; 3 — стыки колонн; 4 — ригели; 5 — балки;
• 6 — крупные панели; 7 — вертикальные диафрагмы жесткости; 8 — мелкие панели

В зданиях с неполным каркасом (рис. 1.8) колонны 3 располагаются только внутри здания. Промежутки между колоннами заполняются каменной кладкой или сборными элементами.

Крупнопанельное здание (рис. 1.9) собирается из крупноразмерных плоскостных сборных железобетонных элементов: стеновых панелей, панелей междуэтажных перекрытий и покрытий размером на «комнату» или «две комнаты».

Конструктивная схема здания принимается в зависимости от архитектурной компоновки, членения фасада здания, геологических особенностей грунта и других факторов. Существуют следующие конструктивные схемы крупнопанельных зданий:

• 1) бескаркасная схема:
  • • с продольными несущими стенами;
  • • поперечными несущими стенами;
  • • продольными и поперечными несущими стенами;
• 2) каркасно-панельная схема:
  • • с полным каркасом;
  • • неполным каркасом.

зо Наиболее широко применяется бескаркасная схема при проектировании гражданских зданий высотой не более 16 этажей. Пространственная жесткость таких зданий обеспечивается совместной работой стен, перегородок и перекрытий, соединяемых между собой при помощи сварки закладных деталей и замоноличивания швов.

Рис. 1.8. Схема здания с неполным каркасом:

• 1 — перекрытия; 2,8 — мелкие панели; 3 — колонны; 4 — распорки; 5 — ригели;
• 6 — стены, 7 — крупные панели; 8 — мелкие панели

В зданиях с несущими поперечными стенами продольные стены являются самонесущей конструкцией.

Каркасно-панельная схема применяется при проектировании многоэтажных общественных и производственных зданий. Несущей конструкцией является железобетонный каркас (полный каркас). Стеновые панели в этом случае выполняют только ограждающие функции и являются навесными.

Железобетонный каркас может быть с поперечными ригелями, с продольными ригелями и без ригелей, когда панель перекрытия опирается непосредственно на колонны.

В случае конструктивного решения с самонесущими стенами вес стены воспринимается стеновыми панелями.

При неполном каркасе стеновые панели наружных стен являются несущей конструкцией, воспринимающей нагрузку, как от собственного веса, так и от перекрытий и покрытий.

Стеновые панели по своему назначению подразделяются на панели для наружных и внутренних стен и панели для подвальных стен и цоколей.

В сборно-монолитных крупнопанельных зданиях выше 20…22 этажей для восприятия горизонтальных нагрузок внутри каркаса устраивается ядро жесткости из монолитного бетона. Как правило, для этой цели используются лифтовые шахты. После возведения шахты вокруг устанавливаются сборные конструкции каркасного или панельного здания, которые жестко соединяются с ядром жесткости.

Рис. 1.9. Крупнопанельное здание:

1 — продольная стена; 2 — панель перекрытия; 3 — панели стен; 4 — фундамент Здания объемно-блочной конструкции подразделяются на три основные конструктивные схемы:

• 1) панельно-блочная — сочетание несущих объемных блоков с плоскими панелями перекрытий и навесными или самонесущими панелями наружных стен;
• 2) каркасно-блочная — сочетание несущих блок-комнат с несущим каркасом. В зданиях такой конструкции все нагрузки воспринимаются железобетонным каркасом, блок-комнаты опираются на поперечные или продольные ригели;
• 3) объемно-блочная — сплошная расстановка объемных элементов без применения плоских конструкций.

В бескаркасных зданиях, в зависимости от конструктивного решения, объемные элементы могут опираться друг на друга в четырех точках по углам — точечная схема опирания или по граням двух внутренних стенок блоков — линейная схема.

Здания из объемных элементов возводятся из блок-элементов (блоккомнат, блок-квартир, санитарно-технических кабин, лифтовых шахт и т. д.) (рис. 1.10). Объемные элементы — это готовые строительные блоки с выполненной отделкой или полностью подготовленные под отделку с установленным в нем инженерным оборудованием. Блоки изготавливаются монолитным способом или собираются в заводских условиях с максимально возможной степенью готовности.

Рис. 1.10. Здание из объемных элементов.

Общие затраты труда на 1 м² жилой площади в домах из объемных элементов по сравнению с крупнопанельными домами, например из керамзитобетона, снижаются до 50%. Основные трудозатраты возникают на заводе, где готовность комнаты или квартиры доходит до 80… 100%.