Сборные железобетонные каркасы гражданских

И промышленных зданий.

 

В современном строительстве широко применяют конструктивную каркасную схему с полным каркасом и самонесущими или навесными стенами и с неполным каркасом и несущими стенами. По роду материалов каркасы зданий выполняют преимущественно из железобетона, но в малоэтажных каменных зданиях иногда применяют внутренний каркас с кирпичными столбами Железобетонные каркасы разделяются на сборные и монолитные, причем первые являются более индустриальными. Монолитный каркас применяют редко, в уникальных зданиях или по особым технологическим требованиям. Колонны и прогоны в монолитном каркасе, армированные стержнями продольной арматуры и поперечными хомутами, составляют единое целое. Бетонирование каркаса осуществляется в опалубке.

Сборные железобетонные каркасы являются основным типом каркасов многоэтажных зданий. Этот каркас в гражданских зданиях состоит из одно- или двухэтажных стоек (колонн) и ригелей таврового или прямоугольного сечения. По высоте стойки соединяются сваркой стальных оголовков колонн между собой или сваркой концов арматурных стержней, выпущенных из тела стоек с последующим замоноличиванием стыка.

Стыки стоек при этом располагают в каждом этаже или через этаж на расстоянии 0,6-1 м от уровня пола. Ригели присоединяют к стойкам сбоку с помощью сварки закладных стальных деталей, предусмотренных в этих конструктивных элементах, и с последующей заделкой бетоном.

В многоэтажных промышленных зданиях применяют балочную и безбалочную схемы каркасов. Элементами каркаса являются колонны с фундаментами под ними и ригели перекрытий, вместе образующие железобетонные рамы. Сборный железобетонный каркас с балочным перекрытием проектируют как рамную, рамно-связевую или шарнирно-связевую системы. При рамной системе вертикальные и горизонтальные нагрузки, приходящиеся на здание, воспринимают железобетонные рамы с жесткими узлами. В рамно-связевой системе рамы с жесткими узлами воспринимают только вертикальные усилия, а горизонтальные усилия воспринимают перекрытия, передавая их на поперечные и торцовые стены и лестничные клетки. Если узлы рам имеют не жесткое, а шарнирное крепление, такая система называется шарнирно-связевой, передача нагрузок при этом происходит также, как и в рамносвязевой. Сборные железобетонные каркасы с балочным перекрытием широко применяют при возведении многоэтажных промышленных зданий. Балочное перекрытие состоит из ригелей (прогонов), опирающихся на консоли колонн, и ребристых плит, уложенных по прогонам. Сборные элементы каркаса соединяются сваркой закладных деталей с последующим замоноличиванием.

При безбалочной схеме на капители колонн, выполненные в виде усеченной пирамиды квадратного сечения в основании, опирают многопустотные надколонные панели. На эти панели укладывают панели перекрытия. При безбалочной схеме перекрытие получается меньшей высоты, чем при балочной, но требуется больше бетона и стали, кроме того, более трудоемок монтаж.

Крыши. Виды. Требования. Конструкции

Крыши

В современном капитальном жилищно-гражданском строительстве в основном применяют малоуклонные чердачные крыши с внутренним водостоком. Традиционные крыши по деревянным стропилам с наружным водостоком применяют преимущественно в малоэтажном строительстве.

Классификация крыш

В зависимости от уклона скатов крыши бывают скатные (больше 10%) и плоские (до 2,5%). В индивидуальном жилищном строительстве, как правило, используются скатные и пологоскатные крыши. В плоских крышах возможно образование застоя воды на кровле и, как следствие, появление в этих местах протечек. Достоинством плоских крыш является возможность использования их для различных целей. По конструктивному решению крыши могут быть чердачными (раздельными) и бесчердачными (совмещенными). Чердачные крыши бывают утепленные или холодные. В бесчердачных (совмещенных) крышах несущие элементы служат перекрытием верхнего этажа здания. Бесчердачные крыши бывают вентилируемыми, частично вентилируемыми и невентилируемыми. По условиям эксплуатации крыши бывают эксплуатируемыми и неэксплуатируемыми. Тип крыши в основном определяется ее геометрической формой и материалом кровли. В зависимости от формы крыши могут быть односкатными, двускатными, трех-, четырехскатными, многоскатными.

Односкатная крыша своей плоскостью опирается на несущие стены, имеющие разную высоту. Эта крыша больше всего подходит для строительства хозяйственных построек.

Двускатная крыша состоит из двух плоскостей-скатов, опирающихся на несущие стены одинаковой высоты. Пространство между скатами, имеющее треугольную форму, называется щипцами или фронтонами. Разновидностью двускатной крыши является мансарда. Если крыша состоит из четырех треугольных скатов, сходящихся в одной верхней точке, то она носит название шатровой

Плоская крыша опирается на несущие стены, имеющие одинаковую высоту. Плоские крыши находят наиболее широкое применение как в гражданском, так и в промышленном строительстве. В отличие от скатных крыш, на плоских крышах не применяют в качестве кровельных штучные и листовые материалы. Здесь необходимы материалы, допускающие устройство сплошного ковра (битумные, битумно-полимерные и полимерные материалы, а также мастики). Этот ковёр должен быть эластичным настолько, чтобы воспринимать температурные и механические деформации основания кровли. В качестве основания используют поверхность теплоизоляции, несущие плиты, стяжки.

Для удаления дождевой и талой воды устраивают наружные водосточные трубы, по которым вода сбрасывается в определенное место и по водоотводным канавам уходит с участка в уличные канавы. Величина уклона ската и долговечность крыши зависят от материала кровли, а также от климатических условий

Скатные чердачные крыши должны эксплуатироваться в условиях исправного состояния кровли, несущих конструкций крыш, нормального температурно-влажностного режима в чердачных помещениях и своевременного проведения ремонта покрытия.

Чердачные скатные крыши.

Крыша чердачная скатная состоит из несущих конструкций и кровли. Между такой крышей и чердачным перекрытием находится чердак, используемый для размещения вентиляционных каналов (коробок), разводов трубопроводов и т.д. При значительных уклонах чердачные пространства нередко используются для встроенных в них помещений. Высота чердака в самых низких местах, например у наружных стен, должна быть не менее 0,4 м для возможности периодического осмотра конструкций. В чердак зимой через чердачные перекрытия из помещений верхнего этажа проникают тепло и влага. Чем теплее чердак и чем теплопроводнее материал кровли, тем больше образуется конденсата (инея). При повышении наружной температуры конденсат тает, вызывая загнивание деревянных конструкций и коррозию металлических элементов. Увлажнение чердака может происходить также в результате проницания влажного воздуха из лестничных клеток, в связи с чем важное значение приобретает плотность притвора дверей и люков, ведущих на чердак. Весьма важным и эффективным мероприятием против увлажнения чердачного пространства является его проветривание. Для этого устраивают вентиляционные отверстия под карнизом (приточные отверстия) и в коньке (вытяжные отверстия), а также слуховые окна. Несущая часть состоит из стропил, ферм, прогонов, панелей и других элементов. Несущие конструкции скатных крыш могут быть выполнены из железобетона, стали, дерева в виде стропил, строительных ферм и крупных панелей. Выбор конструкции крыши зависит от величины перекрываемых пролетов, уклона крыши, а также требований долговечности, огнестойкости и теплотехнических свойств.

Бесчердачные крыши. Бесчердачные крыши подразделяются па невентилируемые, частично вентилируемые и вентилируемые наружным воздухом. Невентилируемые крыши применяют в тех случаях, когда исключается накопление влаги в покрытии в период эксплуатации. Такие покрытия могут выполняться с теплоизоляцией, совмещенной с несущей конструкцией. Основными элементами совмещенной крыши являются настил, утеплитель, пароизоляция и кровля (рис. 7).

Настил устраивают из железобетонных крупноразмерных плит различного вида. Пароизоляционный слой в виде одного или двух слоев рубероида или пергамина на мастике предусматривают для защиты теплоизоляции от увлажнения водяными парами, проникающими со стороны внутренних помещений. В качестве утеплителя применяют плитные и сыпучие теплоизоляционные материалы. Поверх теплоизоляции делают выравнивающий слой (стяжку) из цементного раствора. По стяжке устраивают кровлю. Ее выполняют из рулонных кровельных материалов в несколько слоев. Наклеивают их на холодную или горячую мастику. Для защиты гидроизоляционного ковра от повреждений делают защитный слой в виде насыпок из песка или мелкозернистого гравия, втопленного в верхний слой мастики, или слоя рубероида.

9. Лестницы

В зависимости от назначения лестницы подразделяются на основные или главные, служащие для сообщения между этажами и эвакуации, вспомогательные, предназна­ченные для сообщения с подвалами, чердаками и т. п., аварийные, являющиеся запас­ными путями эвакуации людей; пожарные, служащие для наружного доступа на этажи, чердак, крышу во время пожара.

В данном разделе рассмотрены главные (рис. 13.1) и внутриквартирные лестницы, широко применяемые в домах коттеджного типа и в двухуровневых квартирах, располо­женных в многоэтажных зданиях (рис. 13.2)

Основные требования к лестницам заключаются в обеспечении неутомляемости подъема, надежности пожарной безопасности и эвакуации.

Неутомляемость подъёма обеспечивается размерами ступеней, удобными для поста­новки ноги и уклонов маршей. Нормальный шаг человека 60 -65 см, исходя из этого ис­пользуется формула 2а+в=60-65 см, где “а” - высота подступенка, “в” - ширина просту­пи.

Стандартные размеры для главных лестниц - а= 15 см; в = 30 см.

Более крутыми могут быть внутриквартирные лестницы с размерами а=20 см; в=23 см.

Безопасность эвакуации людей из здания обеспечивается пропускной способнос­тью лестницы, зависящей от её ширины и уклона, устанавливаемых СНиПом 2.08.01- 89*.

Минимальная ширина лестничных маршей жилых зданий 105 см, при уклоне 1:1,5 или 1:1,75. При этом число подъемов в одном марше должно быть не менее 3 и не бо­лее 18.

Для внутриквартирной лестницы минимальная ширина - 90 см (80 см), при уклоне 1:1,25 до 1:1,1.

Требования пожарной безопасности устанавливают тип лестницы - закрытая не­сгораемой конструкции, закрытая с разделением лестничной клетки посередине её вы­соты несгораемой перегородкой на противодымные отсеки с подпором воздуха и неза- дымляемая лестница с воздушной защитой (поэтажными входами в лестничную клет­ку через наружную зону по балконам или лоджиям)

Все конструктивные элементы лестничной клетки выполняются из огнестойких ма­териалов.

В зависимости от степени огнестойкости здания и его назначения регламентируют­ся протяжённость эвакуационных путей по коридорам до лестничных клеток.

Все лестничные клетки должны иметь естественное освещение. В зданиях секцион­ного типа 1 и 2 степени огнестойкости высотой до 3 этажей включительно допускается проектировать освещение лестничных клеток через световые фонари размером не ме­нее 1,5x2,5 м в покрытии. При этом требуется устройство балконов или лоджий в каж­дой квартире второго и третьего этажей, а также просвет между маршами не менее 0,7м или световой шахты на всю высоту лестничной клетки площадью горизонтального се­чения не менее 2 кв. м.

Конструктивную длину и ширину площадок следует принимать равными соответст­вующему координационному размеру, уменьшенному (или увеличенному) на значение, зависящее от способа опирания площадок на конструктивные элементы здания.

По функциональному значению и планировочной структуре лестнично-лифтовой узел - сложный комплексный элемент многоэтажного здания. Его объёмно-планировоч- ное решение зависит от типа жилого дома, планировочного решения здания, его этаж­ности, заселённости этажа и его площади, числа квартир, противопожарных требований и других факторов (мусоропровод, помещения колясочных, размещение абонентских ящиков и т.п.).

При этом наряду с учётом стандартных габаритов лифтовых шахт, соблюдением нор­мированных минимальных размеров ширины маршей, площадок и проходов следует также строго соблюдать санитарные и противопожарные требования, обращать внима­ние на удобство расположения машинного помещения лифтов, а в жилых домах - на це­лесообразность устройства мусоросборных камер в первом этаже, на достаточную изо­ляцию входной двери в дом от двери мусоросборной камеры (рис. 13.4).

Лифтовые шахты и мусоропроводы не должны примыкать к основным помещениям зданий (жилым комнатам, больничным палатам и др.)

Конструкции сборных железобетонных лестниц. Главные лестницы зданий лю­бых строительных систем проектируются, как правило, полносборными. Разрезку ле­стниц на сборные элементы выбирают в соответствии с конструктивной системой.

В бескаркасных зданиях лестницу в пределах этажа расчленяют на четыре сборных элемента - два марша и две (этажную и промежуточную) лестничные площадки; в кар­касных зданиях - на два сборных элемента - марши с полуплощадками. Исключением являются бескаркасные панельные общественные здания, где по аналогии с каркасны­ми применяют для лестниц марши с полуплощадками.

Конструкция лестницы, собираемая из 4-х элементов, является наиболее массовой и применяется в зданиях различнных стоительных систем.

Габариты площадок не унифицированы в связи с тем, что приняты разные варианты их опирания на несущие конструкции.

В кирпичных зданиях применяют ребристые лестничные площадки, опорные рёбра которых входят в гнёзда каменных внутренних стен лестничной клетки.

В крупноблочных зданиях этажную и междуэтажную площадки опирают на консо­ли в стенах лестничной клетки.

В панельных домах этажные площадки опирают на панели внутренних стен лест­ничной клетки, а междуэтажные - на консоли в этих панелях. Лестничные марши применяют двух типов - плитной конструкции без фризовых ступеней и ребристой конструкции с фризовыми ступенями.

Марши первого типа являются основным унифицированным решением для кирпич­ных, крупнопанельных и крупноблочных зданий, второго типа - для общественных зда­ний.

Лестницы каркасных зданий в связи с различными объёмно- планировочными ситу­ациями и конструктивными вариантами каркаса (с продольным или поперечным распо­ложением ригелей) конструируют различно (рис. 13.7).

Лестничные клетки размещены в модульных ячейках, ограждённых по четырём уг­лам колоннами и с четырёх сторон (при расположении лестницы внутри здания) стен­ками жёсткости. При примыкании лестничной клетки к фасаду она ограждается стена­ми жёсткости с трёх сторон (за исключением фасадной). Лестничные со стороны фаса­да опирают на фасадные ригели, а внутри здания - на полки стен жёсткости или стен ле­стничной клетки, рядовые или лестничные ригели, стальные консоли, приваренные к закладным деталям стен лестничной клетки.

Типовые лестничные марши каркасных зданий позволяют устраивать для большин­ства применяемых высот этажей (3; 3,3; и 3,6 м) двухмаршевые лестницы, а для высот этажей 4,2 и 4,8 м - трёхмаршевые.

Конструкции лестниц из мелкоштучных элементов - отдельных железобетонных ступеней, площадок, балок и косоуров - применяют редко для тех фрагментов типовых зданий, где не проходят по габаритам крупноразмерные сборные изделия (для наруж­ных входов, для цокольных маршей, внутри вестибюлей и др.), а также в зданиях, воз­водимых по индивидуальным проектам с нетиповыми габаритами (рис. 13.8)

Рис. 13.7 Примеры монтажных схем лестничных клеток в каркасно-панельных зданиях

 

 

Рис.13.8. Детали устройства лестниц наружных входов: А - из железобетонных элементов; Б - цоколь­ный марш по металлическим косоурам; 1 - уплотнённый грунт; 2- то же, щебень; 3 - асфальтобетон; 4 - боко­вая опорная кирпичная стенка; 5 - фризовая ступень; 6 - плита входной площадки; 7 - керамическая плитка;

8 - цементно-песчаный раствор; 9 - основные ступени; 10 - фундамент; 11 - стальной косоур; 12 - стойка ог­раждения; 13 - сварка; 14 - опорный уголок на ширину лестничного марша; 15 - нижняя опорная кирпичная стенка

Еслли вход в здание организован через лестничную клетку под первой промежуточ­ной площадкой, то при высоте этажа в 2,8 - 3,0 м обязательно устройство цокольного марша в 3 - 6 ступеней, ведущего на первую этажную площадку.

В этом случае также применима конструкция из наборных железобетонных ступе­ней, уложенных по косоурам или кирпичным стенкам.

 

Лестница собирается из отдельных элементов (косоуров, площадочных балок), име­ющих, как правило, сечение швеллерного типа. Узловые соединения между элементами осуществляются при помощи монтажных болтов с последующей сваркой. Концы пло­щадочных балок или гнутых косоуров заделываются в стенах при помощи анкеров.

Конструкции внутриквартирных лестниц. Материалом для таких лестниц чаще всего служит дерево, позволяющее выполнить любую требуемую форму, и где несущи­ми элементами являются косоуры или тетивы. В лестницах по тетивам (рис. 13.10) несу­щие элементы маршей (наклонные балки-тетивы) располагают не под ступенями, как при косоурных решениях, а сбоку. Тетива - это доска, устанавливаемая на ребро. В бо­ковых гранях тетивы, обращённых во внутрь марша, выбирают пазы на глубину 2-3 см, в которые устанавливают проступи и подступенки. Тетивы опирают на площадочные балки в специально вырезанные гнёзда.

В лестницах по косоурам проступи и ступени укладывают на вырезы в косоурах. Иногда конструкцию косоура (тетивы) заменяют перила лестницы, выполняемые в этом случае как жёсткая рама (рис. 13.11). В таком конструктивном варианте ступени как бы подвешены к перилам. Всю основную нагрузку в такой лестнице принимают на себя стойки и поручни перил.

 

Площадки и марши деревянных лестниц в зависимости от архитектурных требова­ний могут оставаться снизу открытыми, подшиваться чисто остроганными досками или оштукатуриваться.

Наряду с деревянными лестницами, выполненными по балкам, применяют конст­рукцию винтовой лестницы, в которой все ступени являются забежными. При таком конструктивном решении лестница занимает минимум места (рис. 13.12). Центральным несущим элементом является стойка с консольными ступенями. Длина ступеней винто­вой лестницы должна быть не менее 65 см для удобства прохода одного человека и не более 110 см. Высота ступеней винтовой лестницы обычно не менее 18 см и чаще все­го колеблется в пределах 18-20 см, при ширине ступеней по средней линии не меньше 20 см. Центральная стойка крепится к полу при помощи шурупов (или болтов) с тща­тельной проверкой её вертикальности. Материалом конструкций могут служить дерево, металл, главным образом для центральной стойки и несущих консолей.

Использование металла для несущих элементов внутриквартирных лестниц позво­ляет разнообразить их архитектурно-конструктивные решения. Таким оригинальным решением является лестница с уложенными ступенями по центральной каскадной бал­ке, выполненной из отдельных металлических

Варианты лёгких конструкций лестницы могут быть выполнены с применением круглых металлических стержней, расположенных в теле ступеней. Один конец стерж­ня укрепляется в стене или при стенном косоуре, другой - при помощи стержней ограж­дения подвешивается к раме, выполненной из поручней лестницы. Поручни прочно связаны со ступенями стойками (струнами) ограждения. Такая конструкция со­здаёт как бы невидимую несущую систему, причём возможны варианты крепления не­сущей рамы к полу, потолочному перекрытию и стенам.

10. Перекрытия

Горизонтальные конструктивные элементы здания, расчленяющие его на отдельные этажи, называются перекрытиями. Они придают сооружению пространственную жёст­кость, воспринимая все приходящиеся на них нагрузки, а также обеспечивают тепло- и звукоизоляцию помещений. Одновременно выполняют несущие и ограждающие функ­ции.

Перекрытия должны обладать достаточной прочностью и жёсткостью, что­бы выдерживать как нагрузку от собственного веса, так и полезную (статическую и ди­намическую). а также иметь нормативную величину прогиба (от 1:200 до 1:400 отно­шения абсолютного прогиба к пролёту).

Кроме того к ним предъявляется ряд физико-технических требований.

Звукоизоляционные требования определяются местоположением перекрытий (чер­дачное, междуэтажное, надподвальное) и функциями разделяемых ими помещений. Пе­рекрытия должны обеспечивать звукоизоляцию как от ударного, так и от воздушного шума.

Теплотехнические требования предъявляются при разделении перекрытиями по высоте здания на помещения с различными температурными режимами (жилые поме­щения над торговыми залами или проездами и т. д.). По теплотехническому режиму вы­деляют перекрытия надподвальные и чердачные.

Противопожарные требования диктуются степенью огнестойкости конструкции перекрытия и устанавливаются нормами проектирования.

По своему конструктивному решению несущую часть перекрытий можно разде­лить на:

- балочные, состоящие из несущей части (балок) и заполнения (наката);

- безбалочные, выполняемые из однородных элементов (плит-настилов или панелей- настилов).

По технологии возведения перекрытия могут выполняться из сборных элементов и в монолитном или сборно-монолитном вариантах.

В общественных и жилых зданиях массового строительства применяют для несущей части перекрытий унифицированные сборные железобетонные плиты и панели.

В современной практике строительства применяются несколько типов железобетон­ных плит-настилов, различающихся по поперечному сечению (многопустотные, ребри­стые и сплошные) и способу армирования (с обычной или предварительно напряжён­ной арматурой).

В полносборном домостроении используют панели перекрытий сплошного сечения толщиной 140 мм и многопустотные панели с толщиной 220 мм.

Панели перекрытий толщиной 140 мм применяют в перекрёстно-стеновой конструк­тивной системе зданий, где шаг поперечных стен подчинён модулю ЗМ (300 мм) и ва­рьируется от 2,4 до 4,2 м, при этом габарит пролёта достигает 7,2М с градацией в 6М (600 мм).

Таким образом, панель перекрытия опирается по четырём сторонам на стены конст­руктивно-планировочной ячейки (панель “на комнату”).

Для устройства перекрытий в кирпичных, крупноблочных зданиях, а также в бескар­касных панельных зданиях со смешанным шагом поперечных стен применяют много­пустотные и ребристые плиты-настилы.

Плиты-настилы с круглыми пустотами высотой в 220 мм имеют ГОСТовские габа­риты: по ширине 1,0-1,2-1,4-1,8-2,4-3,6 м, а по длине от 2,4 до 7,2 м с градацией разме­ров в ЗМ (300 мм).

Плиты-настилы высотой в 300 мм с предварительно-напряжённой арматурой пред­назначены для пролётов в 9,0 и 12,0 м.

Ребристые настилы изготавливают с рёбрами в одном или двух направлениях со сплошной плитой в верхней части. Такая плита хорошо работает на изгиб, но образует неплоский потолок, что ограничивает её применение в жилых зданиях. Они находят применение в чердачных покрытиях.

Ребристые плиты типа 2Т длиной 9-12-15 м при ширине 3,0 м (1,5 м - доборные) и высотой 400-500-600 мм применяют в основном при устройстве покрытий жилых и об­щественных зданий.

В крупноблочных и кирпичных зданиях роль жёстких дисков перекрытий состоит в восприятии всех приходящихся на них вертикальных и горизонтальных нагрузок, а так­же в обеспечении единства в восприятии силовых усилий вертикальными несущими элементами зданий. Поэтому все плиты-настилы имеют анкерные стальные связи меж­ду собой и с несущими стенами (рис.9.1 и 9.2).

Рис.9.1. Конструктивные решения перекрытий из многопустотных настилов в зданиях с кирпич­ными стенами: А - монтажные схемы плана перекрытий в зданиях с несущими продольными (а) и попереч­ными (б) стенами; Б - конструктивные узлы; 1- стена; 2 - настилы перекрытия; 3 - стальной анкер; 4 - цемент­но-песчаный раствор; 5 - бетон; 6 - арматурный каркас

 

Рис.9.2. Конструктивные решения перекрытий из многопустотных настилов в зданиях с крупно­блочными стенами: А - монтажная схема плана перекрытия в здании с продольными несущими стенами; Б - конструктивные узлы; 1,2- блоки наружной (1) и внутренней (2) стены; 3 - настилы перекрытия; 4 - сталь­ные анкера; 5 - утеплитель; 6 - бетон; 7 - доска, обёрнутая толем

 

B продольных боковых гранях настилов предусматривается устройство круглых уг­лублений, которые после замоноличивания стыка между плитами или панелями пере­крытий образуют шпоночный шов, гарантирующий совместную работу на сдвиг в вер­тикальном и горизонтальном направлениях.

Компоновка планов перекрытий и основные конструктивные решения в стеновых и каркасных панельных зданиях приведены в гл. 1, и 3