Технології неповного збірного каркаса

Технології неповного збірного каркаса

Схеми неповного каркасу застосовують у випадках:

- коли в реконструйованому будинку демонтують всі внутрішні поздовжні і поперечні стіни і навантаження від ригелів або плит перекриття передається на стінові конструкції;

- коли всередині будівлі, що реконструюється демонтують тільки поперечні стіни, а існуючу поздовжню стіну включають в роботу вбудованої системи.

У першому випадку при влаштуванні несучих ригелів поперек будівлі, останні одним кінцем спирають на колони каркаса, а другим - на поздовжні несучі зовнішні стіни, які здатні сприйняти навантаження від ригелів і плит перекриття (рис.25, а).

а Б В)

Мал. 25. Варіанти вбудованої системи неповного каркасу

а) - при установці плит перекриття уздовж будівлі-б) - при установці плит перекриття поперек будівлі-в) - при тому, що спирається плит перекриття на подовжню внутрішню стіну 1 - колонна- 2 - поздовжній рігель- 3 - зовнішня стіна-4 - поздовжня внутрішня стіна - 5 - плита Перекриття 6 - поперечний ригель

При варіанті пристрою несучих ригелів уздовж будівлі, що реконструюється по осі демонтується внутрішньої стіни, плити перекриття встановлюють поперек будівлі з опорою одного кінця на поздовжній ригель, а другого - на поздовжню зовнішню стіну (рис.25, б). Для обпирання плит перекриття в поздовжніх зовнішніх стінах необхідно влаштовувати горизонтальні штраби, які після монтажу плит повинні кріпитися бетонної сумішшю. Додатково слід передбачити анкеровку плит перекриття з зовнішньою стіною.

Коли несуча здатність зовнішніх поздовжніх стін не дозволяє прийняти навантаження від несучих ригелів або плит перекриття, то в цьому випадку у простінків поздовжніх стін встановлюють колони, на які уздовж будівлі влаштовують несучі ригелі. Плити перекриттів в цьому випадку одним кінцем спирають на існуючу подовжню внутрішню стіну, а другим - на несучі ригелі, встановлені на колони каркаса близько внутрішньої межі зовнішніх стін (рис. 25, в). Поздовжні зовнішні стіни перетворюються в самонесучі.

Технологічний ланцюжок вбудованої системи неповного каркасу зі збірних залізобетонних колон включає наступні цикли:

- влаштування фундаментів стаканного типу під збірні залізобетонні колони каркаса або фундаментної плити з подколонніка при надбудові поверхів;

- монтаж колон каркаса з кріпленням їх в фундаментах стаканного типу;

- пристрій опорних гнізд в зовнішніх стінах для установки збірних залізобетонних ригелів або горизонтальних штраб для опори плит перекриття;

- встановлення збірних ригелів;

- монтаж плит перекриття;

- монтаж сантехкабін, ліфтових шахт, вентблок, сходових маршів і майданчиків;

- виконання робіт, пов`язаних з надбудовою поверхів.

Пристрій опорних гнізд в зовнішніх стінах для установки збірних залізобетонних ригелів для цієї системи є найбільш трудомістким процесом, так як від нього залежить цілісність вбудованої системи неповного каркасу.

При використанні вбудованої системи неповного каркасу можливість надбудови поверхів обмежується несучою здатністю стін. Збірно-монолітна вбудована система зі збірними несучими ригелями і монолітним диском перекриття. Система застосовується при реконструкції будівель з цегляними стінами і надбудовою декількома поверхами. Вона використовується в будівлях прямокутної форми в плані з різним кроком віконних прорізів і висоті поверхів. Технологія зведення збірно-монолітна вбудована каркасна система з попереднього напруження несучими конструкціями включає: цикл пристрою фундаментної плити з бетону класів В-15-В-25 з фундаментами під колони стаканного типу-монтаж багатоярусних колон з вивірянням і тимчасовим кріпленням за допомогою подкосов- поярусно монтаж ригелів і стінок жесткості- установку елементів незнімної опалубки з додатковим армуванням і бетонуванням міжповерхового диска перекриття. У збірно-монолітної вбудованої каркасній системі використовуються багатоповерхові колони, в яких в місцях сполучення з ригелями і перекриттями відсутня бетон. Стик колон при їх нарощуванні проводиться по штепсельної схемою, що виключає застосування зварювальних робіт. Ригелі виконуються попередньо напруженими з бетону класу В-30. Їх ширина приймається рівною ширині колон примикання, а висота розраховується залежно від кроку колон, прольоту і довжини ригеля. Ригелі виготовляються на спеціальних стендах з використанням попередньо напруженої канатної арматури. Дана технологія забезпечує отримання ригелів заданої довжини для будівель з різною шириною корпусів. У верхніх зонах ригелів розміщуються замкнуті хомути, що забезпечують міцний зв`язок з монолітною плитою перекриття. Збірно-монолітні диски перекриття складаються з незнімної залізобетонної попередньо напружених опалубки товщиною 60 мм, яка встановлюється на площину ригелів. Перед бетонуванням необхідно забезпечити шорсткість поверхні незнімної залізобетонної опалубки за рахунок перфорації або піскоструминної обробки і виконати додаткове армування, щоб забезпечити належну адгезію і проектну міцність збірно-монолітного перекриття.

В процесі монтажу каркасу в місцях примикання ригелів і елементів перекриття виконуються додаткове армування і замонолічення. При Омонолічування утворюється вузол, що забезпечує просторову жорсткість каркаса (рис 105). Омонолічування плити перекриття в зоні сполучення з ригелем створює Таврове робочий перетин, де збірний ригель є ребром тавра, а його верхньою полицею служить примикає ділянку плити перекриття. У верхніх зонах ригелів розміщуються замкнуті хомути, що забезпечують зв`язок зі збірно-монолітною плитою перекриття.

Ріс.105. Вузли сполучення колон з ригелями і елементами перекриття

А - з використанням незнімної опалубкі- Б-з перекриттям з багатопустотних настіла- 1 - Колони 2 - рігелі- 3 - незнімна опалубка з попередньо напружених плит товщиною 60 мм-4 - монолітна частина Перекриття 5 - омоноліченний вузол ригелів і Колони 6 - хомут з ​​подкосамі- 7 - багатопустотний переднапружений настил Перекриття 8 - монолітний ділянку

Найбільш ефективним є використання в якості перекриття переднапруженого Багатопустотна настилу, яке виготовляється за екструзійної технології. Це дозволяє отримувати необхідну довжину виробів за різальною технологією з мінімальними затратами. Застосування Багатопустотна настилу виключає використання в великих обсягах монолітного бетону для перекриття, що особливо важливо при реконструкції будівель в зимовий період часу в умовах негативних температур. Товщина збірних плит перекриттів коливається від 150 до 400 мм, що дозволяє перекривати прольоти до 20 м. На рис. 104 наведені конструктивно-технологічні схеми вбудованих систем з перекриттями з незнімної опалубки по попередньо напружених ригелів (рис. 104, а) і з використанням Багатопустотна настилу (ріс.104, б).

а) б)

Рис .104. Конструктивно-технологічна схема вбудованого збірно-монолітного каркаса

а) - з використанням незнімної опалубки перекритій- б) - з перекриттями з багатопустотних настіла- 1 монолітна фундаментна плита-2 -Стакан фундаментів колонн- 3 - багатоярусні Колони 4 - переднапружений рігель- 5 залізобетонна незнімна опалубка перекритій- 6 - монолітний бетон- 7- збірний багатопустотний настіл- 8 - стійки з розподільними балкамі- 9 -подкоси- 10 - хомут

Збірно-монолітна вбудована система відрізняється від раніше розглянутих меншою трудомісткістю робіт за рахунок використання бессварних з`єднань колон, ригелів і плит перекриття. Крім того, застосування великогабаритних збірних плит перекриття підвищує рівень технологічності і знижує машиноемкости процесу пристрою диска перекриття.

Збірно-монолітна вбудована система з монолітними несучими ригелями.

Ця система (серія Б1.020.1-7) розроблена в інституті «БЕЛНІЇС». Основними несучим і елементами конструктивної системи є: залізобетонний каркас з плоскими збірно-монолітними дисками перекриттів, освіченими збірними багатопустотних плит і наскрізними на всю ширину і довжину будівлі монолітними несучими і в`язевих ригелями, прихованими в межах товщини багатопустотних плит перекриття (ріс.107).

Мал. 107. Конструктивно-технологічна схема вбудованого збірно-монолітного каркаса

1 - Колони 2 збірні багатопустотні пліти- 3 - монолітні несучі рігелі- 4 - монолітні связевиє рігелі- 5,6 - консолі диска перекриття (для пристрою балконів, еркерів і т.п.) - 7 монолітні ділянки Перекриття 8 - стінки вертикальних діафрагм жорсткості, суміщені з огорожами лестнично-ліфтового вузла

Монолітні несучі і зв`язкові ригелі в поєднанні з монолітними бетонними швами плит перекриттів об`єднують між собою всі елементи каркаса в єдину просторову несучу систему, здатну сприйняти всі докладені до будівлі навантаження і впливу.

Несучі ригелі виконують прямокутного, або таврового перетину. Вони розташовуються в площині перекриття між торцями багатопустотних плит. Несучі ригелі, розташовані на краю диска перекриття і розміщуються в зовнішніх стінах будівлі, можуть бути виконані з висотою перетину, що перевищує товщину багатопустотних плит, а для підвальних перекриттів - зі збільшеною висотою перетину з випусками монолітного ребра ригеля донизу на необхідну величину.

В системі можуть бути реалізовані наступні схеми розміщення несучих ригелів:

- з поперечним розташуванням;

- з поздовжнім розташуванням;

- з комбінованим розташуванням, коли для одного осередку каркаса один і той же ригель є несучим, а для суміжній - зв`язевим (рис. 12).

Мал. 12. Варіанти розміщення плит перекриття в будинку 1 - колонна- 2 плити Перекриття 3 несучі рігелі- 4 - связевиє ригелі

Монолітні связевиє ригелі, що розміщуються вздовж плит перекриття, у всіх випадках виконують прямокутними на висоту перетину плит або виступаючими догори на висоту стяжки підлоги (40 мм). При розташуванні в`язевих ригелів на краю диска перекриття, вони можуть бути розвинені по висоті донизу.

Каркас вбудованої системи виконують зі збірних або монолітних залізобетонних колон квадратного, прямокутного або іншого обриси. Для каркаса застосовують колони, як поверховій розрізання, так і багатоповерхові. Багатоповерхові колони по висоті містять в рівнях дисків перекриттів наскрізні отвори для пропуску несучих і в`язевих ригелів.

Одноповерхові колони стикуються в рівні дисків перекриття, а багатоповерхові - над перекриттями в перетинах з мінімальним значенням згинального моменту. Для з`єднання колон по висоті розроблені спеціальні конструкції гвинтових з`єднань стиків збірних одноповерхових (а) і багатоповерхових колон (б), представлених на рис. 102.

а) б)

Рис.4. Конструкції гвинтових з`єднань стиків збірних одноповерхових (а) і багатоповерхових колон (б)

1 Колони 2 поздовжня робоча арматура- 3 - арматурні зварні сітки 4 - анкерні стержні- 5 - торцеві сталеві лісти- 6 - кутові ніші у торців колонн- 7 - з`єднувальні шпількі- 8 - гайкі- 9- диск перекриття

Гвинтові з`єднання колон по висоті здійснюються за допомогою сполучних шпильок з нарізаною по кінцях різьбою. Шпильки вставляються в отвори опорних сталевих листів колон, а потім стягуються гайками через кутові ніші у торців колон. Після установки верхньої колони в проектне положення зазор між торцевими листами заповнюють високоміцним дрібнозернистим бетоном.

Каркаси з несучими ригелями постійної ширини перерізу при багатопустотних плитах з висотою перетину 220 мм застосовують при прольотах до 7,2 м. При необхідності збільшення розміру прольоту використовують збірні багатопустотні плити перетином 260 і 300 мм, виготовлені за екструзійної технології, або збільшують ширину несучих ригелів, розташованих у колон, в 1,8-2,5 рази більше, ніж в середині прольоту. Для цього, багатопустотні плити, розташовані безпосередньо у в`язевих ригелів виконують відповідно коротше по довжині, ніж інші плити (рис. 2). Таким чином, в одній будівлі розмір кроку колон уздовж обох осей може мати різні значення, які визначаються архітектурно-планувальним рішенням будинку.

Застосування монолітних ригелів в дисках перекриттів дозволяє з зовнішньої сторони будівлі влаштувати балкони або лоджії, плити для яких будуть встановлюватися на консолі, пропущені крізь цегляну кладку стін (рис. 2).

Рис.2. Варіант конструкції каркаса зі збільшеними розмірами сітки колон

а) - план диска Перекриття б) - перетину несе ригеля в середині прольоту (А-А) і у колони (Б-Б);

1 колонна- 2 збірна багатопустотна плита-3 несе монолітний рігель- 4 верхні полиці несе рігеля- 5 связевой рігель- 6 бетонні шпонки несе рігеля- 7- робоча арматура несе рігеля- 8- консолі несе рігеля- 9- збірна багатопустотна плита для пристрою консолі балкона, 10 - теплоізоляційна прокладка між балконної плити і зовнішньою стіною

Просторова жорсткість каркаса забезпечується застосуванням збірних залізобетонних діафрагм, які одночасно є огородженнями лестнично-ліфтового вузла.

Як збірних плит диска перекриття використовуються типові багатопустотні плити товщиною 220 мм або плити безопалубочного формування, виготовлені по технології екструзії (рис.8).

а) б)

Рис.8. Багатопустотні плити дисків перекриття

а) - з випусками робочої арматури завдовжки 150 мм-б) - плити безопалубочного формування

Збірні типові багатопустотні плити мають по обидва торцях циліндричні порожнини глибиною 100 + 20 мм і випуски арматурних стержнів довжиною 150 ± 10 мм робочої арматури. Плити спираються на монолітні несучі ригелі за допомогою бетонних шпонок, що утворюються при їх бетонуванні в відкритих порожнинах по торцях плит. Крім того, поєднання торців плит з несучими ригелями здійснюється за рахунок випусків арматурних стержнів робочої арматури плит перекриття, які забезпечують міцне з`єднання плит з несучими ригелями каркаса. На бічних поверхнях плит виконані шпонкові поглиблення, що забезпечують їх спільну роботу з сусідніми плитами в межплітних швах (рис.8, а).

Багатопустотні плити безопалубочного формування нарізають необхідної довжини відповідно до проекту. Номінальна ширина плит становить 120 і 150 см. Наскрізні поздовжні порожнечі можуть мати круглий, прямокутне, овальне або інших форм розтин. Уздовж бічних поверхонь плит виконані поздовжні пази, призначені для утворення межплітного шва. Плити забезпечені тільки поздовжнім робочим армуванням і не мають поперечного армування. Випусків арматури на торцях плити не мають. У зв`язку з цим з`єднання плит безопалубочного формування з несучими ригелями здійснюється за рахунок одиночних арматурних стержнів (6) і плоских зварних сіток (8), які укладають в поздовжні шви плит поперек несучих ригелів на необхідну довжину анкерування з подальшим заповненням швів дрібнозернистим бетоном (рис. 1)

а) б)

.

Рис.1. Фрагмент плану диска перекриття (а) і перетину межплітних швів (б)

1 Колони 2 збірні багатопустотні пліти- 3 несучі рігелі- 4 связевиє рігелі- 5 межплітние шви омонолічіванія- 6 верхня і нижня робоча арматура межплітних швів поперек несучих рігелей- 7- наскрізна арматура затяжок крайніх осередків Перекриття 8- плоскі зварні каркаси з поперечною арматурою

Технологія пристрою збірно-монолітного варіанту вбудованої системи з монолітними несучими і сполучними ригелями включає наступний цикл робіт. У випадках реконструкції будівель без додаткової надбудови, фундаменти під колони каркаса виконують монолітними або збірними стаканного типу. Коли ж при реконструкції передбачена надбудова додаткових поверхів, то в якості фундаменту використовується залізобетонна монолітна плита відповідного розміру і класу бетону. Потім здійснюють монтаж колон з кріпленням їх в фундаментах стаканного типу. При досягненні міцності стику колон з фундаментами не менше 70% в місцях розміщення ригелів (в створах колон і по периметру стінових огороджень) встановлюється монтажно-технологічне оснащення з телескопічних стійок зі щитами з ламінованої фанери, які є тимчасовими опорами для монтованих на них багатопустотних плит з зазором між торцями плит і опалубкою монолітних ригелів (рис.1, а).

Рис.1. Підтримуюча монтажно-технологічне оснащення з телескопічних стійок (а) і багатопустотні плити, укладені в проектне положення (б) з арматурою ригелів

При використанні збірних двоповерхових колон, ригелі пропускають через наскрізні отвори в колонах, а арматурні каркаси несучих і в`язевих ригелів розміщують відповідно між торцями плит або уздовж їх бічних сторін (рис.1, б). Далі за місцем встановлюють арматуру надопорних вузлів і арматуру межплітних швів поперек несучих ригелів у кінців плит. Арматурні каркаси фіксують в проектному положенні і в порожнечі, що утворилися між торцями і бічними сторонами збірних плит укладають бетонну суміш з ущільненням глибинними вібраторами.

Після набору бетоном монолітних ригелів распалубочной міцності, оснащення демонтується і переставляється на наступні захватки з повторенням всього технологічного процесу на наступних поверхах будівлі. При цьому надземна частина будівлі ведеться з використанням 2- і 3-ярусних колон. Монтаж колон здійснюється послідовно по захваткам на всю будівлю. Це забезпечує подальшу установку стінок жорсткості, ригелів та плит перекриттів при досягненні міцності стику не менше 70%.

В каркасах вбудованих систем передбачена можливість застосування монолітних залізобетонних колон. Для цих колон застосовують два варіанти стикувальних з`єднань по висоті в рівні диска перекриття (ріс.66).

За першим варіантом поздовжня арматура 5 нижньої колони виходить з вигином через перекриття догори на висоту, необхідну для анкерування з поздовжньою арматурою верхньої колони (рис.6, а). В межах напуску арматури нижньої і верхньої встановлюють поперечну арматуру у вигляді хомутів 7 і роблять бетонування стику високоміцним дрібнозернистим бетоном з ущільненням бетонної суміші. При другому варіанті стикувального з`єднання колон робочу арматуру виконують з обривом над верхом нижнього перекриття і під низом верхнього перекриття (рис.6, б). Потім внахлест і паралельно робочої арматури стикуються колон розміщують в обидві сторони від перекриття (догори і донизу) арматурні коротиші 6 з тієї ж стали, що і робоча арматура колон, встановлюю зварні сітки 8 і місця стиків заповнюють Самоущільнюючий бетонними сумішами.

а) б)

Рис.6. Варіанти конструкції стиків монолітних колон з дисками перекриттів

а) - робоча арматура колон виконана з ізгібом- б) - робоча арматура колон виконана прямолінейной- 1 монолітна залізобетонна колонна- 2 диск Перекриття 3,4 - робоча арматура відповідно нижньої і верхньої колонн- 5 - згинатися робоча арматура Колони 6 - стикувальні коротиші- 7 - хомути- 8 - зварні сітки

Роботи по влаштуванню каркаса з монолітними колонами здійснюються в наступному порядку. Спочатку встановлюють опалубку і бетонують колони підвального поверху з влаштуванням випусків їх робочої арматури. Потім монтують опалубку колон 1-го поверху, раскрепляя її в проектному положенні і виробляють укладання бетонної суміші з віброущільненням. Після розпалубки колон в місцях розміщення монолітних ригелів встановлюють монтажно - технологічне оснащення з телескопічних стійок зі щитами з ламінованої фанери, покладеної по балках, що служить тимчасовими опорами для монтованих на них багатопустотних плит з зазорами між торцями і опалубкою монолітних ригелів.

а Б В)

Мал. 4. Загальний вигляд монтажно-технологічної балочно-стоечной опалубки (а), монтаж збірних багатопустотних плит перекриттів (б) і укладання бетонної суміші (в) в опалубку поздовжніх ригелів і залишені зазори між плитами

В опалубку встановлюють робочу арматуру поздовжніх монолітних ригелів, після чого монтують багатопустотні плити перекриттів (рис. 4, б) і виробляють заповнення бетонною сумішшю опалубки ригелів і зазорів між плитами з віброущільненням глибинними вібраторами (рис.4, в). Після набору бетоном монолітних ригелів распалубочной міцності здійснюють розбирання оснастки, яку потім переставляють на наступні яруси будівлі з повторенням технологічного циклу.

Надземна частина будівлі ведеться з використанням 2- і 3-ярусних колон. Монтаж колон здійснюється послідовно по захваткам на всю будівлю. Це забезпечує подальшу установку стінок жорсткості, ригелів та плит перекриттів при досягненні міцності стику не менше 70%.

Неповний залізобетонний каркас з монолітних колон з плоскими збірно-Монолинії дисками перекриттів з багатопустотних плит доцільно використовувати при реконструкції будівель з дерев`яними перекриттями. В цьому випадку демонтують дерев`яні перекриття, внутрішню поздовжню стіну і перегородки. При цьому повністю зберігають зовнішні стіни, стрічкові фундаменти внутрішньої стіни, а також стіни сходових клітин. Це дозволяє розчистити внутрішній об`єм будівлі і забезпечити гнучке планування приміщень з можливістю її зміни на будь-якій стадії експлуатації.

Роботи по влаштуванню вбудованого в існуючий обсяг будівлі неповного каркасу здійснюються в такий спосіб. Для сприйняття зосередженої навантаження від колон вбудованого каркаса стрічкові фундаменти посилюють по бічних сторонах залізобетонними обоймами. Потім встановлюють щитову опалубку і роблять бетонування монолітних колон каркаса. Після розпалубки колон в місцях розміщення монолітних ригелів встановлюють монтажно-технологічне оснащення з телескопічних стійок, балок і щитів з ламінованої фанери, що служить тимчасовими опорами для монтованих на них багатопустотних плит (рис. 21).

Мал. 21. Загальний вигляд монтажно-технологічної балочно-стоечной оснащення

На опалубку встановлюють робочу арматуру монолітних ригелів, монтують багатопустотні плити з зазорами між торцями і опалубкою монолітних ригелів і виробляють заповнення бетонною сумішшю зазорів між плитами з віброущільненням глибинними вібраторами.

Спирається збірних багатопустотних плит перекриття на зовнішні стіни здійснюють дискретно з кроком 800 мм за допомогою армування монолітних залізобетонних виступів крайніх поздовжніх ригелів, наглухо забетонованих в існуючих нішах від демонтованих дерев`яних балок (рис. 10).

а) б)

.10. Вузол сполучення збірно-монолітного диска перекриття з існуючої зовнішньою стіною (а) і загальний вид примикання (б)

Для більш міцного сполучення крайнього ригеля із зовнішньою стіною до каркасу ригеля кріплять каркаси консолей, які заводять в нішу на глибину 250 мм, а потім здійснюють закладення ніші бетонної сумішшю і одночасно виробляють бетонуванням ригеля.