КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ СБОРНО-МОНОЛИТНОГО КАРКАСА "КАЗАНЬ XXI В"

  Сборно-монолитный каркас многоэтажного здания “КАЗАНЬ-XXI в.” включает сборные железобетонные колонны с проёмами в уровне перекрытий, сборно-монолитные ригели с выпусками арматуры на верхней грани и по торцам, пустотные плиты перекрытия с замоноличенными стыками, сборные диафрагмы жёсткости (рис. 1).

  Сборно-монолитный каркас "КАЗАНЬ XXI В"
Рис. 1. Общий вид конструкции каркаса.

   Для конструирования каркаса применяют сборные железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей с проемом в уровне перекрытия. Торцы колонн в зоне их стыковки по высоте, выполненного в виде штепсельного соединения в средней зоне этажной секции, имеют выпуски арматуры и пазы, куда эти выпуски арматуры входят (рис. 2). Для сохранения однотипности стыка колонн различной формы поперечного сечения в пределах базового размера ядра выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на нижнем и верхнем торцах колонны, а за пределами базового ядра наоборот, т.е. выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на верхнем и нижнем торцах стыкуемых колонн, что позволяет выполнять стыковку колонн с различной формой поперечного сечения. В нижней части каждой этажной секции колонн выполнен криволинейный канал, соединяющий нижнюю горизонтальную плоскость этажной секции колоны с её боковой плоскостью, для заполнения зазора, образующегося под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса, что снижает податливость узлов сопряжения элементов каркаса и повышает жёсткость каркаса и здания в целом (рис. 2).

 Конструкция колонн
Рис. 2.Конструкция колонн.
1, 2, 3 - колонны, 4 - отверстие в теле колонны, 6 - ядро сечения колонны, 7 - арматурные стержни колонны, 8 - криволинейный канал, 9, 10 – выпуски арматуры и пазы в пределах ядра сечения колонн; 11, 12 – выпуски арматуры и пазы за пределами ядра сечения колонн.

   Колонны имеют разные формы поперечного сечения - квадратную, прямоугольную и угловую с сохранением базового размера ядра сечения и фиксированным количеством арматурных стержней в пределах базового ядра. Предварительное сечение колонн принимается в зависимости от назначения здания. Сечения колонн 50х50 см могут быть применены в гражданских зданиях, где допускается, чтобы контур колонны выступал из плоскости стены внутрь помещения. Для высотных гражданских и жилых зданий целесообразнее применять колонны прямоугольного сечения с единым базовым размером 30 см исходя из необходимости выполнения трёх условий: созданием жилых помещений без выступающих элементов из плоскости стены; удобством сопряжения колонн по высоте здания; обеспечением несущей способности сечения колонн. Базовые сечения колонн принимаются равными от 30х30см до 30х80см. При использовании сеток косвенного армирования для увеличения несущей способности колонн можно отказаться от колонн сечением 30х80см. Таким образом, используются три типоразмера сечения колонн, которые размещаются на трёх уровнях по высоте здания: на нижних 8-ми этажах - 30х60см, на средних 8-ми этажах - 30×40см, на верхних 8-ми этажах - 30х30см.

 Конструкция перекрытия
Рис. 3. Конструкция перекрытия.

   Ригели перекрытия выполняются без предварительного напряжения, либо предварительно-напржёнными при пролётах до 9,0 м, и могут иметь одновременно в одной блок-секции разную ориентацию – продольную или поперечную. Арматурные стержни, пропущенные сквозь колонну через проёмы, которые в последствии замоноличиваются заодно с монолитной частью сборно-монолитного ригеля, повышают жёсткость и сейсмостойкость здания (рис. 3). Ригели на верхней грани опорной части имеют прямоугольные штрабы для укладки монтажной опорной арматуры, что также повышает жёсткость каркаса на стадии монтажа и надёжность в процессе эксплуатации. Петлевые выпуски поперечной арматуры в опорной части сборного ригеля располагаются по длине ригеля в два ряда, которые после укладки круглопустотных плит перекрытий, торцевые поверхности которых выполнены наклонными к плоскости плиты по всей её высоте с углом наклона 14÷16°, и опорной арматуры, объединяются петлевыми хомутами, расположенными по ширине сборного ригеля.
   В каркасе «Казань XXI В» перекрытие устраивается из многопустотных плит по серии 1.141-1 вып.63 с некоторым отличием в опалубочных формах (см альбом с плитами перекрытий). Плиты перекрытия опираются на сборные ригели. Примыкающие к ригелям торцы плит выполнены со скосами в противоположные стороны, что позволяет увеличить расстояние между торцами плит для удобства укладки арматурных стержней в верхней зоне монолитной части ригеля (рис. 4).

 Узлы сопряжения плит с ригелем
Рис. 4. Узлы сопряжения плит с ригелем.

   Соединение элементов каркаса между собой обеспечивается за счёт замоноличивания сборного ригеля по верхней грани с одновременным затеканием бетона в шпонки, образованные из пустот по торцам плит перекрытия, и в проёмы колонн.
    Диафрагмы жесткости устанавливаются в пролете между колоннами и соединяются с колоннами через монолитный ригель, устраиваемый по верху диафрагмы. Диафрагмы жесткости предусмотрены на всю высоту здания. В отдельных случаях при обосновании расчётом возможен вариант, когда диафрагмы не устанавливаются на техническом этаже. Диафрагмы жесткости нижних этажей опираются на ростверк фундамента посредствам закладных деталей.
    Для обеспечения пространственной устойчивости зданий диафрагмы устанавливаются в обоих направлениях. Вертикальные диафрагмы жесткости, как правило, размещаются по плану здания равномерно и совмещаются с ограждениями лестнично-лифтовых узлов. Число диафрагм жесткости, устанавливаемых в одном температурном блоке принимается не менее трех. При этом геометрические оси диафрагм не должны пересекаться в одной точке, а центр тяжести диафрагм должен совпадать с центром тяжести всего здания.
    Номенклатура диафрагм жесткости принята единой независимо от сечения колонн и высоты ригелей.
Для увеличения пространственной жёсткости для здания повышенной этажности (16 и более) предусмаотрены дополнительные мероприятия, обеспечивающие совместность работы диафрагм жёсткости с каркасом здания. Это может быть достигнуто путём устройства шпоночного соединения между диафрагмой жёсткости и колонной.