Современные типы строительных конструкций несущих остовов и ограждающих систем высотных зданий

Сталежелезобетонные конструкции элементов каркаса высотных зданий

Повышение жесткости отдельных конструктивных элементов каркаса и здания в целом, выполненного из железобетона, достигается при помощи применения сталежелезобетонных или комбинированных конструкций. Отличительной особенностью сталежелезобетонных конструкций от обычных железобетонных конструкций является то, что в качестве армирования сталежелезобетонных конструктивных элементов (колонн, пилонов, стен, диафрагм, балок), кроме стержневой арматуры, используется жесткая арматура из стальных прокатных или сварных профилей и других элементов. Марки стали для профилей жесткого армирования принимаются по требованиям [211]. Рекомендуемые марки стали из фасонного и сортового проката для применяемой в высотном строительстве жесткой арматуры при расчетной температуре наружного воздуха до -40 °С приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Заменяемые и рекомендуемые марки стали из фасонного и сортового проката для жесткой арматуры при расчетной температуре наружного воздуха до -40 °С

Область

применения

Заменяемые марки стали по ГОСТ 19281—2014[24]

Рекомендуемые марки стали по ГОСТ 27772—2015 [41]

Жесткая арматура, ее элементы в сталежелезобетонных конструкциях

  • 09Г2;
  • 09Г2С;
  • 10ХНДП

С345

  • 10Г2С1;
  • 10ХСНД

С345К

  • 14Г2;
  • 15ХСНД

С357

При применении стальных элементов в качестве жесткой арматуры во всех случаях в сталежелезобетонных конструкциях устанавливается гибкая продольная и поперечная арматура.

Для сталежелезобетонных конструкций, включая колонны, стены, ядра жесткости и перекрытия, расчет стальных элементов (жесткой арматуры) выполняется на стадии возведения до набора требуемой проектной прочности бетона по правилам расчета стальных конструкций, а на стадии эксплуатации расчет производится по правилам расчета железобетонных конструкций с учетом совместной работы стальных элементов с монолитным бетоном в соответствии с «Руководством по проектированию железобетонных конструкций с жесткой арматурой» [180].

При использовании в колоннах каркаса высотных зданий стальных элементов в виде труб с полостью, заполненной бетоном, называемых трубобетоном, учитывается так называемый эффект объемного напряженного состояния бетона.

Железобетонные конструкции колонн каркаса и стен высотных зданий с жесткой арматурой. В практике расчета, конструирования, проектирования и строительства высотных зданий часто применяемые типы конструкций сталежелезобетонных колонн с жесткой арматурой. Характерные типы поперечных сечений сталежелезобетонных колонн с жесткой арматурой, изготовленной из различных профилей, приведены на рис. 6.1.

Исследованиями [163] установлено, что из приведенных на рис. 6.1 типов жесткого армирования только жесткое армирование при помощи решетчатого сварного типа (рис. 6.1 д) обладает небольшим сопротивлением на действие поперечной силы. Поэтому в современных условиях применяется жесткое армирование колонн по типам (рис. 6.1 а, б, в, г).

При проектировании железобетонных конструктивных элементов толщина защитного слоя бетона в соответствии с требованиями надежной защиты рабочей и вспомогательной арматуры от коррозии и огнезащиты назначается и принимается равной соответственно: для гибкой стальной арматуры — не менее диаметра арматуры и не менее 25 мм; для жесткой арматуры, расположенной внутри поперечного сечения конструкции, — не менее 50 мм с обязательным армированием защитного слоя стальной сеткой [6, 20, 40, 43, 50, 114, 117, 129, 159, 161, 180, 196, 227, 229, 230, 238, 242, 262, 263, 281].

Если проектом предусматривается размещение или установка стальных элементов жесткого армирования на внешней поверхности конструктивного элемента, то выполняются инженерные мероприятия по их защите от коррозии и огнезащите, например вся открытая боковая поверхность стального профиля защищается негорючими теплоизолирующими материалами (минеральная вата, стекловата) с последующим оштукатуриванием тепло защищенной поверхности цементно-песчаным раствором расчетной толщиной 20 мм по стальной сетке типа рабица.

Типы поперечных сечений и общий вид сталежелезобетонных колонн с жесткой арматурой, изготовленной из различных стальных профилей [129,163]

Рис. 6.1. Типы поперечных сечений и общий вид сталежелезобетонных колонн с жесткой арматурой, изготовленной из различных стальных профилей [129,163]:

а — сварной двутавровый профиль; б — сварной крестообразный профиль; в — замкнутый профиль квадратного поперечного сечения; г — замкнутый профиль круглого поперечного сечения; д — замкнутый квадратный профиль решетчатого сварного типа, е — общий вид возведения сталежелезобетонного

каркаса высотного здания

В отечественном строительстве в качестве защитно-отделочного слоя применяется обшивка или облицовка боковой поверхности негорючими материалами, например два слоя гипсокартонных листов (ГКЛ, ГКЛО, ГКЛВ, ГКЛОВ), природные или искусственные облицовочные каменные материалы толщиной не менее 20 мм (гранит, мрамор, керамический гранит) на цементно-песчаном растворе, без воздушного зазора с надежным креплением облицовки к несущей конструкции.

Конструкции железобетонных колонн высотных зданий с жестким армированием в сравнении с обычными железобетонными колоннами имеют следующие достоинства:

  • • относительно меньший размер поперечного сечения, малый собственный вес, увеличение используемого пространства. В колоннах, выполненных из железобетона с жестким армированием, несущая способность значительно повышается и особенно возрастает сопротивляемость конструкций колонн на действие поперечной силы. Это позволяет значительно уменьшить геометрические размеры поперечного сечения несущих элементов и повысить прочностные свойства конструкций, включая повышение сейсмостойких свойств высотных зданий;
  • • более высокая пластичность и улучшение свойств по сейсмостойкости конструкций колонн с жесткой арматурой;
  • • высокая технологичность и скорость возведения конструкций каркаса из железобетона с жесткой арматурой, даже по отношению к колоннам, выполненным из стальных профилей.

Кроме того, следует отметить целый ряд достоинств конструкций железобетонных колонн с жесткой арматурой в сравнении с колоннами, выполненными из стальных конструкций, включающие следующие:

  • • бетон железобетонной колонны с жесткой арматурой (рис. 6.1), расположенный в пределах внешнего контура поперечного сечения (защитный слой бетона, или «внешний бетон») исключает или предупреждает изгиб стального профиля, повышает жесткость элементов и обеспечивает экономию стержневой арматурной стали;
  • • при относительно повышенной жесткости имеют быстрое затухание колебаний (от воздействия ветровых, сейсмических и других горизонтально приложенных нагрузок), а также более эффективны с точки зрения снижения и ограничения деформаций конструкций;
  • • «внешний бетон» в составе поперечного сечения сталежелезобетонных конструкций с жестким армированием способствует повышению долговечности и, что особенно важно, надежному повышению огнестойкости несущих конструкций в условиях повышенных требований по огнезащите конструкций высотных зданий.

В практике высотного строительства нашли применение конструкции скрытых стальных колонн из прокатных и сварных профилей, размещаемых в пределах контура поперечного сечения конструкции стен, диафрагм и ядер жесткости (рис. 6.2).

Рациональное расположение жесткой арматуры в местах пересечений стен, в составе ядра жесткости позволяет обеспечить минимальную податливость.

Одним из актуальных вопросов при проектировании железобетонных конструкций с жесткой арматурой является обеспечение эффективного включения в совместную работу стальных профилей жесткого армирования с окружающим бетоном поперечного сечения конструкции. В отечественной и зарубежной практике совместная работа в сталежелезобетонных конструкциях из монолитного бетона обеспечивается за счет приварки анкеров и упоров к стальным профилям жесткого армирования. Совместная работа конструктивных элементов из сборного железобетона с конструкциями из монолитного железобетона в сборно-монолитных конструкциях осуществляется путем устройства специальных шпонок, создания рифленой поверхности сорного элемента, выпусков поперечной арматуры-анкеров из сборных конструктивных элементов для заделки в монолитные элементы.

План расположения элементов жесткого армирования из стальных профилей в стенах ствола ядра жесткости, выполненного из монолитного железобетона [163]

Рис.6.2. План расположения элементов жесткого армирования из стальных профилей в стенах ствола ядра жесткости, выполненного из монолитного железобетона [163]

Конструкции комбинированных колонн со стальными обоймами. С целью снижения сроков возведения каркаса высотных зданий, трудоемкости и стоимости возведения конструкций колонн, полного исключения работ по устройству опалубки колонн, повышения уровня технологии возведения конструкций колонн в современном высотном строительстве часто применяются конструкции комбинированных колонн со стальными обоймами. Отличительной особенностью конструкций комбинированных колонн со стальными обоймами является то, что такие колонны конструируются из стальных круглых или квадратных труб расчетных геометрических размеров, в полость которых после их установки в проектное положение укладывается свежеприготовленная бетонная смесь проектного класса бетона не ниже В25 с тщательным вибрированием. При необходимости перед монтажом стальных обойм производится расчетное армирование ствола колонн стержневой арматурной сталью.

В отечественной строительной практике конструкции комбинированных колонн со стальными обоймами из стальных круглых или квадратных труб часто называют трубобетонными конструкциями. Стальные обоймы называют оставляемой оснасткой, так как они не подлежат демонтажу после схватывания и набора прочности бетона, а оставляются в составе конструкции комбинированной сталежелезобетонной колонны с включением в совместную работу с арматурным каркасом из стержневой арматуры и бетона.

Бетонирование высоких колонн со стальными обоймами осуществляется по технологии «снизу — вверх» при помощи подачи пластичной бетонной смеси бетононасосами через патрубок, размещаемый в нижней части стальной обоймы. Такая технология укладки бетона позволяет исключить возможность образования воздушных пустот в теле бетона. Для обеспечения требуемой огнестойкости стальной конструкции обоймы как несущего конструктивного элемента колонны боковая поверхность таких колонн защищается огнестойкими материалами при помощи оштукатуривания цементно-песчаным раствором толщиной 25—50 мм по стальной сетке типа рабицы или облицовки каменными плитками на строительном клее. Отличительной сущностью работы конструкций комбинированных колонн со стальными обоймами по отношению к обычным железобетонным колоннам является то, что в сжатом от приложенной нагрузки бетоне колонны образуются микротрещины, возникают продольные деформации сжатия, которые передаются на стальные обоймы. Конструкции стальных труб (обойм) в свою очередь воспринимают усилия и деформации в бетоне, ограничивая продольные деформации бетона, заключенного в замкнутую стальную оболочку.

Бетон в таких колоннах находится в режиме трехосного сжатия и его прочность значительно повышается. Наличие бетонного ядра в замкнутой полости колонны способствует ограничению локального изгиба внешних обойм, что позволяет полностью использовать прочностные свойства стали трубчатых обойм замкнутого профиля.

Установлено, что при всех прочих равных условиях суммарная несущая способность отдельно взятых стальных труб и бетона значительно ниже, чем фактическая несущая способность конструкции комбинированных колонн со стальными обоймами.

К числу достоинств конструкций комбинированных колонн со стальными обоймами в сравнении с обычными железобетонными колоннами относятся следующие:

  • • конструкции стальных обойм колонн хорошо сопротивляются действию горизонтальных напряжений, передаваемых бетоном, а при укладке бетонной смеси в полость оболочки значительно уменьшается количество технологических процессов и стоимость работ;
  • • конструкции стальных обойм, выполняемых из круглых или квадратных труб, сами являются рабочей арматурой и выполняют функцию продольной и поперечной арматуры. Кроме того, производство стальных труб в заводских условиях более технологично, чем у стальных плоских и пространственных каркасов из арматурной стали и более пригодно для укладки товарного бетона;
  • • стальные трубы обойм сами работают как каркас и скорость их возведения такая же, как и у стальных конструкций, но по сравнению со стальными колоннами с открытыми профилями конструкции колонн со стальными обоймами обладают высокой огнестойкостью и жесткостью.

Конструкции комбинированных колонн со стальными обоймами, выполненными из круглых стальных труб, в сравнении с комбинированными колоннами с прямоугольными обоймами признаны более рациональными по их несущей способности и самыми экономичными конструкциями, обладающими большей архитектурной выразительностью.

Железобетонные балки каркаса с жесткой арматурой. Стальные профили конструкции железобетонных балок с жесткой арматурой устанавливают, монтируют и соединяют со стальными профилями сталежелезобетонных колонн, пилонов или стен-диафрагм. Наиболее распространенный вариант конструкции железобетонных балок с жесткой арматурой — из стального прокатного или сварного двутавра в поперечном сечении — приведен на рис. 6.3.

Принципиальная схема поперечного сечения балки из монолитного железобетона с жесткой арматурой, изготовленной из сварного стального двутаврового профиля [163]

Рис. 6.3. Принципиальная схема поперечного сечения балки из монолитного железобетона с жесткой арматурой, изготовленной из сварного стального двутаврового профиля [163]

Как и для железобетонных колонн с жесткой арматурой, достоинством железобетонных балок с жесткой арматурой является то, что их прочность значительно выше прочности обычных железобетонных балок. По периметру поперечного сечения жесткостного элемента стальной балки размещен бетон, что является надежной огнезащитой, но вместе с тем это вызывает необходимость контролировать ширину раскрытия трещин в растянутой зоне бетонного слоя. Ширина раскрытия трещин в растянутой зоне бетона таких балок с большими пролетами является главным ограничивающим фактором при их применении.

Железобетонные стены-диафрагмы с жесткой арматурой.

Элементы жесткости высотных зданий в виде стен-диафрагм выполняются с жестким армированием из стальных профилей, размещаемых, как правило, в концевых участках поперечного сечения (рис. 6.4).

Принципиальная схема поперечного сечения железобетонной стены-диафрагмы или пилона с жесткой арматурой из стальных профилей, расположенных симметрично по краям поперечного сечения элемента [163]

Рис 6.4. Принципиальная схема поперечного сечения железобетонной стены-диафрагмы или пилона с жесткой арматурой из стальных профилей, расположенных симметрично по краям поперечного сечения элемента [163]

Такое расположение стальных профилей позволяет решать вопросы повышения прочности и расчетной предельной деформа- тивности скрытых колонн каркаса здания. Достаточно широкому применению конструкций стен-диафрагм с краевым расположением жесткого армирования в смешанных конструктивных системах способствовало условие удобного и надежного конструктивного соединения между стальными балками и стенами-диафрагмами.

Узлы сопряжения комбинированных конструкций вертикальных и горизонтальных элементов каркаса высотных зданий. При проектировании комбинированных конструкций каркасного остова высотных зданий из сталежелезобетонных элементов приходится решать комплекс инженерно-технических, архитектурнодизайнерских и технологических задач. Наиболее сложной из них является задача обеспечения жесткого узлового соединения между конструкциями стальных профилей жесткого армирования вертикальных и горизонтальных элементов каркаса.

Так, при соединении железобетонной колонны с жесткой арматурой и железобетонной балки с жесткой арматурой, а также обычной железобетонной балки или стальной балки с колонной и между собой, предпочтительнее всего использовать так называемое крестообразное соединение. Такой тип соединения позволяет обеспечить:

  • • условия соединения стальных конструкций, отвечающее требованиям СП 16.13330.2011 [211];
  • • жесткое конструктивное соединение стальных элементов жесткого армирования из стальных прокатных или сварных профилей;
  • • условия необходимости сквозного и непрерывного пересечения продольной стержневой арматуры через узел соединения элементов каркаса;
  • • условия анкеровки стержневой арматуры в бетоне сталежелезобетонных конструкций колонн, балок, плит, стен, диафрагм.

Наиболее распространенные решения узловых соединений сталежелезобетонных конструкций с жесткой арматурой при возведении каркасного остова высотных зданий приведены на рис. 6.5—6.8.

На рис. 6.5 представлены чертежи монтажных узлов сварного и болтового соединения стальных профилей элементов жесткого армирования сталежелезобетонных конструкций колонн и балок для каркаса высотных зданий.

Монтажные узлы соединения стальных профилей элементов жесткого армирования сталежелезобетонных конструкций колонн и балок для каркаса высотных зданий [163]

Рис. 6.5. Монтажные узлы соединения стальных профилей элементов жесткого армирования сталежелезобетонных конструкций колонн и балок для каркаса высотных зданий [163]:

а — сварное соединение профилей в условиях строительной площадки; б — болтовое соединение профилей в условиях строительной площадки;

  • 1 — стальной профиль в конструкции колонны; 2 — стальной профиль в конструкции балки; 3 — сквозные отверстия; 4 — рабочая арматура из стержневой арматуры в колонне; 5 — монтажный электросварной шов;
  • 6 — высокопрочные болты; 7 — рабочая арматура из стержневой арматуры в балке; 8 — электросварной шов, выполненный на заводе-изготовителе;
  • 9 — фрагмент пролетной части жесткой арматуры из прокатного профиля

На рис. 6.6—6.7 приведены конструктивные решения в виде плоских и пространственных чертежей монтажных узлов соединения железобетонной и стальной колонны с обычным армированием и балки с жесткой арматурой для сталежелезобетонного каркаса высотного здания.

При выполнении проектов с комбинированием инженерных решений по устройству прочных, устойчивых и надежных несущих элементов вертикальных колонн каркаса остова высотных зданий приходится проектировать и выполнять промежуточные узлы сопряжения и стыковки по вертикали элементов жесткого армирования с армированием из обычных арматурных стержней. Примеры стыков узлов приведены на рис. 6.8—6.9.

Между соединяемыми по высоте колоннами предусматривается переходный этаж, который должен удовлетворять условиям:

  • 1) стальной профиль жесткого армирования нижней колонны продлевается в стыке наверх на 1 или 2 этажа с переходом на меньшее сечение профиля по расчету;
  • 2) стальные профили переходного этажа крепятся на болтовых соединениях диаметром d > 19 мм, с шагом 1 > 200 мм и защитным слоем бетона не менее а > 50 мм.
Монтажный узел соединения сталежелезобетонной колонны с обычным армированием [а) и балки с жесткой арматурой (б) для каркаса высотного здания [163]

Рис. 6.6. Монтажный узел соединения сталежелезобетонной колонны с обычным армированием [а) и балки с жесткой арматурой (б) для каркаса высотного здания [163]:

1 — стальной профиль в конструкции колонны; 2 — стальной профиль в конструкции балки; 3 — бетонное ядро; 4 — горизонтальное нижнее ребро с отверстиями для выхода воздуха при бетонировании; 5 — отверстие в профиле колонны; 6 — горизонтальное верхнее ребро с отверстиями для выхода воздуха; 7 — монтажные отверстия в конструкции балки

Рис. 6.7. Аксонометрические схемы узлов соединения между железобетонной колонной с жесткой арматурой и железобетонной балкой с обычным армированием [163]:

а — способом, когда продольная рабочая арматура балки пересекает узел насквозь через отверстия в стенке профиля колонны: 1 — стальной профиль жесткого армирования колонны; 2 — продольная рабочая арматура балки, пересекающая узел насквозь через отверстия в стенке профиля колонны;

б — способом, когда соединение продольной рабочей арматуры железобетонной балки и коротких стальных балок-вставок выполняется внахлестку при помощи болтовых соединений: 1 — стальной профиль жесткого армирования колонны; 2 — отверстие для выхода воздуха при бетонировании; 3 — часть продольной рабочей стержневой арматуры, соединяемой внахлест с балками-вставками при помощи болтов;

  • 4 — сухарики; 5 — болты; 6 — балка-вставка; в — способ, когда соединение части стержневой продольной арматуры балки и стальных двутавров-балок выполняется при помощи электросварки: 1 — стальной профиль жесткого армирования колонны; 2 — электросварка;
  • 3 — двутавр-вставка; 4 — стержневая рабочая арматура балки
Монтажный узел стыковки между двумя колоннами по вертикали, выполненными в своей нижней части армированием с жесткой арматурой, а в верхней части — из железобетона с обычным армированием [163]

Рис. 6.8. Монтажный узел стыковки между двумя колоннами по вертикали, выполненными в своей нижней части армированием с жесткой арматурой, а в верхней части — из железобетона с обычным армированием [163]

Схемы поперечных сечений сталежелезобетонных колонн с элементами жесткого армирования из стальных труб и монтажные узлы соединения элементов колонн с ригелями приведены на рис. 6.10—6.11.

Между соединяемыми по высоте колоннами предусматривается переходный этаж, который должен удовлетворять условиям:

  • 1) стальной профиль жесткого армирования сталежелезобетонной колонны рассчитывается как стальная колонна;
  • 2) стальные профили переходного этажа крепятся на болтовых соединениях с шагом по высоте 1 > 200 мм и защитным слоем бетона не менее а > 50 мм;
  • 3) соединение крестообразных и прямоугольных стальных сечений колонн осуществляется с совмещением стенок.

Передача поперечной силы Q осуществляется в стальных конструкциях через соединительную стенку, которая приваривается к обойме из стальной трубы с несущим кольцевым ребром (рис. 6.12).

Рис. 6.9. Монтажный узел стыковки между сталежелезобетонными колоннами со стальным профилем и стальными колоннами [163]

Рис. 6.10. Сечения сталежелезобетонных конструкций колонн со стальными трубами [163]:

а — угловая колонна; б — крайняя колонна; в, г — средняя колонна

Узлы соединения между сталежелезобетонными колоннами и железобетонными балками [163]

Рис. 6.11. Узлы соединения между сталежелезобетонными колоннами и железобетонными балками [163]:

а — узел крепления несущего кольцевого ребра; возможные варианты расположения несущего кольцевого ребра: б — угловая колонна; б — колонна крайнего ряда; г — колонна среднего ряда

Рис. 6.12. Узлы соединения между сталежелезобетонными колоннами и железобетонными балками при помощи контурного двутавра [163]:

а — двутавр в виде кольца; б — двутавр в виде конуса; 1 — ребра-стенки; 2 — верхняя кольцевая диафрагма усиливающего кольца; 3 — нижняя, кольцевая диафрагма усиливающего кольца; 4 — сталежелезобетонная колонна из трубы; 5 — капитель; 6 — железобетонная платформа

Передача моментных усилий М от балок на колонны осуществляется через усиливающее кольцо вокруг стальной обоймы, которое приваривается к нижним и верхним ребрам стальной балки. В угловых, крайних и средних колоннах каркаса кольцо усиления выполняется в виде замкнутого полного кольца. Восприятие поперечной срезающей силы Q через несущее кольцевое ребро позволяет распределить ее равномерно по всему поперечному сечению.

При строительстве высотных зданий с применением сталежелезобетонных элементов каркаса в узлах соединения колонн и ригелей нашли широкое применение так называемые круговые или контурные двутавры для восприятия поперечной силы Q (рис. 6.13).

С целью снижения воздействия стальных обойм на бетон, уложенный во внутреннюю полость сталежелезобетонной колонны из трубы, стенки стальных обойм не свариваются с растянутой рабочей арматурой железобетонных балок (ригелей). В этом случае соединение сталежелезобетонной колонны может осуществляться с балками через контурный бетон или капители, имеющие прямоугольные (рис. 6.14 а), круглые (рис. 6.14 б) формы, не пересекающие колонны, а также широкой балки с рабочей арматурой, пересекающей колонну (рис. 6.14 в).

Узел кольцевого соединения между сталежелезобетонной колонной и железобетонными балками при помощи контурного кольцевого соединения [163]

Рис. 6.13. Узел кольцевого соединения между сталежелезобетонной колонной и железобетонными балками при помощи контурного кольцевого соединения [163]:

а — вид узла соединения сбоку; б — узел в плане по сечению 1—1; в, г — варианты устройства кольцевой опоры; 1 — сталежелезобетонная колонна с жестким армированием из стальной трубы; 2 — железобетонные кольцевые балки; 3 — железобетонное перекрытие; 4 — стальные кольца для восприятия срезающей поперечной силы; 5 — полосовая сталь;

6 — круглая сталь

В практике конструирования каркаса высотных зданий встречаются случаи, когда диаметр или размер поперечного сечения верхней колонны, выполненной из железобетона, больше, чем диаметр или размер поперечного сечения, ниже расположенной колонны, выполненной из сталежелезобетона со стальной трубой (рис. 6.15). В этом случае рабочая продольная арматура железобетонной колонны верхнего этажа (поз. 1) не может соосно стыковаться со стальной обоймой колонны нижнего этажа (поз. 4). Поэтому узел стыковки выполняют методом приваривания при помощи электросварки стальных трубчатых коротышей к стальной обойме колонны нижнего этажа. Продольная рабочая арматура колонны верхнего этажа приваривается к состыкованным стальным трубам нижнего этажа и бетонируется в жесткий узел.

Узлы соединения сталежелезобетонной колонны с железобетонными балками при опоре [163]

Рис. 6.14. Узлы соединения сталежелезобетонной колонны с железобетонными балками при опоре [163]:

а — прямоугольными; б — круговыми: 1 — колонны из стальной трубы с бетоном; 2 и 4 — рабочая арматура балок; 3 — дополнительная арматура в углах; 4 — рабочая арматура круговых приопорных балок; 5 — рабочая арматура линейных балок каркаса; 6 — хомуты круговых балок; в — арматура балки пересекает тело колонны: 1 — спаренная рабочая арматура балок каркаса; 2 — кольцевое ребро жесткости в трубе; 3 — стальная труба колонны; 4 — спаренная арматура, пропущенная сквозь колонну

В отечественном и зарубежном строительстве комбинированных конструкций остовов высотных зданий часто применяются конструктивные элементы колонн, пилонов, стен, диафрагм жесткости, балок и др. из разных по отношению друг к другу материалов, включая бетон, железобетон, сталежелезобетон, сталь. Наиболее распространенные типы жесткого и шарнирного соединений железобетонных стен и стен-диафрагм со стальными балками приведены на рис. 6.16.

Жесткий узел соединения сталежелезобетонной колонны и стальной внешней обоймы из трубы, расположенной на нижнем этаже, и железобетонной колонны, расположенной на верхнем этаже [163]

Рис. 6.15. Жесткий узел соединения сталежелезобетонной колонны и стальной внешней обоймы из трубы, расположенной на нижнем этаже, и железобетонной колонны, расположенной на верхнем этаже [163]:

а — план расположения узла стыковки; 6 — разрез по линии 1—1;

  • 1 — продольная рабочая стержневая арматура верхней железобетонной колонны; 2 — арматурный хомут; 3 — железобетонная колонна с большим поперечным сечением чем сечение колонны нижнего этажа; 4 — бетонная колонна со стальной внешней обоймой из трубы; 5 — железобетонная балка каркаса; 6 — коротыш из арматурной стали (арматурный каркас приваривается к внутренней стенке стальной обоймы из трубы);
  • 7 — соединительные стержни из арматуры
Узлы соединения железобетонных стен и стен-диафрагм со стальными балками каркаса [163]

Рис. 6.16. Узлы соединения железобетонных стен и стен-диафрагм со стальными балками каркаса [163]:

а, б — варианты шарнирного соединения; 1 — железобетонный элемент;

  • 2 — конструкция стальной балки; 3 — закладная деталь в колонне;
  • 4 — конструкция железобетонной стены; 5 — стальные пластины закладной детали в стене; 6 — соединительные арматурные стержни в закладной детали; в — вариант жесткого соединения: 1 — железобетонная стена;
  • 2 — закладная деталь в теле стены; 3 — конструкция стальной балки

Жесткое сопряжение вертикальных элементов каркаса высотных зданий, проектируемых из трубобетона, с горизонтальными элементами ригелей междуэтажных перекрытий, выполняют при помощи сварных или болтовых соединений. Аксонометрическая схема узлов жесткого примыкания стальных неразрезных главных балок рам каркаса и перекрытий на трубобетонные колонны для высотных зданий приведена на рис. 6.17.

Узлы жесткого примыкания стальных неразрезных главных балок рам каркаса и перекрытий на трубобетонные колонны для высотных зданий [163]

Рис. 6.17. Узлы жесткого примыкания стальных неразрезных главных балок рам каркаса и перекрытий на трубобетонные колонны для высотных зданий [163]:

1 — трубобетонные колонны; 2 — неразрезные главные балки перекрытий

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >