Железобетонные здания каркасные: преимущества, виды и технология строительства

Монолитный железобетонный каркас здания

Железобетонные монолитные конструкции

Каркас называется полным, если на него передаются все вертикальные нагрузки, и неполными, если часть их передается стенам, например, при наружных несущих стенах. Конструктивные схемы каркасов и методы обеспечения их устойчивости.
Каркасные здания могут иметь два, три и более пролетов с размерами для помещений чаще всего 6—8 м, для коридора — 2—4 м

Рис. 1. Схемы постановки наружного ограждения в каркасном здании
с — при монолитном каркасе; б — при сборном каркасе; в — деталь ограждения при моно­литном железобетонном каркасе; г — то же, при стальном каркасе; 1 — бортовая балка; 2 — консоль; 3 — наружная грань стойки; 4 — наружная грань балки; 5 — облицовочный кирпич; 6 — керамические блоки; 7 — плитная теплоизоляция; 8 — труба отопления; 9 — шлакобетон­ные камни; 10 — стальная колонна

Продольный шаг принимается 3—6 м. Каркасы различаются по материалу и способу изготовления: стальные, железобетонные монолитные и железобетонные сборные. Встречаются также комбинированные системы, в которых одни элементы делаются из сборного железобетона или стали, другие железобетонные монолитные.

Например, для придания зданию необходимой жесткости и обеспечения его устойчивости при стальных или сборных железобетонных колоннах перекрытия делаются иногда железобетонными монолитными. В крупных гражданских зданиях большой этажности и в зданиях с большими помещениями, имеющими разнообразные формы и размеры, применяются стальной каркас и монолитный железобетонный. В зданиях, допускающих композицию из однообразных ячеек с одинаковыми пролетами и шагом несущих конструкций, применяется сборный железобетонный каркас.

Ограждения делаются полностью или частично вынесенными на бортовых балках за грани стоек, либо ставятся заподлицо с ними с устройством отепляющих пилястр. При стальных и монолитных железобетонных каркасах рекомендуются два последних способа, не требующих большого выноса бортовых балок и скрывающих частично или полностью стойки в толще ограждения (рис. 1, а). Полностью выносное ограждение применяется при сборных железобетонных каркасах (рис. 1, б)

Температурные швы в каркасах чаще всего выполняются в виде спаренных колонн на общем фундаменте с разрезкой между ними всего здания в одной вертикальной плоскости (рис. 2, а). Размер зазора между колоннами должен обеспечить возможность горизонтального расширения элементов здания. Он заполняется в ограждающих конструкциях, так же как в массивных стенах.

Рис. 2. Схемы деформационных швов в каркасах
а и б — температурных; в и г — осадочных; 1 — шов на спаренных стойках; 2 — шов на скользящей опоре; 3 — шов с помощью вкладыша; 4 — шов между
консолями

Другой тип конструкции температурного швазаключается в опирании прогонов каркаса или обвязочных балок одной части здания на консоли стоек другой с обеспечением горизонтального сколь ния между ними (рис. 2, б). Осадочный шов в каркасном здании делает также путем спаренных колонн, но на раздельных фундаментах или в сер дине шага конструкций: при расстоянии между стойками не более 3 м на встречных консолях (рис. 2, г), при большем расстоянии — путем свободно опертого участка перекрытия, допускающего перекос (см. рис. 2)

Монолитный железобетонный каркас представляет жесткую пространственную систему, состоящую из стоек, поперечных и продольных ригелей, а также монолитных железобетонных перекрытий. По сравнению со стальным каркасом на него идет значительно меньше стали. Однако он требует возведения сложных лесов и опалубки и длительных сроков для достижения проектной прочности.

Разновидностью его является монолитный железобетонный каркас с жесткой арматурой. Он характеризуется тем, что стальной арматурой его элементов являются прокатные стальные профили, образующие стальной каркас, рассчитываемый на обеспечение 60—80% требуемой прочности. Параллельно его монтажу, с отставанием на несколько этажей, все стальные элементы обетониваются в подвижной опалубке с дополнением стержней гибкой арматуры для восприятия краевых, растягивающих напряжений в бетоне.

Монолитный железобетонный из жесткой арматуры

Каркас из жесткой арматуры используется для устройства подмостей для всех монтажных работ. По сравнению со стальным каркасом в железобетонном каркасе с жесткой арматурой экономия стали достигает 44%. Ограждения каркасных зданий нестандартного типа чаще всего делаются в виде заполнения по каркасу из мелко-штучных материалов, таких, как облегченные виды кирпича, пустотелые керамические и легко-бетонные камни: природные камни легких пород. При особых архитектурных требованиях или применении атмосферо-неустойчивых материалов ограждения выполняются разнородными с различного вида облицовками

Железобетонный каркас: сборный (основные элементы)

Железобетонный каркас применяют в процессе возведения многоэтажных зданий и частных домов. Соблюдение техники строительства и использование надежных материалов придаст прочности сооружению.

Преимущества и недостатки

Железобетонные каркасы незаменимы при сооружении высотных зданий, т. к. обладают отличной прочностью. При частном строительстве допустимо выбирать материалы с менее хорошими характеристиками. В связи с этим использование стального каркаса железобетонного при частном строительстве является экономически необоснованным.

Основные преимущества применения материала:

• высокая несущая способность;
• огнестойкость;
• длительная эксплуатация;
• малые эксплуатационные расходы;
• надежность конструкции;
• затраты на производство таких изделий намного ниже, чем на конструкции из камня или металла;
• длина пролетов позволяет создавать большие помещения без дополнительных опор (перегородок, колонн).

Недостатки материала:

• большая плотность;
• необходимость выдержки до приобретения прочности;
• высокая звуко- и теплопроводность;
• трудоемкость ремонтных работ, усиления конструкции;
• материал может покрыться трещинами из-за усадки и силовых воздействий.

Виды, где используется в строительстве

Различают 3 вида таких конструкций:

1. Монолитный. Производится путем заливки опалубки бетонным составом. Монолитные изделия не имеют ограничений по размеру, типу колонн и т.д. Они прочны, способны распределять нагрузку на балки и плиты перекрытия, благодаря чему удается сэкономить используемые материалы. Требуют использования термоизоляции, если применяются для возведения стен и перегородок. Чтобы соорудить такой вид конструкции, необходимо бетонную смесь заливать в съемную опалубку, т.к. это ускорит процесс.
2. Сборный. Применяется при сооружении промышленных зданий и в условиях индивидуального строительства. Сборный железобетонный каркас многоэтажного здания дает возможность работать при низкой температуре. Его основные элементы (колонны, ригели, основы лестничных проемов) производятся на заводе, а собираются непосредственно на строительстве.
3. Сборно-монолитный. Основой технологии является несущий каркас, который состоит из железобетонных элементов заводского изготовления (колонны, ригели, пустотные плиты). Благодаря этому представляется возможной сборка каркасов с большим расстоянием между несущими элементами. Жесткость и устойчивость конструкции достигается узлами сопряжения ригелей с колоннами. Бетонирование швов между плитами создает жесткий диск перекрытия.

Технология строительства железобетонных каркасных конструкций

От типа металлической конструкции и количества этажей зависит способ возведения здания. Различают сборные, монолитные и комбинированные конструкции.

Первый вариант имеет ряд преимуществ:

1. Отсутствие необходимости подогрева рабочего места зимой, что существенно экономит затраты на энергоресурсы.
2. Возможность оставлять железобетонные материалы на стройке, что обеспечивает непрерывность процесса сборки конструкции.
3. Уменьшение необходимости непрофессиональной рабочей силы.
4. Наличие дополнительного пространства, которое отсутствует при монолитном строительстве.
5. Элементы каркаса изготовляются на заводе, что позволяет обойтись без сварочных работ.
6. Быстрота сооружения здания.
7. Достижение прочности сразу после установки.

Среди недостатков — большой расход материала на опоры, ограничение в формах, которые по умолчанию установлены заводом-изготовителем, т.к. арматура не поддается сгибанию.

Сборные конструкции

При возведении многоэтажных домов используют следующие типы сборных каркасов:

1. Связевый. Представляет собой пространственную конструкцию и колонны, которые шарнирно прикреплены к ней при помощи ригелей. Обеспечение жесткости происходит неравномерно. Из-за шарнирного крепления колонны почти не сопротивляются горизонтальным сдвигам. Элементы сжимаются вертикальными нагрузками (несущие стены, внутренние перегородки, плиты перекрытия).
2. Рамно-связевый. Отличается от предыдущего типа жестким креплением колонн и балок.
3. Рамный. Колонны и ригели закреплены жестко. Они образуют плоские и пространственные рамы в 2-3 направлениях. Жесткость обеспечивается равномерно всеми составляющими системы. На несущую способность рамы влияет каждый элемент в отдельности, параметр снижается при увеличении шага установки колонн и с повышением высоты этажа.

Чтобы элементы каркаса было удобно транспортировать, на них устанавливаются специальные петли или проделываются отверстия. На строительной площадке детали сваривают.

Конструкция таких каркасов предполагает наличие железобетонного фундамента. На нем монтируют колонны с промежутками 6-12 м. Для фундаментных балок применяют бетон марок 200-400. Эти элементы будут служить опорой несущим стенам. Балки размещают так, чтобы уровень пола был на 3 см выше их верхней стороны. Пустое пространство заливается бетоном. Для этого подходит марка 100.

Для того чтобы пол был защищен от промерзания, а также, чтобы на нем не сказывалось влияние почвы на балки, производят гидроизоляцию. Большие конструкции возводятся при помощи колонн 1.020, приспособленных к нагрузке до 500 т, что равняется 10 этажам. Наружные стены возводят из ячеисто-бетонных блоков, уложенных в 1 ряд. Благодаря нулевой жесткости сохраняется пластичность фасада. Блоки укладывают на балки или плиту перекрытия.

При строительстве несущей конструкции из блоков маленького размера кладку можно производить в 1 или несколько слоев. На этапе конструирования подобного строения нужно убедиться, что кладка не служит опорой каркаса. Толщина стен подбирается с учетом теплоизоляционных требований. В жилых домах этот параметр должен быть равен 50 см.

Ячеисто-бетонные блоки подходят и для внутренних перегородок (между комнатами, квартирами). Эти стены являются для каждого этажа самостоящими. Во время планирования толщины перегородок и перекрытий в первую очередь учитываются требования звукоизоляции (больше 50 дБ).

Существуют нормативные документы для расчета параметра. Он зависит от используемых блоков, раствора, бетона и пр. Избавиться от посторонних звуков поможет минплита, которой заполняются пустоты. Плотность материала должна находиться в пределах 80-100 кг/м³.

Рекомендуемая толщина межкомнатных стен — 12 см, звукоизоляционный параметр — минимум 43 дБ.

Сборный каркас чаще всего применяется при возведении 2-5-этажных промышленных построек. Если строится более высокое здание, требующее больших крановых нагрузок, то целесообразно использовать стальное основание. Его составляющие (колонны, ригели и связующие элементы) бывают сплошные или решетчатые. Их изготавливают из швеллеров, уголков и прочих профилей, скрепленных при помощи сварочного аппарата.

Каркасы с опорами из камня устанавливают при возведении невысоких строений при отсутствии больших пролетов и чрезмерных нагрузок. Несущую способность повышают за счет армирования стальной сеткой, арматурой или усиливают, применяя железобетонные сердечники.

Сборно-монолитные каркасы

При применении таких каркасов можно снизить трудоемкость работ и уменьшить их срок, сохранив основные достоинства монолитных конструкций.

В этом варианте колонны и балки бетонируются в опалубке с тонкими стенками и квадратным сечением. Стыки арматуры и опалубки замоноличиваются, когда колонны и балки заливаются бетоном.

Элементы изготавливают из обыкновенного или преднапряженного бетона. При этом толщина стенок должна находиться в пределах 8-12 см. Если используется обыкновенный бетон, потребуется дополнительное армирование.

Технология возведения такой конструкции:

1. Колонны монтируются в выемку в ж/б плите, на которой размещаются панели с пустотами, сверху устанавливают пролетные элементы.
2. Арматурную сетку, которая расположена между панелями приваривают к армопрутьям пролетных элементов.
3. Заливают бетонную смесь.

Монолитный каркас

Монолитный каркас можно соорудить при помощи как съемной, так и несъемной опалубки. Второй тип чаще применяется для возведения невысоких частных домов. После того как опалубку заливают бетоном, она соединяется с другими элементами и выполняет роль несущей конструкции. В современном строительстве ее изготавливают из разных материалов, в т. ч. из пенопласта.

В зависимости от конструкции опалубки бывают 2 видов:

1. Щитовой. Опалубку такого типа создают из отдельных деталей, которые соединяются специальными крепежными элементами. Таким образом формируют емкость для заливки бетона, который станет основанием будущей постройки.
2. Туннельный. Опалубку приобретают в собранном виде, из-за чего такой тип конструкции подойдет не для всех монтажных работ. Купленные изделия не подлежат изменениям. Их заполняют раствором сразу после установки.

Если требуется большой объем бетона, его заказывают на предприятии. В другом случае раствор можно замесить самостоятельно.

После завершения работ по укладке бетона необходимо перейти к его уплотнению: это убережет конструкцию от образования пустот. Для выполнения задачи подойдут специальные инструменты (глубинный, а также поверхностный вибратор и пр.).

При помощи уплотнения монолитный каркас станет максимально прочным. После завершения процесса переходят к армированию конструкции. Особенности технологии позволяют реализовывать различные дизайнерские идеи.

Повышение эффективности монолитного каркасного жилья

Несмотря на то что монолитный каркас приобрел доверие строителей, его свойства постоянно улучшают: повышают прочность, снижают расход материалов. Для достижения этих целей применяют бетоны более высоких марок. Благодаря этому удается снизить расход арматуры и стоимость постройки. Каркас здания считается эффективным, если армирование превышает 3%.

Монолитную конструкцию оптимизируют следующими способами:

При возведении монолитного здания руководствуются способом, который предполагает заглубление коробки сооружения на 2 этажа. При помощи этого метода удается сделать конструкцию максимально надежной, т.к. нагрузки передаются высокопрочным пластовым почвам.

Несмотря на эффективность, эта технология редко применяется при возведении домов высотой до 3 этажей включительно. Причина заключается в высокой стоимости такого строения (сооружение деревянной опалубки, применение дорогостоящей техники и пр.). При обустройстве невысоких зданий чаще применяют сборные каркасы, которые обладают достаточной прочностью, при этом стоят намного дешевле.

Сравнение железобетона и металлокаркаса | buildingbook.ru

В этой статье мы сравним 2-е технологии строительства промышленных зданий: металлокаркасного и железобетонного здания.

Прежде всего давайте определим что такое металлокаркасное и железобетонное здание.

Металлокаркасное здание

В металлокаркасном здании несущие элементы (колонны, связи, балки перекрытия и фермы)  выполнены из стали.

Колонны выполняют преимущественно из двутавра или составного сечения из уголков, швеллеров.

Перекрытия до 12 м выполняют из прокатных или сварных балок, более 12 м из ферм. Поверх балок и прогонов монтируют профлист или кровельную сэндвич-панель. В межэтажном перекрытии иногда используют профлист как несъёмную опалубку и делают монолитное перекрытие. Также можно поверх стальных балок монтировать ж.б. перекрытия для увеличения скорости монтажа.

Жесткость каркаса обеспечивается жесткой заделкой колонн в фундамент и/или применением связей и ригелей, либо жестким соединением колонны с фермой или балкой.

Ограждающие стены, как правило, выполняют из сэндвич-панелей.

Преимущества металлокаркасного здания

— Высокая скорость монтажа, которая обеспечивается изготовлением элементов здания на заводе, а на строительной площадке элементы только соединяются при помощи болтового или сварного соединения.

— Отсутствие мокрых процессов, что позволяет вести строительство зимой без устройства тепляков.

— Меньшая нагрузка на фундамент: несмотря на то, что плотность стали выше чем у бетона, у нее и прочность гораздо выше чем у бетона и, при прочих равных условиях, здание из металлокаркаса будет легче чем из железобетона. Посоревноваться с металлом в этом показатели может только дерево.

— Нет необходимости иметь завод под рукой — элементы можно изготовить за тысячу километров от строительной площадки. При строительстве монолитного здания требуется наличие завода не далеко от строительной площадки или устройство мобильного бетонно-растворного узла, что ограничивает его применение в районах Крайнего Севера или Дальнего Востока.

— Металлокаркасное здание легко модернизировать под новые требования при модернизации производства. Элементы легко демонтируются, усиление несущих элементов производится просто приваркой к существующему усиливающего элемента (полосы стали или профиля). При этом усиление конструкции может производится без демонтажа элементов. Иметь способ модернизировать промышленное здание без существенных вливаний финансовых средств очень важно для успешной деятельности предприятия. Установка нового оборудования может потребовать постройки нового здания, если старое не удовлетворяет условиям технологии. В этом случае рациональнее реконструировать здание чем сносить здание и строить новое.

— При демонтаже здания металл можно переплавить, что позволяет повторно использовать данный материал. Это, на мой взгляд, одно из самых важных преимуществ металлокаркасного здания для промышленности. Жизненный цикл пром.здания может быть совсем малым т.к. меняются технологии, из-за дорожания земли или по другим причинам рационально перенести производство в другое место, а старое здание не имеет смысла модернизировать. В этом случае использовать металл для переплавки гораздо эффективнее и экологичнее, чем выбрасывать железобетон на свалку.

— Возможность перенести здание в другое место. Здание можно не только демонтировать, но и смонтировать заново в другом месте. Выполнить это можно не во всех случаях, но иногда можно хотя бы частично. Например очень часть можно встретить бывшие в употреблении кровельные фермы с демонтированного здания.

— Есть множество типовых проектов складов, пром.зданий, административных зданий, что позволяет уменьшить срок проектирования, изготовления и строительства.

— Простота контроля за расходом материала. Иногда это очень важно т.к. не заметно своровать колонну или балку не получится в отличии от бетона, цемента.

— Для монтажа требуется меньше строительной техники, и в большинстве случаев можно ограничится краном.

— Возможность сделать большие пролеты здания. Хотя можно использовать стальные фермы и в железобетонном здании.

Недостатки металлокаркасного здания

— Одним из самых больших недостатков металлокаркасного здания является низкая пожаростойкость конструкций. Несмотря на то, что металл не горит, он очень сильно теряет свои несущие способности при пожаре. Существуют способы для увеличения пожаростойкости, но они приводят к удорожанию и увеличению срока строительства здания. Существуют специальные окрасочные материалы, которые могут увеличить пожаростойкость стальных конструкций до 30 минут. Для большей защиты применяют конструктивную пожарозащиту (обшивка металлоконструкций минеральной ватой, гипсоволокнистыми листами или обетонирование конструкций).

— Низкая коррозионная стойкость, однако при правильном проектировании и эксплуатации этой проблемы нет. Конструкции должны быть хорошо окрашены, регулярно осматриваться на предмет увлажнения, появления коррозии, герметичности конструкции. При правильной эксплуатации конструкции будут служить вечно.

— Более высокая стоимость по сравнению с железобетонными зданиями. Если по близости есть завод по производству бетона, то молонит будет дешевле (на Севере и Востоке нашей страны с этим можно поспорить т.к. там бетон раза в 3 дороже чем в других регионах России). Хотя если мы будем сравнивать не только показатели по общей стоимости, но и разнице во времени на постройку и упущенной прибыли предприятия от работы в это время, то металлокаркас, возможно, выиграет и монолита. Кроме того при строительстве зимой стоимость монтажа мололита возрастает т.к. необходимо прогревать бетон. В каждом конкретном случае нужно сравнивать варианты, но обычно кто что умеет, тот то и строит.

Железобетонное здание

В железобетонном здании несущие конструкции (стены, перекрытия) выполнены из армированного бетона.

Здание может быть монолитным или из сборных железобетонных конструкций (часть элементов изготавливается на заводе, а затем соединяются на площадке при помощи сварки выпущенной арматуры и замоноличивания участка).

Жесткость каркаса обеспечивается жесткой заделкой колонн в фундамент, жестким соединением колонны с перекрытием, использованием диафрагм (монолитных стен).

В промышленном строительстве не редко железобетонные и стальные конструкции используют вместе, например изготавливают колонны из железобетона, а жесткость каркаса обеспечивается наличием стальных связей. Перекрытие тоже может быть из стальных конструкций т.к. использование стальных ферм при больших пролетах более рационально чем использование монолита или плит перекрытия.

Для ограждающих конструкций также можно использовать сэндвич-панели, либо выполнить стены из блоков и утеплить снаружи.

Преимущества железобетонного здания

— Более низкая стоимость по сравнению с металлокаркасным (имеется ввиду там, где бетон имеет не завышенную стоимость). Этот вопрос уже поднимал выше, в каждом отдельном случае необходимо рассчитывать, но в большинстве случаев это утверждение верно.

— Высокая пожаростойкость конструкции. Бетон не сильно изменяет свои свойства от воздействия температуры и защищает арматуру.

— Высокая коррозионная стойкость, которая обеспечивается защитой арматуры бетоном.

— Высокая скорость монтажа при использовании готовых заводских изделий. По скорости монтажа может посоревноваться с металлокаркасным зданием если все изделия выполнены на заводе и на строительной площадке не требуется производить монолитных работ.

— Большой ассортимент готовых железобетонных изделий (плиты перекрытия, колонны, фундаментные блоки).

— Также как и у металлокаркасных зданий есть достаточно много типовых серий зданий.

Недостатки железобетонного здания

— Самым главным недостатком является наличие мокрых процессов при строительстве, что ограничивает, либо затрудняет монтаж конструкций в зимнее время, но это относится к монолитным конструкциям.

— Большие сроки строительства монолитного здания по сравнению с металлокаркасом. Это в основном связано с тем, что бетону нужно время для набора прочности (100% прочности бетон набирает за 28 дней).

— Усилить железобетонные конструкции при реконструкции более затратно и трудоемко чем в металлокаркасном здании.

— Можно еще добавить как недостаток сложность обследования здания т.к. чтобы узнать какая арматура находится в колонне или балке необходимо вскрывать её, но это только при отсутствии проектной документации на здание, что встречается нередко.

— Более ограниченные возможности при реконструкции по сравнению с металлокаркасом.

— Более высокие нагрузки на фундамент.

Вывод

Нельзя сказать что одна технология явно лучше другой, в каждой есть свои плюсы и минусы. Нет плохих материалов, есть не правильное их применение.

Кроме того очень часто в металлокаркасном здании испозуются ж.б. элементы и наоборот. Хорошим примером является использование ж. б. колонн и стальных ферм в промышленном здании, что позволяет сэкономить на колоннах, обеспечить пожаростойкость конструкции и при этом сделать большой и легкий пролет здания.

По стоимости эксплуатации здания практически не отличаются, единственное металлокаркасные здания требуют периодического осмотра на предмет появления коррозии и обновление огнезащитного покрытия (при ее наличии).

Также не корректно сравнивать металлокаркасное и железобетонное здание по теплоизолирующим способностям — в обоих случаях каркас закрывается современными утеплителями снаружи и не контактирует с внешней средой, не создает мостика холода (естественно при грамотном проектировании).

При выборе технологии строительства нужно ответить на несколько вопросов:

— Какие строительные материалы и другие ресурсы доступны на месте строительства?

— Какие сроки строительства?

— Какие противопожарные требования предъявляются к зданию?

— Какие технологические требования предъявляются к будущему зданию?

— Продумать способы доставки материалов на строительную площадку.

— Предусмотреть возможность расширения и модернизации производства.

Технология каркасного строительства монолитного здания

Перечень основных конструктивных составляющих, изготовленных по монолитной технологии

• 
  Перекрытия – представляют собой железобетонные плиты толщиной 200 мм
• 
  Колонны сечением 400х400 мм – установлены с шагом, не превышающим 4,3х4,9 м, прочно закреплены в фундаменте
• 
  Жёсткие узлы,  изготовленные из железобетона, соединяют перекрытия с колоннами. Предназначены для придания строению проектной жёсткости
• 
  Лифтовая шахта и  лестничные клетки (2 шт) – также изготовлены из армированного бетона
• 
  Основа пола – ж/б плита толщиной 100 мм, базой для которой служит утрамбованная песчаная подушка.

Материалы, применяемые в строительстве

Каркасно-монолитная технология строительства дома предполагает возведение только колонн и перекрытий, которые создают несущий остов. В состав этих конструкционных компонентов входят бетонная смесь и усиливающий каркас из арматурных стержней. В соответствии со СНиПом для строительства железобетонных конструкций используются:

• 
  Для возведения фундамента – бетон B20 W4. Маркировка соответствует ГОСТу 7473-2010. Класс по прочности на сжатие – B20, марка по водонепроницаемости – W4.
• 
  Для сооружения монолитных конструкций каркаса – бетон B25 W4.
• 
  Для усиления бетона – арматурные пруты классов A240 и A400, длиной до 11,7 м.

Объемно-планировочные решения

Основа архитектурно-планировочных решений – технологические планы и схемы, нормативные требования по пожарной безопасности, бытовыми нормами и другая актуальная нормативная документация.

Технико-экономические показатели строения:

• 
  Общая площадь – 3352 м²
• 
  Площадь застройки без учета крылец, входных площадок и пандуса – 919 м², с учетом крылец, входных площадок и пандуса – 1036 м²
• 
  Строительный объём – 13682 м³
• 
  Уровень ответственности – II
• 
  Степень огнестойкости – 1
• 
  Класс конструктивной пожарной опасности – С-0
• 
  Класс функциональной пожарной опасности Ф 1. 1.

Мероприятия, направленные на защиту строительных конструкций и фундаментов от разрушения

Работы осуществлялись в соответствии с СП 28.13330.2012, которые являются актуализированной редакцией СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии». Перечень защитных мероприятий:

• 
  Грунтование металлических элементов грунтом ГФ-021 (ГОСТ 25129-82) с последующей окраской за 2 раза эмалью ПФ-115 (ГОСТ 25129-82)
• 
  Изготовление под монолитный фундамент подстилающего слоя из тощего бетона В7,5 толщиной 100 мм, с отступами в каждую сторону на 100 мм
• 
  Обмазка за 2 раза боковых поверхностей фундаментов, находящихся в контакте с грунтом, битумной мастикой
• 
  Изготовление песчаной подушки толщиной 200 мм под фундаментными балками.

Расчет и монтаж каркаса

Для создания каркаса конструкций, возводимых по каркасно-монолитной технологии, используются армирующие стержни. Их технические параметры – класс арматурной стали, тип профиля, номинальный диаметр, а также шаг расположения, выбирают на стадии проектирования в результате проведения сложных расчётов. Минимальный номинальный диаметр арматурных стержней:

• 
  10 мм – для продольной арматуры, которая является рабочей
• 
  8 мм – для поперечной арматуры, служащей элементом жёсткости для продольных прутов.

В среднем на 1 м³ железобетонного объёма приходится 25 кг стержней из арматурной стали, расстояние между отрезками – 150-250 мм. Каркас собирают сваркой или связыванием проволокой на площадке или непосредственно на месте монтажа. Готовые каркасы или отдельные арматурные элементы укладывают в изготовленную опалубку.

Арматурные каркасы каждого конструктивного элемента перевязывают между собой. С этой целью при сооружении фундамента оставляют вертикальные стержни, которые сопрягают с элементами каркасов колонн и перекрытий. Перевязка осуществляется до самого верха.

Бетонные работы

Для сооружения монолитных конструкций использовалась съёмная инвентарная опалубка – традиционный вариант устройства форм для последующей установки каркаса и заливки бетонной смеси. Для создания опалубки небольшого размера применялись доски, значительной по площади и объёму – толстая строительная фанера с ламинированной поверхностью. Внутренние поверхности конструкции прокладывались рубероидом. Этот  материал выполняет в данном случае две функции – облегчает снятие опалубки и служит гидроизоляцией железобетонной конструкции. Для жёсткой фиксации формы использовались металлические опорные рёбра жёсткости.

В опалубку закладывали арматурный каркас и заливали бетонную смесь. Снятие опалубки – через 5-7 дней после проведения работ по бетонированию.

Бетонирование производилось с использованием бетононасоса, смонтированного на шасси автомобиля. При заливке необходимо:

• 
  Производить её непрерывно
• 
  Не допускать высыхания отдельных слоёв
• 
  Уплотнять раствор погружными вибраторами и лопатами
• 
  Стены заливать секциями 500-700 мм
• 
  Колонны устраивать на высоту одного этажа.

Степень огнестойкости, требуемая нормативной документацией, была достигнута с помощью нанесения защитного бетонного слоя. Большая часть работ по бетонированию проводилась при минусовых температурах. Для обеспечения нормального режима твердения бетонной смеси использовался греющий провод. Электропитание обеспечивал понижающий трансформатор ТМО-80.

Монтаж перекрытий

Монолитное перекрытие является поясом жёсткости в монолитно-каркасном строении. Этапы его сооружения:

• 
  Укладка арматурного каркаса с перевязкой арматурных стержней с выпусками, идущими от нижних колонн.
• 
  Монтаж опалубки из досок или ламинированной строительной фанеры
• 
  Послойная заливка раствора, но без промежутков во времени
• 
  Снятие опалубки после набора первоначальной прочности, достаточной для прохождения по поверхности перекрытия.

Каркас из железобетона | Про бетон

Строительство любого здания — это сложный и кропотливый процесс, который требует правильного подбора материалов и грамотных расчетах. Существует огромное количество технологий, которые используются для возведения зданий различных конфигураций, этажности, площади. Методики могут отличаться в зависимости от назначения строения, например, для жилых помещений используют одни материалы и техники, а для промышленных цехов — совершенно другие.

Однако есть общая методика, которая используется при строительстве зданий любого назначения — это использование железобетонных каркасов. Такая технология используется уже давно и пользуется огромной популярностью. При соблюдении методики возведения железобетонного каркаса готовое строение прослужит долго.

Преимущества и недостатки

Каркасы из железобетонных элементов подходят для строительства частных и многоэтажных домов. Если при строительство высотных зданий использование железобетона обусловлено прочностью такого материала, то при возведении небольшого частного дома можно найти более экономичную технологию.

К преимуществам использования железобетонных каркасов в строительстве необходимо отнести длительный период их эксплуатации без существенного износа, способность выдерживать солидную несущую нагрузку, большую длину пролетов, а также идеальные технические характеристики железобетонных конструкций, поскольку они производятся в промышленных условиях в соответствии с государственными стандартами.

Благодаря железобетонным каркасам можно делать чрезвычайно прочное здания. Единственный недостаток — это очень большой вес, поэтому к строительству с использованием железобетонных элементов необходимо привлекать грузоподъемную технику.

Виды. Где используются в строительстве?

В современном строительстве используют как монолитные, так и сборные железобетонные конструкции. Также популярен промежуточный вариант, где сборные и монолитные железобетонные элементы соединяются воедино. Заметим, что раньше сборный железобетонный каркас разрешалось использовать только для промышленных или административных зданий, однако, со временем, такой вариант стал активно применяться и для жилого строительства.

Среди преимуществ сборного железобетонного каркаса стоит отметить возможность работы с ним даже в холодную погоду, а также уменьшение расхода строительных материалов. Поскольку при сборке используется жесткие узлы, то несущая способность у такого каркаса небольшая.

При его формировании используются ригели, колонны, а также основы под лестничные пролеты. Все конструктивные элементы производятся исключительно на заводе в соответствии с разработанными нормами и стандартами. В готовом к сборке виде их поставляют на строительную площадку. Там рабочие должны выполнить соединение всех элементов в соответствии с чертежами.

Монолитные каркасы не производятся на заводах, а изготавливаются непосредственно на строительной площадке. С помощью опалубки делается конструкция будущего железобетонного элемента, в ней раскладывается в определенном порядке арматура и сверху заливается бетонным раствором.

При использовании монолитных каркасов нет ограничений по форме и размерам каждого элемента. Монолитные элементы имеют высокую прочность и долговечность. С их помощью можно строить здания с любым количеством этажей.

Технология строительства железобетонных каркасных конструкций

Есть разные типы методики строительства помещений в зависимости от их этажности и площади.

Сборные конструкции

Они подходят для многоэтажных строений. В первую очередь, делается расчетная схема, где показано соединение всех элементов конструкции. Их соединение осуществляется посредством сварки. Фундамент при этом должен быть железобетонным. В нем непременно монтируют колонны с интервалами 6-12 м. Для изготовления балок используется только бетон марки М200 или М400. Балки укладываются в таком же интервале, как и устанавливались колонны. В качестве опоры для балок используются несущие стены.

В промежутке между балками и колоннами образуются проемы, которые должны быть залиты раствором бетона. После того как уложен фундамент, делается гидроизоляционная прослойка. Для наружного утепления стен используются блоки из ячеистого бетона. Внутренняя часть стены выкладывается из мелких бетонных блоков. Внутренние стены и перегородки также делается из ячеистого бетона. Иногда при закладке перегородок добавляется минплита, плотностью 80-100 кг на кубометр, которая повышает звукоизоляцию в соответствии с требованиями нормативных документов.

Сборно-монолитные каркасы

При использовании такого технологического решения в железобетонных плитах делаются отверстия, в которых монтируются колонны. В панелях, которые находятся между колоннами, устанавливается арматурная сетка. Она соединяется с остальными продуктами в пролетных панелях с помощью сварки. После этого армирующая основа заливается бетоном.

Повышение эффективности монолитного каркасного жилья

Несмотря на высокие показатели прочности и надежности монолитного каркаса у современных строителей все же стоит вопрос относительно повышения его надежности. Например используется бетон более высокой марки, чем нужно. При этом сокращается расход арматурных элементов в каркасах.

Оптимизировать монолитный каркас можно по марке бетона, количеству стальных прутьев, а также по сечению арматуры.

При использовании монолитного каркаса его нижняя часть должна быть заглублена в землю примерно на 2 этажа. Благодаря этому упрочняются конструкция, а нагрузка с каркаса частично передается грунту. Учитывая сложность монтажа, стоимость монолитного каркасного жилья является достаточно большой. Вот почему использование такой технологии обоснована только при строительстве многоэтажных зданий.

Заключение

Железобетонный каркас —это отличное решение для строительства многоэтажных зданий. Такая конструкция отличается большой прочностью и износостойкостью. Она выдержит вес здания. Для каждого вида строительных работ выбирают свой тип каркаса. В основном используются монолитные и сборные железобетонные каркасы.

Подробно в видео

Каркасные и бескаркасные панельные системы

Каркас как конструктивная система известна с древнейших времен. Многие народы используют деревянный каркас при устройстве жилища. Особенно интересны свайные каркасные сооружения, в которых жилище поднято на столбы, — идея, получившая в наш век новую интерпретацию. Но о профессионально отработанной конструктивной системе каркаса можно говорить только в связи с архитектурой Древнего Китая, где она возникла уже в период Шан и затем получила законченное выражение в пяти стандартизированных типах зданий. Другая ветвь каркасной системы развивалась в странах Западной Европы, где, например в Германии (IX—XIII вв.), были построены многоэтажные здания с деревянным каркасом, заполненным глиняными панелями или камнем. Следующий этап Развития каркаса — замечательные творения мастеров готики, впервые создавших систему каменного каркаса, включавшую в себя несущие столбы, стрельчатые арки, нервюрные своды, аркбутаны.

В XIX—XX вв. перед зодчими в использовании каркаса раскрылись новые, практически неограниченные перспективы благодаря развитию металлических, а затем и железобетонных конструкций. «Исходной формой архитектуры был деревянный каркас, — писал О Перре, — рождается и железобетонный, который в недалеком будущем сделает настоящую архитектуру достоянием всей планеты». В жилом доме О. Перре (1903), московских торговых домах Ф. Шехтеля (1903—1910), в ряде промышленных зданий, построенных по проектам А. Ф. Лолейта, А. В. Кузнецова и др., в начале нашего века получает развитие многоэтажный железобетонный каркас. Это был преимущественно монолитный каркас рамного типа (колонна, балка, плита), представляющая собой жесткую пространственную систему с фахверковым заполнением стен.

Типы железобетонных каркасов
1 – неполный (внутренний) каркас;
2 – полный;
3,7 – безбалочный;
4 – рамочный;
5,6,8 – рамно-консольный каркас

Террасная и башенная формы каркасных железобетонных зданий

В настоящее время архитектура располагает разнообразием железобетонных каркасных систем, отличающихся по принципу статической работы, способам соединения элементов и их форме, параметрам, технологии изготовления и монтажа. Принцип классификации каркасных систем в архитектуре должен исходить не только из материала и конструкции, но и из присущих им пространства и Объёма. Впервые эти принципы были интерпретированы Ле Корбюзье в проекте «Домино» в 1914 г., где применены свободный план, горизонтальные окна и пр. Исходя из анализа практики проектирования железобетонных каркасных зданий, нам представляется целесообразным применить следующую архитектурную классификацию каркасов:

Неполный (внутренний) каркас — комбинированная система, в которой каркас влияет только на организацию внутреннего пространства. Несущие наружные стены определяют внешний облик здания, типичный для стеновой системы. Способом выражения тектоники такого здания могут быть пилястры наружных стен, отвечающие структуре и шагу каркаса;

Полный каркас связевого или рамно-консольного типа. Каркас связевого типа представляет собой замкнутую самонесущую систему, наружные сетки или ячейки которой заполнены вкладышами из различных материалов или панельными стенами навесной конструкции. Является основным видом каркаса для общественных зданий. В каркасе рамно-консольного типа конструкция перекрытий выходит за наружные контуры, что позволяет наружные стены сделать навесными, а несущие колонны скрыть внутри здания. Такой каркас применяется обычно в жилых зданиях;

Каркасы с безбалочными перекрытиями являются самостоятельным типом со своими архитектурными особенностями. Такая система дает максимальные возможности для решения внутреннего пространства (за счет применения широкого шага колонн), а также выбора конфигурации плана. К этой же группе следует отнести каркасы зданий, возводимых методом подъёма перекрытий.

Некоторые экспериментальные системы каркаса в силу ряда причин получили локальное применение. К их числу следует отнести рамочно-панельную систему, предложенную впервые в СССР В. В. Михайловым (1956). Особенностью ее является несущая железобетонная рамка, окаймляющая панель. При монтаже вертикальные стойки двух или четырех панелей образуют стойку каркаса. На основе этой системы были построены экспериментальные жилые дома в СССР и большое число многоэтажных жилых домов в Чехословакии. В 70-е годы подобного рода сборно-монолитный рамный каркас был предложен и внедрен в Ереване архит. Р. Бадаляном.

Каркас собирается из элементов одного типа —рамок 6,1Х3,3 м сечением 15X30 см. Для замоноличивания каркаса между рамками и по вертикали закладывается арматура, после замоноличивания узлов образуется пространственный каркас. Первые попытки унифицировать параметры каркасно-панельных зданий были предприняты в Москве (МНИИТЭП, Моспроект-1) и в Киеве. На основе длительных исследований и технико-экономического анализа установлено, что каркас связевого типа является наиболее рациональным, так как позволяет обеспечить высокую прочность сооружения и в то же время дает экономию металла на 15% по сравнению с каркасом рамного типа.

Усовершенствованный (связевый) каркас ИИ-04 был разработан в 1972—1973 гг. и утвержден Госгражданстроем. В номенклатуру этого каркаса входят колонны высотой в 1—3 этажа (при высоте этажа 3,3; 3,6; 4,2 м) и сечением 30X30 и 40X40 см; диафрагмы жесткости; панели стен и перекрытий; ригели. В Москве на основе усовершенствованного каркаса построено несколько крупных зданий, в частности Институт хирургии им. А. В. Вишневского, Институт стандартов, многоэтажные жилые дома в микрорайоне Лебедь. В этих зданиях найдены новые формы, особенно в решении первых этажей зданий, поднятых на столбы. Однако нельзя считать целесообразным повсеместное применение каркаса ИИ-04. Очевидно, в городах, имеющих крупную индустриальную строительную базу, следует разрабатывать свои разновидности каркасов, позволяющие придать городу своеобразие.

Новой по своей конструкторской идее можно считать разработку системы со скрытым сталежелезобетонным каркасом (И. Д. Дмитриев, В. И. Ленский, А. Я. Пригожий и др.). Заключается она в том, что панели из легкого бетона с бортовыми элементами из профильного металла после монтажа и сварки образуют несущий пространственный каркас, наподобие рамочно-панельной системы В. В. Михайлова. В 1977 г. в Москве начато строительство первых многоэтажных зданий по этой системе. Из новых систем, предложенных за рубежом, следует отметить каркас из крестообразных элементов и каркас с корытообразной формой перекрытия. Своеобразная форма наружной колонны этого каркаса, совмещение панели перекрытия с ограждением стены, большие пролеты (9 м) демонстрируют возможности архитектурной трансформации каркасной системы. Определяющей тенденцией в проектировании каркасных зданий является укрупнение ячейки каркаса. Так, в многоэтажных промышленных зданиях наряду с наиболее распространённой сеткой 6X6 м проектируются здания с сеткой 12X12 м.

Впервые такой шаг применен на Волжском автозаводе в г. Тольятти. Аналогичные тенденции наблюдаются и в решении общественных и жилых зданий. Однако здесь до сих пор имеется противоречие между возможностями каркасов с широким шагом и мелкой планировочной структурой, которая фактически сводит на нет эти возможности.
Каковы основные особенности формообразования зданий каркасной системы из железобетона? Какие элементы и параметры каркаса представляют особый интерес для архитектора в поисках оригинальной формы?

Свободное композиционное решение плана и Объёма является главной архитектурной особенностью каркасных зданий. Поэтому предпочтение следует отдавать таким планировкам, структура которых не совпадает с сеткой каркаса. В малоэтажных каркасных зданиях это легко достигается широким шагом каркаса. Предусмотренные Единым каталогом сетки колонн размером 6X6, 6X9 и 9X9 м дают достаточно большие пространства и в многоэтажных зданиях. В них колонны можно или скрывать в перегородках, или делать акцентами пространства. Колонны можно оставлять снаружи, компонуя их с открытыми лестницами и другими элементами. Объёмная форма каркасных зданий может быть разнообразной. Следует применять не только прямоугольную, но и другие виды компоновки Объёмов (уступчатую, круглую, трапециевидную и др.).

Формы железобетонных колонн каркасных зданий могут быть индивидуальными по сечению и профилю. В массовом строительстве используются только два вида колонн (прямоугольные и круглые) сечением 30X30 и 40X40 см для зданий высотой до 16 этажей. Созданные П. Л. Нерви формы колонн в зданиях ЮНЕСКО в Париже и вокзала в Савоне показывают, как многообразны их архитектурные возможности. Эти возможности могут быть реализованы и в сборных колоннах.

Источник: В.Е. Ясиевич. Бетон и железобетон в архитектуре.М. Стройиздат 1980 г

Сейсмозащита каркасных железобетонных зданий | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Ноговицин, А. Е. Сейсмозащита каркасных железобетонных зданий / А. Е. Ноговицин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 48 (286). — С. 78-81. — URL: https://moluch.ru/archive/286/64526/ (дата обращения: 04.06.2021).



Одним из наиболее популярных способов строительства сегодня является применение монолитного железобетонного каркаса.

Здания, построенные с использованием железобетонных каркасов, обладают рядом достоинств, касающихся дизайна внутренних помещений и технологической свободы в планировке. В связи с ускоренным развитием инфраструктуры сейсмоактивных районов решение проблемы защиты зданий и сооружений от сейсмических воздействий становится важной задачей. [1]

Пониженная сейсмостойкость каркасных зданий подтверждается рядом землетрясений, таких как Спитакское землетрясение (Армения, 1988 г), Кобе (Япония, 1995 г), Турция (1998 г) разрушительные последствия которых позволили сделать следующие выводы:

− Строительство железобетонных каркасных зданий без вертикальных диафрагм жесткости в сейсмически повышенных районах небезопасно, так как они подвергаются разрушению при воздействии землетрясения;

− Землетрясение — неконтролируемое стихийное бедствие, предсказать которое, даже при современном технологическом развитии, представляется трудной задачей, а расчет зданий осуществляется с применением данных о прошлых землетрясениях, следовательно, становится необходимым применение дополнительных средств активной сейсмозащиты.

Повышение сейсмостойкости каркасных зданий при постановке диафрагм жесткости (ДЖ) заключается в следующем: система с ДЖ характеризуется увеличением жесткости каркасной системы. Межкомнатные ограждения, лифтовые шахты и лестничные клетки являются вертикальными стенками жесткости, связанными с каркасом по всему периметру заполнения.

Различают два случая работы каркасного здания с диафрагмами жесткости:

1) каркас здания воспринимает только вертикальные нагрузки (собственный вес, полезная нагрузка), а усилиям, возникающим при землетрясениях, противостоят жесткие стенки (диафрагмы), которые должны быть рассчитаны и законструированы на действие всей расчетной сейсмической нагрузки;

2) прочность диафрагм жесткости недостаточна для восприятия сейсмической нагрузки. Тогда сейсмическая нагрузка воспринимается жесткими элементами до момента их повреждений, после этого включается в работу каркас. Поврежденные диафрагмы поглощают часть энергии, передаваемой колеблющимся основанием надземной части здания. Остальная часть энергии землетрясения передается на каркас здания, который должен быть на это рассчитан. [2]

Более того, существует ограничение по высоте для зданий без диафрагм жесткости — 14, 11 и 8 м для 7, 8 и 9 баллов соответственно. В то время как здания с ДЖ — 57, 43 и 34 м для 7, 8 и 9 баллов соответственно [5], что значительно повышает эффективность постройки за счет увеличения этажности.

Так же к методам пассивной сейсмозащиты монолитных зданий можно отнести повышение жесткости конструкции за счет увеличения сечений конструктивных элементов, сгущения армирования или разработку принципиально новых узлов армирования.

Но с точки зрения сейсмоизоляции, увеличение размеров сечений — наименее эффективный способ, т. к. увеличение сечения приводит к увеличению массы и, следовательно, сейсмической нагрузки. [2]

Поэтому целесообразно применять средства активной сейсмозащиты.

Один из эффективных методов сейсмоизоляции — включение средств повышенного демпфирования (искусственного подавления колебаний). При этом опорные части зданий колеблются относительно грунта со сниженной амплитудой, а спектр собственных колебаний здания может быть выведен далеко за пределы обычно встречающихся спектров землетрясений. В этом случае колебание грунта основания здания наименьшим образом зависит от массы здания за счёт устранения жесткой связи между ними. [1]

Таким образом понижается вероятность разжижения грунта основания здания, что могло бы повести за собой значительный крен.

Одной из эффективных средств активной сейсмозащиты является резино-металлическая опорная часть (РОЧ). РОЧ представляют собой многослойную конструкцию из двух опорных пластин и резиновой прокладки между ними. Более совершенной является резино-металлическая опора со свинцовым сердечником. Свинцовый сердечник рассеивает энергию, в то время как резино-металлический сейсмоизолятор обеспечивает перемещения и рецентрирование. Свинцовый сердечник сохраняет свои характеристики при неограниченном количестве циклов перемещения. [4]

Рис. 1. Резино-металлическая опора со свинцовым сердечником

Существуют так же вязкостные сейсмические демпферы. Демпферы серий MHD и MHD-R. Вязкостные демпферы Маурер — это устройства, которые дают возможность развиваться перемещениям (вследствие изменения температурных условий, ползучести, усадки и т. п.) в условиях эксплуатации, не вызывая значительной реакции усилий, но поглощая большое количество энергии в ходе сейсмического воздействия, причем преобразуя эту энергию в теплоту. Демпферы обычно располагаются в горизонтальных направлениях и не предназначены для восприятия вертикальных нагрузок. При малых перемещениях сооружения, например, при температурных изменениях, могут возникнуть значительные усилия внутри демпфера. Если в результате сейсмического воздействия или ветра между взаимосвязанными частями несущих конструкций возникнут неожиданные ударные ускорения, вызывающие при движении скорость в пределах от 0,1 мм /с до 1 мм /с, то демпферы типа MHD блокируются и работают жестко.

Рис. 2. Вязкостные демпферы Маурер (слева) и вязкостные демпферы «Fip Industriale» (справа)

Другой вид вязкостных демпферов — демпферы от итальянской фирмы «Fip Industriale». Конструкции включают в себя цилиндр, заполненный силиконовой жидкостью (масло или мастика) и поршень, который разделяет их на две камеры и свободно движется в обоих направлениях. В случае больших перемещений перетекание силиконовой жидкости через кольцо расчетного диаметра ведет к поглощению энергии. В случае малых перемещений жидкость перетекает из одной камеры в другую с минимальным сопротивлением. В эксплуатационном состоянии здания демпферы находятся в «жестком» режиме, т. е. перетекание жидкости заблокировано. Эти устройства имеют зависимость «сила-скорость». Настройка демпферов позволяет максимизировать энергию поглощения землетрясения и оптимизировать напряжения в несущих элементах сооружения. Как следствие, несущие элементы сооружения могут оставаться в упругой области деформирования даже во время сильных землетрясений.

Основная цель сейсмозащиты — обеспечение сохранности жизни людей и безопасности эксплуатации зданий и сооружений. Разработанные и применяемые различные типы демпферных устройств позволяют применять их в зданиях и сооружениях самого различного назначения. При введении системы сейсмозащиты обычно требуются лишь незначительные изменения в здании или сооружении, устройства легко монтируются при реконструкции. [3]

Вопрос сейсмозащиты зданий и разнообразие средств сейсмоизоляции влекут за собой необходимость в исследованиях и сравнительном анализе с точки зрения эффективности и экономической целесообразности.

Литература:

1. Перспективы развития систем сейсмоизоляции современных зданий и сооружений. Джинчвелашвили Г. А., Колесников А. В., Заалишвили В. Б., Годустов И. С.
2. Сейсмостойкие конструкции транспортных зданий и сооружений. Уздин А. М., Елизаров С. В., Белаш Т. А.
3. Проектирование сейсмостойких зданий. В. Р. Мустакимов.
4. Использование концепции спектров ответов для выбора и расчета опорных частей мостов в сейсмоопасных районах. Курбацкий Е. Н., Бахссас Фуад Хассан.
5. СП 14.13330.2018 Строительство в сейсмических районах.

Основные термины (генерируются автоматически): MHD, свинцовый сердечник, демпфер, здание, сейсмическая нагрузка, MHD-R, диафрагма жесткости, резино-металлическая опора, сейсмическое воздействие, силиконовая жидкость.

Железобетонный каркас | Бетонное каркасное строительство | Строительство бетонных зданий | Каркасная конструкция

Самый важный момент в этой статье

Железобетонный каркас

Железобетонный каркас представляет собой надстройку , объединенную с горизонтальными элементами , то есть колоннами и вертикальными элементами, то есть балками.

Вся конструкция, то есть балок и колонн, является монолитной конструкцией , т.е.е. вся конструкция отливается за одну операцию .

Иногда этот бетонный каркас также называют каркасом всей конструкции . В этой конструкции вертикальные элементы, то есть колонны , несут всю нагрузку здания , поэтому они являются наиболее важной частью этого типа конструкции.

Если балка или плита этой конструкции повреждены, то будет поврежден только один этаж, но при повреждении колонн будет повреждено все здание.

Это усиленная конструкция, так что вся конструкция объединена со стальной арматурой, потому что сталь не может выдерживать общую растягивающую нагрузку конструкции, а сжимающая нагрузка воспринимается как бетоном, так и арматурой.

Бетонные рамы в основном бывают двух типов:

.

В одноэтажном доме используются каркасные железобетонные конструкции. Сборные конструкции доставляются напрямую с заводов и затем крепятся на стройплощадке.

Также читайте: Что такое дренажная труба для грунта | Как работает грунтовая труба | Материал выпускной трубы для грунта | Типы сантехники

Конструкция бетонного каркаса

Также читайте: Что такое стены | Что такое внутренние стены | Типы материалов для внутренних стен | Типы возведения стен | Типы несущей стены

Строительство бетонных зданий

Конструкция бетонного здания означает конструкцию здания из железобетона, которая представляет собой составную конструкцию.

В железобетонных конструкциях в основном используются два типа RCC: сборный железобетон и монолитный бетон .

Железобетон включает различные типы o f строительный элемент, это-

• Плиты
• Балки
• Колонна
• Фундамент
• Стенка
• Рама

В железобетонной каркасной конструкции можно легко изменить конструкцию здания , это главное преимущество каркасной конструкции RCC.

При строительстве железобетонного здания одним из важнейших конструктивных элементов является балка. Балка выдерживает изгибающий момент плиты и сжимающие нагрузки.

Также читайте: Разница между эскизами и рисованием | Что такое концептуальные зарисовки | Архитектурный концептуальный рисунок | Виды чертежей для проектирования зданий

Существуют различных типов балок используются в гражданском строительстве, это-

Виды балок

• Одноармированная балка.
• Балка двойного усиления.
• Над усиленной балкой.
• Под усиленной балкой.
• Сбалансированная усиленная балка.

1. Одноармированная балка

• В балках этого типа усиление обеспечивается только на растянутой части балки, а усиления называются стальными растяжками. Он предназначен только для противодействия изгибающему моменту балки.

2. Балка двойного усиления

• Это более прочная балка, чем балка с одиночным усилением. В балке этого типа усиление обеспечивается в зоне растяжения, а также в зоне сжатия, и это помогает балке противостоять как растягивающему, так и сжимающему моменту.

3. Усиленная балка

• Это тот тип балки, в которой прочность на растяжение стали на растяжение больше, чем совокупная прочность на сжатие бетона и стали на сжатие.Более армированные балки не удается без предупреждения.

4. Под усиленной балкой

• В балках этого типа, у которых прочность на растяжение меньше, чем у бетона и стали на сжатие вместе взятых. Под усиленной балкой предупреждает об отказе и вызывает большую деформацию.

№ 5. Балка усиленная сбалансированная

• Это тот тип балки, в котором зона растяжения и зона сжатия поддаются одновременно.Это рискованный проект, потому что сбой происходит внезапно.

Также читайте: Рыбная лестница | Что такое рыбная лестница | Виды рыбной лестницы | Рыболовные лестницы в плотинах

Каркасная конструкция

Это метод соединения различных материалов и придания им структурной формы . В каркасном строительстве используются дерево, сталь и др. Материалы. Его также называют массовым возведением стен.

В каркасной конструкции присутствуют разные слои, состоящие из кирпичной кладки, утрамбованной земли, сруба и т. Д. Тип материала .

Каркасная конструкция делится на два типа:

.

• Легкая каркасная конструкция.
• Тяжелая рамная конструкция.

Преимущества рамной конструкции

• Это экономично.
• Он универсален.
• Легко установить.

Недостатки рамной конструкции

• Неустойчив к огню.
• Очень легко повредить.
• Огонь распространяется легко.

Также читайте: Что такое пьедестал | Функции пьедестала | Способы строительства: пьедесталы | Преимущества и недостатки тумбы

Конструкция каркаса воздушного шара

• Деревянная строительная техника .
• В конструкции баллона используются длинные элементы от порога до верхней пластины.
• Высота подоконника , высота пола отмечена столбиком.
• Изготовление воздушного шара не требует какого-либо квалифицированного труда, поэтому оно также экономично.

Типы рам

• Стальной каркас.
• Деревянный каркас.
• Бетонный каркас.
• Жесткая рама с фиксированным концом.
• Жесткая рама с штифтовым концом.
• Система скрепленных рам.
• Рамы остроконечные.

1.Стальной каркас

• Конструкция со стальным каркасом — это быстрый тип конструкции, потому что все компоненты спроектированы снаружи, и вам нужно только их починить.
• Металлоконструкции легче бетона и теперь используются и в быту.
• В каркасной форме стали также используются в балках и колоннах.

2. Деревянная рама

• Строительство деревянного каркаса также является быстрым видом строительства, сокращает на 30% время, время каменных работ.
• Древесина очень легкая и имеет более высокие изоляционные свойства.

3. Бетонный каркас

• Железобетонный каркас — один из самых распространенных видов строительства.
• В этом виде сначала выполняется опалубка.

4. Жесткая рама с фиксированным концом

• В жесткой рамной конструкции с фиксированным концом оба конца жестко закреплены.

5.Жесткая рама со штифтовым концом

• В жесткой рамной конструкции с штифтовым концом оба конца имеют штыревой конец, но вся конструкция не рассматривается как жесткая конструкция, когда вы удалили конечное условие.

6. Система жестких рам

• В системе скрепленных рам балки и колонны скреплены распорками, которые выдерживают поперечные нагрузки .
• Боковые силы поддерживаются горизонтальными и вертикальными распорками.
• Стяжная рама хорошо противостоит землетрясениям и ветровым условиям .

7. Фронтальные рамы

• В каркасной конструкции с остроконечной крышкой есть пик на вершине конструкции.
• Эта рама отлично подходит для работы в условиях сильного дождя и снега.

8. Рамы портала

• Конструкция рамы портала в основном используется в коммерческой и промышленной зоне .
• Так выглядит дверь

Также прочтите: Как рассчитать длину резки хомутов в балке и колонне

Краткая записка

Железобетонный каркас

Железобетонные ( RC ) рамы состоят из горизонтальных элементов (балок) и вертикальных. элементы (колонны) соединяются жесткими соединениями.

Эти конструкции отливаются монолитно, то есть балок и колонн отливаются за одну операцию, чтобы действовать согласованно. .

Конструкция с бетонным каркасом

Бетонный каркас представляет собой обычную форму конструкции , состоящую из сети колонн и соединительных балок, которые образуют структурный «каркас» здания .

Эта сетка из балок и колонн, как правило, построена на бетонном фундаменте и используется для поддержки этажей, крыши, стен, облицовки и т. Д. Здания .

Также читайте: Что такое сантехническое соединение | Типы сантехнических соединений | Различные типы трубных соединений и их применение

Детали конструкции бетонного каркаса

Бетонный каркас представляет собой обычную форму конструкции , состоящую из сети колонн и соединительных балок, которые образуют структурный «каркас» здания .

Эта сетка из балок и колонн обычно строится на бетонном фундаменте и используется для поддержки полов здания , крыши, стен, облицовки и т. Д.

Конструкции бетонных зданий

В строительстве , бетон используется для строительства фундаментов, колонн, балок, плит и других несущих элементов.

Существуют различные типы связующего материала, кроме цемента , такие как известь для извести бетон и битум для асфальта бетон , который используется для строительства дороги .

Также прочтите: Разница между связанной колонкой и спиральной колонкой | Что такое спиральная колонна | Что такое завязанный столбик |

Каркасная конструкция

Обрамление в конструкции представляет собой соединение частей для создания опоры и формы конструкции . Обрамление обычно представляет собой дерево, конструкционную древесину или конструкционную сталь.

Типы рам

• Системы с жесткой рамой
• Жесткая рама с фиксированным концом.
• Конструкция жесткой рамы с штыревым концом.
• Связующие несущие конструкции с различными типами связей.
• Стальная конструкция двускатного каркаса.

Конструкция бетонного здания

Бетонный каркас представляет собой обычную форму конструкции , состоящую из сети колонн и соединительных балок, которые образуют структурный «каркас» здания . Эта сетка из балок и колонн обычно строится на бетонном фундаменте и используется для поддержки полов здания , крыши, стен, облицовки и т. Д.

Понравился пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Рекомендуемое чтение —

Бетонный каркас — Designing Buildings Wiki

Бетонный каркас — это обычная форма конструкции, состоящая из сети колонн и соединительных балок, образующих структурный «каркас» здания. Эта сетка из балок и колонн обычно строится на бетонном фундаменте и используется для поддержки полов, крыши, стен, облицовки и т. Д. Здания.

Балки — это горизонтальные несущие элементы рамы. Они классифицируются как:

Колонны — это вертикальные элементы каркаса и основной несущий элемент здания. Они передают балочные нагрузки на фундамент.

Материалы, которые можно использовать в качестве стен для бетонного каркаса Конструкции многочисленны, включая варианты тяжелой кладки (например, кирпич, блочная кладка, камень) и легкие варианты (например, гипсокартон, дерево).Точно так же любые облицовочные материалы можно использовать для облицовки бетонных каркасных конструкций и .

Поскольку бетон имеет низкую прочность на разрыв, его обычно необходимо армировать. Арматура, также известная как арматурная сталь (или арматурная сталь), представляет собой стальной стержень или сетку из стальных проволок, используемых для усиления и удержания бетона в напряжении. Чтобы улучшить качество сцепления с бетоном, на поверхность арматуры часто наносят узор. Для получения дополнительной информации см .: Арматура

Бетонные рамы могут быть сборными (изготовленными вне строительной площадки) или отлиты на месте.

Каркасы из сборного железобетона обычно используются для одноэтажных и малоэтажных конструкций. Бетонные элементы транспортируются на площадку, где кран затем поднимает и устанавливает их в положение для создания рамы:

Для получения дополнительной информации см. Сборные железобетонные соединения.

Предварительно напряженный бетон — это конструкционный материал, который позволяет помещать в элементы заранее определенные инженерные напряжения, чтобы противодействовать напряжениям, возникающим, когда они подвергаются нагрузке. Он сочетает в себе высокую прочность бетона на сжатие с высокой прочностью на растяжение стали.

Для получения дополнительной информации см .: Предварительно напряженный бетон.

Бетонные элементы могут быть сформированы на месте с использованием опалубки. Это временная форма, в которую заливается бетон. Традиционная опалубка изготавливается из дерева, но также может быть изготовлена ​​из стали, пластика, армированного стекловолокном, и других материалов. Опалубка — это, пожалуй, самый популярный вид опалубки, который обычно сооружается на месте из древесины и фанеры.

Для получения дополнительной информации см .: Опалубка

Опалубка — это метод строительства, при котором бетон заливается в верхнюю часть непрерывно движущейся опалубки.По мере заливки бетона опалубка поднимается вертикально со скоростью, позволяющей бетону затвердеть до того, как он освободится от опалубки внизу. Опалубка наиболее экономична для конструкций высотой более 7 этажей, таких как мосты и башни, так как это самый быстрый метод строительства вертикальных железобетонных конструкций, но его также можно использовать для горизонтальных конструкций, таких как проезжие части.

Для получения дополнительной информации см .: Бланк заявления.

[править] Статьи по теме «Проектирование зданий» Wiki

Конструкция бетонного каркаса — Типы и основные компоненты — Строительное проектирование

🕑 Время чтения: 1 минута

Конструкция с бетонным каркасом — это метод строительства, который состоит из сети колонн и балок для успешной передачи нагрузок, приходящихся на конструкцию, на фундамент.В целом, он образует структурный каркас здания, который используется для поддержки других элементов, таких как полы, крыша, стены и облицовка.

Рис. 1: Рамочная структура.

В этой статье мы исследуем виды, основные составляющие, достоинства и недостатки бетонных каркасных конструкций.

Тип каркасной конструкции

1.

Конструкция с жесткой рамой

Эти рамы строятся на месте и могут быть или не могут быть залиты монолитно. Они обеспечивают большую устойчивость и эффективно сопротивляются вращению.Преимущество жесткого каркаса в том, что они обладают положительными и отрицательными изгибающими моментами по всей конструкции из-за взаимодействия стен, балок и плит.

2.

Связанная Каркасная конструкция

Эта конструкция рамы противостоит боковым силам за счет скрепляющего действия диагональных элементов, используемых для сопротивления боковым силам. Конструкция укрепляется путем вставки диагональных конструктивных элементов в прямоугольные области несущего каркаса. Связанные структурные рамы более эффективны, чем жесткие структурные рамы.

Основные части бетонных каркасных конструкций

1. Колонны в каркасной конструкции

Колонны — важный элемент конструкции каркасного здания. Это вертикальные элементы, которые несут нагрузки от балки и верхних колонн и передают их на опоры.

Рис. 2: Столбец в рамной структуре.

Нагрузки могут быть осевыми или эксцентрическими. Дизайн колонн важнее дизайна балок и перекрытий. Это потому, что если одна балка выйдет из строя, это будет локальный отказ одного этажа, но если одна колонна выйдет из строя, это может привести к обрушению всей конструкции.

2. Балки в каркасной конструкции

Балки — горизонтальные несущие элементы каркасной конструкции. Они несут нагрузки от плит, а также прямые нагрузки от кирпичных стен и их собственного веса.

Рис 3: Балки в каркасной конструкции

Балки могут поддерживаться на других балках или могут поддерживаться колоннами, составляющими неотъемлемую часть рамы. Это в первую очередь изгибные элементы. Они делятся на 2 типа:

1. Главные балки — Передача нагрузок на перекрытия и второстепенные балки на колонны.
2. Вторичные балки — Передача нагрузок перекрытия на основные балки.

3. Перекрытие в каркасной конструкции

Плита — это плоское горизонтальное место, которое используется для покрытия здания сверху и обеспечения укрытия для жителей. Это пластинчатый элемент, который воспринимает нагрузки в основном за счет изгиба. Обычно они несут вертикальные нагрузки.

Рис. 4: Плиты в каркасной конструкции.

Под действием горизонтальных нагрузок из-за большого момента инерции они могут нести большие силы ветра и землетрясения, а затем передавать их на балку.

4. Фундамент в каркасной конструкции

Единственная функция фундамента — передавать нагрузку, исходящую от указанных выше колонн и балок, на твердый грунт.

Рис.5: Фундамент в рамной конструкции

5. Стены сдвига в каркасной конструкции

Это важные конструктивные элементы высотных зданий. Стены со сдвигом на самом деле представляют собой очень большие колонны, из-за чего они выглядят как стены, а не колонны. Они справляются с горизонтальными нагрузками, такими как ветер и землетрясения.

Рис.6: Стены сдвига в каркасной конструкции

Стены, работающие на сдвиг, также несут вертикальные нагрузки. Важно понимать, что они работают только с горизонтальными нагрузками в одном направлении, которое является осью длинной стены.

6. Шахта лифта в каркасной конструкции

Шахта лифта представляет собой вертикальную бетонную коробку, в которой лифт может перемещаться вверх и вниз. Эти валы помогают противостоять горизонтальным нагрузкам, а также несут вертикальные нагрузки.

Рис. 7: Шахта лифта в рамной конструкции.

Преимущества каркасной бетонной конструкции

1. Хорошее сжатие по сравнению с другими материалами, используемыми для строительства. К тому же конструкция хороша и на растяжение.
2. Его огнестойкость лучше, чем у стали, поэтому он способен сопротивляться огню в течение более длительного времени.
3. Обладает долгим сроком службы при низких затратах на техническое обслуживание.
4. В некоторых конструкциях, таких как опоры, плотины и опоры, это самый экономичный конструкционный материал.
5. Ему можно отлить любую требуемую форму, что делает его наиболее экономичным конструкционным материалом.
6. Получает жесткие элементы с минимальным прогибом.
7. Предел текучести стали примерно в 15 раз превышает прочность на сжатие конструкционного бетона и более чем в 100 раз превышает предел текучести.
8. Использование стали в бетоне позволило бы уменьшить размер поперечного сечения.
9. Для монтажа требуется менее квалифицированный персонал по сравнению с другими конструктивными системами.

Недостатки каркасной бетонной конструкции

1. Он требует тщательного перемешивания, литья и отверждения, которые влияют на окончательную прочность элемента.
2. Стоимость опалубки, используемой для заливки бетона, относительно высока.
3. Обладает низкой прочностью на сжатие по сравнению со сталью, что приводит к образованию больших сечений колонн / балок в многоэтажных зданиях, образованию трещин в бетоне из-за усадки и значительному приложению динамических нагрузок.
4. Если бетонирование не выполнено должным образом, сталь начинает корродировать, что приводит к потере прочности и, в конечном итоге, сокращается срок службы. К тому же ремонт в таком случае очень дорогой и сложный.

Коды для проектирования рамной конструкции

1. IS (индийский стандарт) 456-2000
2. ACI (Американский институт бетона) 318-89
3. ICC (Международный строительный кодекс) 2009
4. NZS (стандарт Новой Зеландии) 3101
5. Euro 2

Также прочтите: Строительство фундаментов, колонн, балок и перекрытий стальных каркасов
Несущая конструкция и компоненты в сравнении с каркасной структурной системой

основных частей железобетонных зданий | Компоненты каркасных конструкций

Основные части железобетонных зданий — Каркасные конструкции

Бетонные каркасные конструкции являются наиболее распространенным типом современных зданий.Обычно он состоит из каркаса или каркаса из бетона. Горизонтальные элементы представляют собой балки, а вертикальные — колонны. Конструкции бетонных зданий также содержат плиты, которые используются в качестве основания, а также крыши / потолка. Среди них колонна является наиболее важной, поскольку она несет основную нагрузку на здание.

Типовые компоненты здания с железобетонным каркасом

Конструкция железобетонного каркаса — это фактически соединенный каркас из элементов, которые прочно соединены друг с другом. Эти связи называются моментными связями.Существуют также другие типы соединений, которые включают шарнирные соединения, которые в основном используются в стальных конструкциях, но бетонные каркасные конструкции имеют моментные соединения почти во всех случаях.

Бетонная каркасная конструкция должна выдерживать различные нагрузки, действующие на здание в течение срока его службы. Эти нагрузки включают постоянные нагрузки, временные нагрузки (приложенные нагрузки), ветровые нагрузки, динамические нагрузки и землетрясения.

Основные части бетонных каркасных конструкций — Бетонные здания:

Плиты:

Это пластинчатый элемент, который выдерживает нагрузки в основном за счет изгиба.Обычно они несут вертикальные нагрузки. Под действием горизонтальных нагрузок из-за большого момента инерции они могут нести довольно большие силы ветра и землетрясения, а затем передавать их на балку.

Бетонные здания — Плиты

Балки:

• Они несут нагрузки от плит, а также прямые нагрузки, такие как кирпичные стены и их собственный вес. Балки могут поддерживаться на других балках или могут поддерживаться колоннами, составляющими неотъемлемую часть рамы. Это в первую очередь изгибные элементы.

Бетонные здания — Балки, поддерживаемые колоннами

Колонны:

• Это вертикальные элементы, несущие нагрузки от балок и верхних колонн. Несущие нагрузки могут быть осевыми или эксцентрическими. Колонны наиболее важны по сравнению с балками и перекрытиями. Это связано с тем, что, если одна балка выходит из строя, это будет локальный отказ одного этажа, но если одна колонна выйдет из строя, это может привести к обрушению всей конструкции.

Бетонные конструкции — Сжатие — Колонны стержней

Фундамент:

• Это элементы, передающие нагрузку.Нагрузки от колонн и стен передаются на твердый грунт через фундаменты.

Строительные конструкции — Фундамент

Прочие важные компоненты бетонных каркасных конструкций:

Стены, подверженные сдвигу:

• Это важные структурные элементы в высотных зданиях. Стены со сдвигом на самом деле представляют собой очень большие колонны, из-за чего они выглядят как стены, а не колонны. Они справляются с горизонтальными нагрузками, такими как ветер и землетрясения. Сдвиговые стены также несут вертикальные нагрузки.Важно понимать, что они работают только с горизонтальными нагрузками в одном направлении, которое является осью длинной стены.

Бетонные конструкции — стены со сдвигом

Лифтовые шахты:

• Это вертикальные бетонные боксы, в которых лифты могут перемещаться вверх и вниз. Лифт фактически находится в собственном бетонном ящике. Эти валы действуют как очень хорошие конструктивные элементы, которые помогают противостоять горизонтальным нагрузкам, а также несут вертикальные нагрузки.

Бетонные конструкции — Сердечники или шахты

Типы каркасных конструкций — Бетонные здания:

• Жесткие структурные каркасы: Эти каркасы строятся на строительной площадке, которые могут быть или не могут быть залиты монолитно. Они обеспечивают большую устойчивость и эффективно сопротивляются вращению. Преимущество жесткого каркаса в том, что они обладают положительными и отрицательными изгибающими моментами по всей конструкции из-за взаимодействия стен, балок и плит.
• Скрепленные структурные рамы: Эти рамы противостоят поперечным силам за счет скрепляющего действия диагональных элементов.Они используются для сопротивления боковым силам. Здания укрепляются путем вставки диагональных элементов конструкции в прямоугольные области несущего каркаса. Связанные структурные рамы более эффективны, чем жесткие структурные рамы.

Millennium Tower (Вена — Австрия) — Композитное строительство зданий

Преимущества каркасных конструкций:

• Оптимальное использование площади
• Простое и быстрое строительство
• Экономично для многоэтажных домов.
• Может быть возведен из стали и / или железобетона.

Подробное руководство по строительству бетонных каркасных конструкций.

Привет, ребята! В сегодняшней статье вы узнаете подробнее о RC-корпусе и здании каркасной конструкции и его конструкции.

Итак, вперед.

Здание каркасной конструкции.

В здании каркасной конструкции горизонтальные конструкции (балки) и вертикальные конструктивные элементы (колонны) монолитно возводятся из железобетонного цементного бетона (R.C.C).

При строительстве зданий с каркасной конструкцией стены сооружаются только для перегородок, а нагрузка передается на фундамент через балки и колонны.

Во время строительства различных элементов конструкции армирование одного элемента соединяется с другим элементом.

Таким образом, все элементы конструкции скреплены друг с другом.

При необходимости выполнить строительный шов в здании каркасной конструкции, существующий бетон счищается, а шов заполняется новой бетонной смесью.

Этот метод обеспечивает жесткость и монолитность соединения. Строительство здания каркасной конструкции ведется для многоэтажного дома.

В здании каркасной конструкции вертикальные структурные элементы известны как колонны, и горизонтальные элементы конструкции известны как балки .

Эти конструктивные элементы с перекрытием и перекрытием построены монолитно.

Здание каркасной конструкции построено из р.C.C.

Все эти элементы скреплены между собой, а их стыки залиты бетоном, чтобы стыки были монолитными.

стены со сдвигом спроектированы по ширине здания, чтобы здание могло выдерживать давление воздуха и землетрясения.

Не забудьте посмотреть видео ниже, чтобы лучше понять.

Конструкция R.C.C.

Обычный цементный бетон очень жесткий при сжатии и более слабый при растяжении.Итак, для решения этой проблемы в обычном бетоне используется сталь.

Потому что, поскольку сталь прочна на растяжение, это также увеличивает свойство растяжения в бетоне.

Соотношение цемента, мелкого заполнителя и крупного заполнителя сохраняется около (1: 2: 4), величина стали сохраняется в пределах от 0,8 до 8 процентов в этом соотношении.

Различные компоненты конструкции R.C.C подробно описаны ниже.

Колонны R.C.C.

В здании каркасной конструкции элементы вертикальной конструкции называются колоннами.Нагрузка обеспечивается на их краях.

Столбцы делятся на следующие типы.

В колонне с осевой нагрузкой, нагрузка прикладывается к центру поперечного сечения колонны.

В колонне с эксцентриковой нагрузкой, нагрузка не распространяется на центр.

Короткая колонна: Колонна, выходящая из строя из-за дробления материала, известна как короткая колонна.

Промежуточная колонна: колонна, выходящая из строя в результате изгиба и раздавливания.

Длинная колонна: Колонна, которая выходит из строя из-за изгиба, а не из-за раздавливания материала.

Коэффициент гибкости используется для определения удовлетворительной разницы между короткой и длинной колонной.

Для коэффициента гибкости используется следующая формула.

Коэффициент гибкости = L / D

где,

L = длина колонны.

D = наименьший размер колонны.

Примечание:

Если коэффициент гибкости достигает 15, тогда это короткий столбец, а если коэффициент превышает 15, то это длинный столбец.

Колонны

имеют разные формы, включая прямоугольную, квадратную и круглую.

Основание колонны построено прямоугольным для создания прямоугольной колонны, но оно построено в квадрате для всех других типов колонн.

Глубина основания колонны сохраняется в соответствии с проектом и бюджетом.

Сталь в колонне.

Описание стальных стержней, используемых в колоннах и основаниях колонн, объясняется ниже.

1. Основные стержни.

Основные полосы используются в столбцах по ширине и высоте.

Эти стальные стержни разработаны в соответствии с нагрузкой, и эти стержни используются с диаметром от 5 мм до 50 мм (от 2 дюймов до 3/8 дюйма).

Бетонное покрытие предусмотрено у основания под стальными стержнями от 7 до 10 см (от 2,5 до 4 дюймов).

2. Продольные стержни:

Продольные стержни используются в колонне вертикально.

В колоннах квадратной и прямоугольной формы количество продольных стержней сохраняется 4.

В колоннах круглой формы количество продольных стержней сохраняется равным 6.

Бетонное покрытие удерживается на высоте от 2 до 3 см в колоннах или бетонное покрытие должно соответствовать диаметру стальных стержней.

Диаметр стальных стержней составляет примерно от 5 до 50 мм в зависимости от нагрузки, приходящейся на колонну.

3. Стремена.

Стремена — это кольца, которые устанавливаются вокруг стальных стержней в некотором пространстве для защиты их от коробления.

Шаг — это расстояние между центрами двух колец или хомутов в круговой колонне.Это расстояние сохраняется в зависимости от нагрузки и конструкции конструкции.

Или это будет эквивалентно двенадцати диаметрам наименьшего продольного стержня, используемого в колонне.

Однако размер шага не увеличивается более чем на 30 сантиметров (12 дюймов).

В случае колонны круглой формы, непрерывная стальная проволока покрыта вокруг стальных стержней вместо колец или хомутов.

Эта проводка известна как Helical Binding .

Шаг винтовой связи не должен быть меньше чем в 3 раза его диаметра и не должен превышать 1/6 диаметра колонны.

Читайте также: 9 различных типов труб для сантехники и водоснабжения.

Балка.

В зданиях с каркасной конструкцией горизонтальные элементы конструкции называются балками и используются для того, чтобы выдерживать нагрузки различных частей здания.

Если балка напрямую передает нагрузку на опоры, то балка этого типа называется Первичная балка .

Если балка передает нагрузку на другую балку, то меньшая балка, на которую передается нагрузка, будет называться вторичной балкой.

Beam имеет следующие типы:

1. Консольная балка.

Консольная балка прикрепляется к одному углу опоры, а другой угол остается свободным.

Из-за натяжения стальные стержни используются близко к верхней поверхности консольной балки.

2. Балка с простой опорой.

Это балка, у которой один конец является роликовой опорой, а другой конец прикреплен к опоре.

В балке с простой опорой основные стержни используются в нижней части балки.

Относительно тонкие стальные стержни предусмотрены в верхней части балки, известной как анкерные стержни .

Назначение анкерных стержней — поддерживать основные стержни. Позже вокруг якоря и основных стержней устанавливаются кольца. Эти кольца известны как хомуты .

3. Свисающая балка.

Это похоже на балку с простой опорой. Единственное отличие состоит в том, что концы или углы балки не располагаются над вертикальными опорами; они скорее закреплены так, что будут нависать.

Иногда один конец балки свисает, а иногда оба конца балки свисают.

В нависающей балке основные стержни размещаются в балке рядом с нижней частью балки.

Относительно тонкие стальные стержни предусмотрены в верхней части балки, известной как анкерные стержни .

Назначение анкерных стержней — поддерживать основные стержни. Позже вокруг якоря и основных стержней устанавливаются кольца. Эти кольца известны как хомуты .

4. Сплошная балка.

Непрерывные балки строятся на трех и более опорах. Их концевые опоры могут быть консольными, фиксированными или свободно поддерживаемыми.

Стальные стержни выполнены в том же стиле, что и выступающие балки или балки с простой опорой.

5. Фиксированная балка.

Неподвижная балка построена на двух опорах, а ее концы закреплены на опорах. В неподвижной балке основные стержни размещаются близко к нижней части.

Относительно тонкие стальные стержни предусмотрены в верхней части балки, известной как анкерные стержни .

Назначение анкерных стержней — поддерживать основные стержни. Позже вокруг якоря и основных стержней устанавливаются кольца. Эти кольца известны как хомуты .

6. Балка тавровая.

T-Beams выглядит как английский алфавит «T», поэтому их называют T-Beams. Если вокруг комнаты построить тавровые балки, то они будут иметь форму «L.»

.

Т-образная балка и плита построены монолитно. Следовательно, ширина плиты несет нагрузку вместе с ребром.

Основные стержни размещаются в нижней части балки. Верхняя часть балки известна как фланец .

Во фланце стальные стержни, используемые для балки, соединяются со стальными стержнями, предназначенными для плиты.

Стремена используются для того, чтобы стальные стержни оставались на том же месте и в том же положении.

Плита.

Плита — это плоское горизонтальное место, которое используется для покрытия здания сверху и обеспечения укрытия для жителей.

В здании каркасной конструкции сооружаются плиты R.C.C. Концы стальных стержней изогнуты, или на концах стальных стержней сформированы крючки.

Это делается для прочного закрепления стальных стержней в бетоне. В настоящее время используются современные стальные стержни — деформированные стальные стержни, которые имеют рифленую или шероховатую поверхность для повышения сопротивления.

Крюк не требуется для деформированных стальных стержней, так как их поверхность оказывает большее сопротивление бетону и прочно фиксируется в бетоне.

Когда стальные стержни соединяются вместе, чтобы удлинить их для вертикального стыка, тогда стык делается эквивалентным 30-кратной длине диаметра стального стержня.

Для горизонтального стыка длина стыка равна 40 диаметрам стального стержня.

Плиты R.C.C подразделяются на два основных типа.

1. Односторонняя плита.

Если соотношение длины и ширины плиты больше 2, то она называется Односторонняя плита .Этот тип плиты поддерживается балкой с двух противоположных сторон, чтобы нести нагрузку в одном направлении.

В односторонней плите механизм передачи нагрузки происходит в более коротком направлении.

2. Двухсторонняя плита

Если соотношение длины и ширины плиты равно 2 или меньше 2, то она называется двухсторонней плитой .

Основные стержни используются в обоих направлениях плиты, т. Е. По ширине и длине. Бетонное покрытие держится на 1-2 см из стальных стержней.

Двусторонняя плита поддерживается в четырех направлениях, а механизм нагружения происходит в обоих направлениях.

Спасибо, что прочитали эту статью. Пожалуйста, не забудьте поделиться им.

Читайте также: Строительство стенок полостей — достоинства, недостатки.

Читайте также: Компоненты или части лестницы и лестницы.

Железобетон

Здание Хайлера было спроектировано с использованием железобетонной структурной системы, облицованной на основных и наиболее заметных фасадах искусственной каменной обшивкой.

Технология строительства железобетонных конструкций, первоначально использовавшаяся в промышленных
сооружения на заре двадцатого века стали новаторскими
современная система, которая имеет много преимуществ по сравнению с массивной кладкой
аналоги, когда он стал популярным для коммерческих структур благодаря
1920-е годы Эта структурная система значительно повысила огнестойкость здания, что сделало его одним из первых фаворитов для использования в промышленных и производственных зданиях.

Наряду с другими технологиями, созданными в то время, такими как лифты
и электрические системы, бетонная структурная каркасная система также
позволил застройку все более высоких зданий.

Каркасы железобетонные с равномерно расположенными клетками
системы колонн, позволяющие создать интерьер, который можно оставить как большое открытое пространство
или разделены на помещения с непостоянными, не несущими стенами.
Точно так же на внешней стороне здания эта система позволяла
неструктурное заполнение между колоннами, которое может быть заполнено
большие окна, декоративные пазухи или другие элементы.

В то время как бетон использовался для строительства с древних времен, а римские инженеры укрепляли свои бетонные здания
с различными материалами, включая черепки старой керамики, кирпичи, конский волос
и дерево, только в 1800-х годах современный железобетон
начали складываться.Один из первых патентов на железобетон.
был выпущен в 1867 году французскому садовнику Жозефу Монье, который изобрел
способ заливки металлического каркаса в бетон для изготовления садовых кадок
и плантаторы. К концу XIX века архитекторы и
инженеры во Франции и Восточной Европе экспериментировали с
перевод этой концепции в архитектуру и инженерию.

Свойства бетона и его применение в архитектуре и
инженерные проекты были впервые реализованы в США с
масштабное строительство канала Эри
в начале 1800-х гг.При строительстве канала было обнаружено
что из выкопанного камня можно было сделать отличное качество
гидравлический цемент. Хороший гидравлический цемент, водостойкий клей, был
обычное дело в Европе, но очень дорогое в Соединенных Штатах до этого
открытие. Гидравлический цемент местного производства, который в основном продается
из районов Локпорт, штат Нью-Йорк и Ниагарский откос, использовался в
строительство каналов и шлюзов, а затем стал ценным товаром
отгружено по всему региону.2

Тем не менее, потребовалось почти столетие, прежде чем бетон стал широко использоваться
для зданий в этом округе.Первое здание, построенное из
железобетон в Соединенных Штатах был Дом Уильяма Э. Уорда,
расположен в Порт-Честере, штат Нью-Йорк (NR 1976; Википедия).
Дом, построенный инженером-механиком Уордом между 1873 и 1876 годами,
был полностью построен из железобетона, включая его мансардную крышу и башню в стиле готического возрождения.
В то время как здание оставило бетон открытым, отмечая его уникальность.
строительный материал, стиль дома был в традиционном
Внутренняя лексика эпохи Второй Империи и Возрождения готики, включая даже лепные бетонные цитаты
дать иллюзию традиционной каменной конструкции и дизайна.В то время как впечатляющие инновации Уорда в области железобетона были
опубликованный в нескольких источниках, материал оставался в основном
малоиспользуемая новинка того времени. 3

Архитектор английского происхождения Эрнест Лесли Рэнсом
(1852-1917) был одним из первых изобретателей в США, изучавших потенциал
железобетона в качестве строительного материала, экспериментируя с
витая арматура в 1880-х гг. Его работа укрепилась
бетон как широко распространенная, практичная и экономичная технология.
Первоначально работая в районе Сан-Франциско, он построил несколько
здания и мосты за это время до переезда на восток
Берег.В 1897-1898 годах Рэнсом приписывают введение американского
строители к железобетону как каркасной конструкционной системе,
а не в виде твердого материала, похожего на стену, с его новаторским Pacific
Нефтеперерабатывающий завод Coast Borax в Байонне, Нью-Джерси. Пока это здание
наружные стены, задуманные как самонесущая кладка,
внутри — балочно-балочная конструкция перекрытия. Когда
разрушительный пожар охватил здание фабрики в 1902 году,
уничтожив только его содержимое и любые элементы древесины, Тихоокеанское побережье
Borax Building продемонстрировал огнестойкость усиленного
бетонное здание.В 1902 году Рэнсом запатентовал настоящий усиленный скелет.
бетонный метод строительства при разработке пристройки к Тихому океану
Нефтеперерабатывающий завод Coast Borax, расширяющий плиту перекрытия за поверхность
здание, которое тогда могло бы включать большие окна и кирпичные стены.
Эта система, которая, как полагают, была введена Рэнсомом, создала
первая настоящая железобетонная сетчатая внешняя стена 4

К 1905 году железобетон как архитектурный и инженерный
материал был хорошо установлен, отчасти благодаря новаторству Рэнсома
Работа.В эту раннюю эпоху использование железобетона в значительной степени
ограничивается промышленными и производственными зданиями из-за его проверенных
огнестойкость, прочные и очищаемые поверхности, достаточный свет
обеспечивается большими окнами, что стало возможным благодаря его неструктурному внешнему виду
стены, а также его устойчивость к вибрации. Детройтский архитектор и
инженер Альберт Кан также был хорошо известен тем, что использовал конструкционные
система для его многих заводских разработок этой эпохи, в том числе Packard
Завод (1903, NRE) первое использование железобетона для завода в г.
Детройт, а также Джордж Х.Автомобильный завод Pierce Company
(1906-1907, NR 1974) .5

В то время как железобетон широко использовался для заводов и
промышленных зданий, это было незадолго до начала производства железобетона
для использования в других архитектурных приложениях. Рэнсом (с Карлтоном
Т. Стронг) спроектировал апартаменты Berkeley (также известные как отель Graystone) в Буффало в 1884–1887 (NR 1987), ранний пример большого многоэтажного железобетонного здания, оформленного в стиле итальянского Возрождения.

В 1903 году 15-этажное здание Ingalls Building в Цинциннати, штат Огайо (NR 1975),
построенный фирмой Эльзнера и Андерсона с использованием Ransome’s
запатентованная витая стальная арматура, была отмечена как первая
железобетонный каркас небоскреба. Это здание продемонстрировало успешное использование железобетона для высотных зданий.

Пока были выявлены и оставлены железобетонные конструкционные системы
в значительной степени непригоден для промышленного применения, при использовании в
жилых или коммерческих приложений структурная система была
часто облаченные в более элегантную кожу из декоративного кирпича или
каменная кладка.И апартаменты Беркли, и здание Ингаллс
подчеркнут эту эстетику своими орнаментированными фасадами, облицованными
мрамор, терракота, глазурованный кирпич, литой бетон (в случае
Berkeley Apartments) и другие материалы, выполненные в самых популярных
архитектурные стили эпохи. Эти примеры показывают желание
замаскировать концертную раму неструктурным и чисто
декоративная кожа. Кажется очевидным, что архитекторы и дизайнеры
time хотел различать жилые и коммерческие применения
железобетон от объединений с заводами и промышленными
использует.Также очевидно сохраняющееся ощущение того, что появление твердого
кладка была более эстетичной, особенно для
больше бытовых приложений. Эта тенденция продолжалась несколько десятилетий,
о чем свидетельствует здание Хайлер 1926 года, которое также было спроектировано с чисто декоративной и неструктурной облицовкой поверх железобетонного каркаса.

Литой камень

По иронии судьбы, здание Хайлер представляет собой элегантное каменное здание.
внешний вид отчасти благодаря другой популярной и инновационной технологии
эпохи — искусственный или литой камень.Восточный и северный фасады здания облицованы искусственным камнем.
материал, известный как искусственный камень, литой камень, бетон
камень или под многими другими названиями. Он также использовался для изготовления таких элементов, как
молдинги, консоли и детализированные панели6

Этот материал был экономичным способом имитации внешнего вида и
внешний вид натурального камня, добытого в карьерах, за небольшую часть стоимости и был
широко использовался во второй половине девятнадцатого века; он получил
еще более широкое признание в двадцатом веке.7

Материал изготовлен из смеси воды, песка, крупного заполнителя,
и вяжущие вещества, такие как натуральные цементы, портландцементы,
оксихлоридные цементы и цементы на основе силиката натрия, используемые в качестве связующих
агенты. В зависимости от различных используемых элементов окраска и
внешний вид отлитого камня мог сильно различаться, имитируя многие
разные виды и цвета натурального камня. Например, используя
легкая цементная матрица и добавление дробленого мрамора, полученный литой камень
может напоминать известняк, который может быть смесью, используемой для
Здание Хайлера.Кроме того, литые блоки могут быть вырезаны или обработаны
еще больше усиливают их сходство с натуральным камнем.8

В здании Хейлер использовался литой камень, чтобы создать иллюзию
натуральный камень за небольшую плату, улучшающий внешний вид здания
величия, изысканности и элегантности в лучших магазинах Буффало
улица.

1 На чертежах Хортона обозначены многие декоративные элементы, такие как
лепные украшения, панели и консоли из резного известняка; тем не мение
они кажутся идеально соответствующими цвету и текстуре искусственного
каменная обшивка здания.Эти элементы, похоже, были отрисованы
из литого или искусственного камня.

2 Дженнифер Валковски, Исторические ресурсы разведывательного уровня
Обзор — город Локпорт, округ Ниагара, штат Нью-Йорк. (Буффало, апрель
2011) 4-16.

3 L.E. Gobrecht, William E. Ward House Национальный регистр
Номинация «Исторические места», 1976 год. Государственный исторический заповедник штата Нью-Йорк.
Офис. Интернет.

4 Бетси Х. Брэдли, Работы: Промышленная архитектура Соединенных Штатов (Нью-Йорк: Оксфорд, Великобритания, 1999) 156-157.

5 Брэдли 157–159.

6 Хотя рисунки Хортона указывают, что детали должны быть вырезаны
известняка, трудно определить, проводилось ли это в
финальное здание. Эти элементы так искусно переданы и
прекрасный внешний вид, соответствующий цвету и текстуре
поверхностный камень; они, кажется, были завершены из литого камня. Этот
метод широко использовался для такой повторяющейся, детальной резьбы на
время.

7 Интересно отметить, что Фредерик Рэнсом, отец
пионер железобетона Эрнест Л.Рэнсом был одним из первых пионеров в
искусственный камень, получив патент на искусственный песчаник в г.
Англия в 1844 году. См .: The Mechanic’s Magazine, ed. Р.А. Brooman, Vol.
LXVI Лондон: Робертсон, Бруман и Ко, 3 января — 27 июня 1857 г .:
126.

(PDF) Полномасштабные испытания железобетонных каркасных зданий с примыкающими стенами с учетом проекта защиты от повреждений

586

Бюллетень Новозеландского общества сейсмической инженерии, Vol. 50, No. 4, декабрь 2017 г.

1 Автор-корреспондент, доцент Токийского столичного университета, официально с НИЛИМ, Токио, Япония, tosikazu @ tmu.ac.jp

2 Директор Национального института управления земельными ресурсами и инфраструктурой, Цукуба, Япония, fukuyama-h92ta @ mlit.go.jp

3 Старший инженер-исследователь Института строительных исследований, Цукуба, Япония, [email protected]. jp

4 Старший научный сотрудник Национального института управления земельными ресурсами и инфраструктурой, Цукуба, Япония, [email protected]

5 Старший инженер-исследователь Института строительных исследований, Цукуба, Япония, [email protected]

ПОЛНОМАСШТАБНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ С ПРИКРЕПЛЕННЫМИ СТЕНАМИ

УЧЕТ КОНТРОЛЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ

Toshikazu Kabeyasawa1, Toshikazu Kabeyasawa1, Toshikazu Kabeyasawa1; ; Принято в октябре 2017 г.)

РЕЗЮМЕ

Испытания статической нагрузки на двух натурных железобетонных зданиях были проведены в Building Research

9000 2 Института в 2014 и 2015 годах, чтобы проверить эффективность проекта контроля повреждений с использованием стен.Исследуемые здания

были пятиэтажными с двумя пролетами по направлению загрузки. Образец 2014 года представлял собой несущую раму

, состоящую из балок и колонн со стенками крыла. Экземпляр 2015 г. содержал

стенок крыльев, перемычек и подвесных стен, прикрепленных к колоннам и балкам. Измеренная прочность была на

намного выше, чем расчетная прочность голого каркаса без этих стен. Гистерезисные кривые

показали пластичное поведение в образце 2014 года до предельного дрейфа, в то время как ухудшение прочности составило

, наблюдаемое в образце 2015 года.Из рисунка трещин и распределения сноса этажей в образцах

, первый образец сформировал механизм качания балки, а второй образец сформировал смешанный механизм

с податливостью колонны между 1-м и 3-м этажами. Остаточные трещины образцов были

, как правило, шире из-за концентрации пластичной шарнирной области, хотя повреждение было оценено как

незначительное при дрейфе 0,33% и как незначительное при 0,75%, исходя из остаточной энергоемкости.Уровни повреждений, оцененные по остаточной энергоемкости

, были явно меньше, чем классы повреждений, оцененные по остаточной ширине трещин

в соответствии с руководящими принципами оценки повреждений.

ВВЕДЕНИЕ

Ряду железобетонных зданий был нанесен ущерб

, например, растрескивание бетона в регионах с более высокой сейсмической интенсивностью

во время землетрясения 2011 года у тихоокеанского побережья

Тохоку [1].Как упоминалось в наблюдениях за повреждением

после землетрясения, несколько железобетонных зданий, спроектированных

в соответствии с действующим японским сейсмическим кодексом, не работали вскоре после землетрясения, хотя повреждения

зданий были не такими серьезными, как повреждения обрушение этажа

или обрушение блина. Требования к характеристикам действующего японского сейсмического кодекса

соответствуют двум требованиям; 1) здание

не требует ремонта после частых колебаний грунта,

и 2) здание не разрушается и безопасность человеческих жизней

может быть подтверждена при экстремальных колебаниях грунта.Код

допускает потерю функциональности здания

после землетрясения в результате крупномасштабного землетрясения. Однако сейсмические характеристики

зданий, требуемые японским обществом, изменились в течение

опыта недавних сильных землетрясений в Японии. В

в дополнение к человеческим жизням, гарантированным кодексом, владельцы зданий

надеются на функциональность после землетрясения после масштабного землетрясения

.До сих пор коэффициент важности для общественных зданий

, который изначально являлся запасом прочности против экстремальных

колебаний грунта, был заменен индексом функциональности после землетрясения

[2]. Чтобы установить разумные требования к конструкции

для зданий, чтобы обеспечить функциональность

после землетрясения с легким ремонтом после крупномасштабного землетрясения, его

необходимо уточнить посредством наблюдений за повреждениями после землетрясения

и полномасштабных испытаний зданий.

ПРЕДЛАГАЕМЫЕ СЕЙСМИЧЕСКИЕ ЗНАКИ

Национальный институт управления земельными ресурсами и инфраструктурой

и Институт строительных исследований совместно работают

над разработкой новых процедур проектирования контроля повреждений для

железобетонных зданий

с использованием стенок крыльев, перемычек

и подвесных стен под национальный проект «Развитие

технологий поддержания функций для

зданий, используемых для управления стихийными бедствиями».Этот проект

предлагает новый тип конструкции, которая нацелена на функциональность

после землетрясения, достигаемую с помощью традиционных методов и технологий проектирования конструкций

без использования передовых технологий

, таких как демпферные распорки или системы изоляции основания.

Эта конструкция защиты от повреждений улучшает способность выдерживать боковую нагрузку

рам, выдерживающих момент, удовлетворяя действующим японским сейсмическим нормам

за счет использования стенок крыльев, перемычек и подвесных стен

.Эти стены прикреплены к любому концу проема

в стойкой к моменту раме. Стены крыла расположены по

по обе стороны от проема. Спандрели располагаются на дне отверстия

. Навесные стены располагаются в верхней части проема.

Стены стойки расположены в центральной части проема и

соединены только с верхними и нижними балками перекрытия. Требование

к базовому коэффициенту сдвига не превышает максимального требования

в расчете

традиционной японской конструкции, так что оно не вызывает частого повреждения фундамента

.Ущерб, нанесенный зданию, может быть ограничен

за счет уменьшения максимального сноса этажа при крупномасштабных колебаниях грунта —

. Эти рамы обладают достаточной мощностью рассеивания энергии

при колебаниях грунта при землетрясении в 1,25 или 1,50 раза превышающем расчетное

. Процедура проектирования здания

может быть разделена на следующие два случая

в соответствии с предполагаемым повреждением здания после сильного землетрясения масштаба

.