Рамки на многоетажни сгради - Строителство на сгради
Рамковите елементи на многоетажните сгради са вертикални опори - колони и хоризонтални елементи - напречни греди. В сгради с безгредови тавани ролята на напречни греди се изпълнява от безгредова плоча, твърдо свързана със столиците на колоните.
Пространствената твърдост и стабилност на многоетажните рамкови сгради се осигуряват от твърдо свързани помежду си колони, напречни греди и подови дискове или чрез прехвърляне на хоризонтални сили (вятър и др.), Действащи върху сградата, към усилващата система. Такива връзки могат да бъдат вертикални усилващи стени (панели) или кръстовидни и портални метални връзки, монтирани между колоните и закрепени към тях.
Връзките за твърдост са монтирани както напречно, така и по протежение на сградата. Стените на стълбищните клетки, асансьорните шахти, вътрешните и външните зидани стени също допринасят за увеличаване на пространствената твърдост на сградите. Има и междинно решение за пространствената твърдост на многоетажни рамкови сгради. В този случай напречната твърдост на сградата се осигурява от плоски рамки от колони и напречни греди, здраво свързани помежду си в възлите, а надлъжната твърдост се осигурява от монтирането на вертикални стени (панели) с твърдост или кръстовидни и портални метални връзки в някои зони по протежение на надлъжните редове от колони.
Напречните греди на рамките на многоетажни сгради с разстояния до 9 m са разположени както напречно, така и по протежение на сградите. В този случай се формират или напречни, или надлъжни рамки.
Рамки (колони и напречни греди) на многоетажни сгради са изработени от сглобяем стоманобетон, метал, стоманобетон с твърди метални армировъчни рамки, бетонирани след монтажа, както и монолитен стоманобетон.
Сглобяеми бетонни рамки.
Сглобяемите стоманобетонни напречни греди обикновено се правят с дължина един участък. Напречните греди са с правоъгълно и тройно сечение с рафтове за поддържане на сглобяеми подови елементи върху тях. Има напречни греди с рафтове с трапецовидна секция.
Значително значение при изграждането на рамкови многоетажни сгради са конструктивните решения за фугите на колоните помежду им и с напречните греди.
Съединенията на колони с фундаменти обикновено са от стъклен тип със запълване на празнината между вътрешните повърхности на стените на стъклото и долния край на колоната с твърда бетонна смес. Използват се и основи с пънове, тоест част от колона, издигната над нивото на земната повърхност. При такива основи съединението на колоната на първия етаж с конопа се извършва по същия начин, както фугите на колоните по етажите на сградата.
Съединенията на колоните във всеки етаж на сградата с колони с височина един етаж и напречно на пода с колони с височина два етажа по-често се изпълняват на височина 0,6-1,0 m от нивото на горната част на междуетажните тавани, а напречните греди се полагат върху конзолите на колоните. Понякога в сгради с различна височина, с колони на един етаж, се използват платформени фуги. В такива фуги колоните на долния етаж достигат само до нивото на дъното на напречните греди. Върху тях се полагат напречни греди, а колоните на следващия етаж се монтират върху краищата на напречните греди, лежащи върху колоната на долния етаж.
Широко използвани са съединения със заварени глави и центриращи уплътнения.
В ставата, показана на фиг. 82, заварени глави под формата на четиристранна рамка от листова и ъглова стомана са заварени4 към надлъжните армировъчни пръти на колоната. Центровото уплътнение, разположено между краищата на колоните, осигурява централното предаване на надлъжната сила в колоната и позволява пространството между краищата на колоните да бъде запълнено с хоросан. Следмонтаж на колоната, тя се закрепва към подлежащата колона с помощта на къси челни армировъчни пръти, заварени към листовете на челните рамки на двете колони. След това пространството между краищата се замазва внимателно с твърд хоросан марка 300, фугата се обвива с мрежа и се бетонира наравно с външните стени на колоните.
В момента сферичните стави са широко използвани. Краищата на колоните при такива стави са направени със сферична форма, което осигурява централното предаване на надлъжната сила на съединението. Радиусът на сферата на вдлъбнатината в горния край на колоната е малко по-голям от радиуса на сферичната издутина на долния край на колоната. По време на производството в ъглите на краищата на колоните се правят вдлъбнатини, в които се поставят вградени части, огънати във формата на ъглите и заварени към надлъжната работна армировка на колоните. Колони с такива фуги се монтират сухи една върху друга, без последващо уплътняване на фугата с хоросан или с уплътняване от страната, където се е образувала празнина от повече от 3 mm между краищата на сферичната фуга по време на едностранно затваряне на челата на колоните. Най-препоръчително е колоните да се монтират не сухи, а с предварително полагане на тънък слой цименто-пясъчна паста във фугата.
След монтажа и подравняването на колоните с такива фуги, късите армировъчни пръти се заваряват в ъглите към вградените части и фугата се запечатва отвън с циментова замазка около периметъра и бетон в ъглите.
Същата сферична връзка се извършва без заваряване на къси армировъчни пръти. В такива съединения вградените части не са заварени към надлъжните армировъчни пръти на колоните, а във вдлъбнатините в ъглите на колоните се освобождават краищата на армировъчните пръти, които след монтаж и подравняване на колоните се заваряват чрез заваряване във вана.
Съединенията на напречните греди с колоните също са многоразнообразни дизайни. Конзолите на колоните, върху които лежат напречните греди, могат да бъдат отворени, т.е. д. разположени под напречните греди, базирани на тях. Колони с такива конзоли обикновено се монтират в промишлени сгради. В гражданските сгради по-често се използват скрити конзоли, дъното на които е изравнено с дъното на напречните греди. В този случай напречните греди в носещата част са изрязани отдолу, т.е. имат по-малка височина в носещата част. Скритите конзоли се изработват както от стоманобетон, така и от метал, вградени в колона или заварени към вградените части на колоните. На фиг. 6, а показва съединението на колоната с напречна греда, чиито рафтове имат трапецовидно сечение и са предназначени да поддържат подови плочи върху тях. На фиг. 6b показва кръстовището на колона с напречна греда с правоъгълно напречно сечение, върху която се поддържат подовите плочи.
В такива съединения най-отговорното е свързването на армировката на напречните греди, разположени в горната част на напречната греда на опората, тъй като тази връзка значително влияе върху твърдостта на ставата. С тази връзка започва изпълнението на фугата. За да направите това, освободените от колоната армировъчни пръти се заваряват чрез заваряване във вана с изходите на армировъчните пръти от горната зона на напречните греди. Краят на напречната греда може да бъде на известно разстояние от тялото на колоната, в резултат на което се образува празнина между краищата на челните пръти на колоната и напречната греда, в която е заварена вложка чрез заваряване във вана. След заваряване на горната армировка на напречните греди, те се заваряват с вградени части, разположени на долната опорна повърхност на напречната греда, към вградените части на конзолите на колоните. Кухината между краищата на напречните греди и челата на колоната е бетонирана.
На фиг. 7, а показва съединението на тройник напречна греда с колона със скрити конзоли. Вградените части в долната част на напречната греда са заварени с вградените части на колонните конзоли.Вградената част на напречната греда, разположена върху горната й опорна част, е заварена с наслагване към вградената част на колоната, разположена на нейния ръб.
На фиг. 7b показва кръстовището на правоъгълни напречни греди с колони тип платформа. При такава връзка напречните греди се полагат върху подлежащите колони и вградените части на напречните греди се заваряват към вградената част на главата на колоната. В горната част двете напречни греди са свързани чрез заваряване с наслагване, върху което след това се монтира колоната на следващия етаж. Вградената част, налична в долния край на колоната, е заварена към наслагването.
Монолитни стоманобетонни рамки. Монолитните стоманобетонни рамки на сгради са изработени от рамкова конструкция с твърди възли, в които колоните са вертикални носещи елементи, а напречните греди са хоризонтални. Последните с оребрени монолитни тавани в такива сгради се наричат главни греди.
Монолитните стоманобетонни колони са изработени от квадратни и правоъгълни сечения. Рядко по архитектурни причини се изработват с кръгло или многоъгълно сечение. Колоните лежат на монолитни основи, от които са освободени прътите на работната армировка за съединяване с арматурните пръти на колоните.
Носещите конструкции на сгради с безгредови тавани понякога се изпълняват от монолитен стоманобетон, чиито вертикални носещи елементи също са колони с подложки в горната част, наречени столици. Върху такива колони лежи солидна монолитна стоманобетонна плоча без ребра.
Рамка от метални конструкции. Рамките на високите сгради L на високите сгради обикновено са изработени от стоманени конструкции, като се използва главно квадратна мрежа от колони 9X9 или 12X12 м. Такива рамки се състоят от колони и напречни греди, положени в две взаимно перпендикулярни (напречни инадлъжни) посоки. На външните стени стъпката между колоните се намалява до 3 и 6 m чрез инсталиране на допълнителни колони, които възприемат натоварвания от вятър, падащи върху стенните панели.
Пространствената твърдост и стабилност на сгради с такава рамка се осигуряват от твърди заварени съединения, прилежащи на напречни греди към колони, и твърди конструкции (укрепващи ядра), разположени вътре в сградите. В такива усилващи ядра, шахти на асансьори, вентилационни канали и комуникации обикновено се поставят стълбища. Стените им са от монолитен стоманобетон с гъвкава или твърда армировка от валцовани профили, както и с вграждане на съседни стоманени колони на конструкцията на сградата и стоманени усилватели в тях.
Стоманените колони на рамката изпълняват различни композитни секции. На фиг. 86, а и б показват колони с кръстовидно сечение от листова и ъглова стомана с различно разположение спрямо осите на сградата. На фиг. 86, c показва колона, състояща се от заварен пакет от 5 стоманени ъгъла.
След монтажа стоманените колони са облицовани с огнеупорни материали или бетонирани с добавяне на структурна заварена армировка от кръгли стоманени пръти. В последния случай носещата способност на колоните се увеличава и те са защитени от въздействието на огъня.
Фугите на колоните по височината на сградата се изпълняват по различен начин. На фиг. 86, c показва решението за проектиране на съединението на колони от пакет от ъгли чрез директно прехвърляне на натоварването от пакет от една колона към друга с помощта на стоманена уплътнителна плоча. За да се осъществи такова съединение, краищата на колонните пакети се фрезоват, като се осигурява перпендикулярността на равнината на краищата на оста на колоната. Полагащите плочи 6 в такива съединения се рендосват на машини, като се осигурява тяхната точна дебелина и паралелността на горната и долната повърхност.
долен крайстоманените колони също се фрезоват и поддържат върху рендосана стоманена основна плоча, излята върху горната повърхност на основата. Поддържащият край на колоната е прикрепен към основата с помощта на анкерни болтове, вградени в основата.
Стоманените напречни греди на рамки на многоетажни сгради обикновено се изработват от заварен I-образен профил или стоманобетонна Т-образна секция. За да се осигури по-голяма твърдост и непрекъснатост на таваните в такива сгради, стоманобетонните плочи се поддържат не върху горната част на напречните греди, а върху носещи маси или рафтове от стоманобетонни напречни греди. В същото време подовите плочи се закрепват с напречни греди на две нива (отдолу и отгоре) чрез заваряване на вградени части и наслагвания. След това ставата се бетонира.
Съединенията на стоманени напречни греди с колони се извършват чрез спираловидно навиване на напречните греди върху носещите конзолни маси, заварени към колоните, и фиксирането им чрез заваряване, както и чрез закрепване на върховете на напречните греди към колоните с наслагвания.
Рамки на нискоетажни сгради. В сгради с малък брой етажи, предимно с непълна рамка, като вертикални носещи елементи (вътрешни опори) се използват тухлени стълбове, които заедно с положените по тях греди заместват вътрешните носещи стени. Зидарията на стълбовете се извършва от избрани цели тухли с клас най-малко 100 върху хоросан с клас най-малко 50.
Размерите на напречните сечения на тухлените стълбове се определят чрез изчисление, но те трябва да бъдат най-малко 38X38 cm.
За да се увеличи носещата способност на стълбовете, без да се увеличава прекомерно напречното им сечение, зидарията понякога се подсилва. За тази цел в хоризонталните фуги на зидарията на всеки 2–4 реда се полагат заварени мрежи (фиг. 8, а) от армировъчна тел с диаметър от 3 до 5 mm. Такава армировка на стълбовете се нарича напречна. За укрепване на високи и ексцентрично компресирани колони, надлъжнаукрепване.
Предимно стоманобетонни греди с правоъгълни, тройни и други сечения са положени върху тухлени стълбове. За разпределяне на натоварванията от гредите, които могат да достигнат значителни стойности, върху стълбовете под краищата на гредите се полагат стоманобетонни плочи. При дървени подове се полагат стоманобетонни плочи с конзоли, върху които стъпват краищата на дървените греди. Такава опора на дървени греди не води до отслабване на стълбовете.