Строительные конструкции общественных зданий
В массовых общественных зданиях, строящихся по типовым проектам, обязательно использование унифицированных и типовых конструкций. В связи с этим возникает необходимость создания унифицированных конструкций с «гибкими» характеристиками и максимальной универсальностью. Именно в этом направлении ведет поиск отдел строительных конструкций ЦНИИЭП зрелищных зданий и спортивных сооружений.
Для зданий многоэтажных, с большепролетной сеткой колонн или непостоянной высотой этажа, сооружаемых в сейсмических районах, с рамной или связевой системой каркаса в большинстве проектов применяются железобетонные каркасы. Однако попытки создать широкую номенклатуру общественных зданий на основе сборных типовых железобетонных изделий приводят на практике к разработке большого количества нестандартных изделий, проектируемых индивидуально. Детальные конструктивные проработки показывают, что наиболее удачные решения, отвечающие требованиям современной архитектуры общественных зданий лежат на пути сочетания сборного и монолитного железобетона. Кроме того, сборно-монолитный вариант железобетонных каркасов может быть успешно использован и при проектировании сейсмостойких зданий.
В строительстве также могут применяться буронабивные армированные сваи zabivkasvai.ru/buronabivnye-svai/armirovanie/, которые могут оказаться незаменимыми при строительстве крупных объектов на нестабильных грунтах.
Не менее важно в общественных зданиях иметь плоские безреберные перекрытия. Это облегчает реализацию принципа свободной планировки и, кроме того, способствует максимальному снижению потерь объема здания. Конструкция подобного перекрытия впервые была применена на строительстве крупного санаторного корпуса в Сочи и получила условное название — «Сочи». Эта конструкция представляет собой сборно-монолитное перекрытие, собираемое на проектной отметке из типовых многопустотных панелей, раскладываемых с зазорами на инвентарных подмостях. Широкие зазоры до 1,5 м оставляются между торцами панелей, оси зазоров совпадают с осями колонн.
Более узкие зазоры (0,1—0,5 м) оставляются по длинным сторонам панелей. В зазоры укладывается арматура и производится бетонирование. Высота монолитных участков перекрытия не выходит за пределы высоты панелей (22 см). В широких зазорах между торцами панелей образуются главные балки перекрытия или ригели каркаса. В узких зазорах образуются балки, превращающие сборные однопролетные панели в неразрезную балочную плиту. Они служат шпонками для включения панелей в совместную работу на изгиб с главной балкой, а также усиливают панели в пролете. Замоноличенное перекрытие представляет собой жесткий диск, обеспечивающий, кроме всего, передачу горизонтальных ветровых или сейсмических усилий на диафрагмы пространственной жесткости каркаса. Экспериментальными работами НИИЖБ установлено, что диски перекрытий являются вполне надежными конструкциями для восприятия сейсмических пульсирующих нагрузок.
Пролеты главных балок могут достигать 7,2 м. Шаг главных балок зависит от длины (пролета) применяемых панелей. Колонны каркаса здания могут быть монолитными или сборными. Сборные элементы колонн должны иметь незабетонированные участки в пределах толщины перекрытия.
Перекрытие типа «Сочи» позволяет в широких пределах варьировать его несущую способность путем изменения количества арматуры в монолитных участках. Перекрытие практически может быть вписано в любую форму плана и дает возможность располагать отверстия для коммуникаций в любом месте.
При выборе расчетной схемы каркаса здания следует отдавать предпочтение схеме со связевым каркасом, поскольку в этой конструкции ограничены жесткости узлов сопряжения колонн с ригелем, а диски перекрытий являются надежными конструкциями для передачи горизонтальных усилий на устои-диафрагмы жесткости здания.
Установлено, что при расчете на прочность в сечениях главных балок допустимо учитывать опирающиеся на них панели, как свесы полок, с шириной в каждую сторону, равной 1/6 пролета панели.
Исследовалась прочность перекрытия на продавливание по сравнительно ограниченному контуру сечения колонны. Испытаниями было установлено, что этот узел перекрытия равнопрочен несущей способности ригеля, опирающегося на колонну.
Перекрытие «Сочи» успешно применено в 19-этажном здании санатория в Ай-Даниле, крупной поликлинике в Москве и других проектах Института.
В Ташкенте на строительстве первого в районах Средней Азии с сейсмичностью 9 баллов высотного 19-этажного здания применен каркас «Ташкент-2». Он представляет собой некоторую разновидность каркаса «Сочи». Отличительной особенностью каркаса «Ташкент-2» является то, что вместо многопустотных панелей применялись крупногабаритные ребристые панели, соответствующие размерам ячейки сетки осей колонн. Для образования гладкого потолка панели устанавливались ребрами вверх.
Панели имеют размер 5,1x4,7 м при высоте ребер 24 см и толщине плиты 10 см. Ячейки сетки осей колонн составляют 6,0X6,2 м. Таким образом, зазоры между панелями получаются равными 90 см в поперечном направлении и 50 см — в продольном. Боковые грани панелей имеют арматурные выпуски и шпонки, чем обеспечивается надежное сцепление бетона панели с монолитным бетоном ригелий, которые по высоте соответствуют высоте панели, равной 24 см.
Колонны в этом здании запроектированы со сплошным стальным сердечником и бетонированием, производимым на заводе. Колонны в пределах толщины перекрытия имеют открытый участок, который бетонируется одновременно с ригелем.
Горизонтальные сейсмические и ветровые нагрузки передаются на диафрагмы-устои здания дисками перекрытий, жесткость которых надежно обеспечивается их сборно-монолитной конструкцией. Устои здания представляют собой монолитные железобетонные плоские диафрагмы толщиной от 40 см внизу до 25 см вверху. С целью увеличения периода собственных колебаний здания в устоях предусмотрены большие проемы, превращающие плоскую плиту устоев в более податливую рамную систему.
Инженер П. Франов
С использованием материалов из журнала «Архитектура СССР» № 7 за 1972 год.
