CC BY
294
Строительные науки
УДК: 692.4 Путс С. А.
Многоэтажный рамный стальной каркас с перекрытиями из сборного железобетона для зданий общественного и производственного назначения
Автор предлагает принципиально новый тип каркаса здания, наилучшим образом сочетающий металлоконструкции и сборный железобетон, каркас, в котором эффективно использованы современные технологии монтажа металлоконструкций и производства сборных железобетонных пустотных плит. По мнению автора, новый каркас достаточно конкурентоспособен в сравнении с занявшим в последнее время основное место на стройплощадке монолитным безбалочным каркасом здания.
Ключевые слова: новый тип каркасного здания, рациональное сочетание металлоконструкций и сборного железобетона.
PUTS S. A.
THE MULTISTORY FRAMED STEEL FRAME WITH FLOORS AND CEILINGS OF PREFABRICATED REINFORCED CONCRETE FOR PUBLIC AND PRODUCTION BUILDINGS
The author offers a fundamentally new type of buildingframe that perfectly combines the metalworks and prefabricated reinforced concrete, the frame where effective application of modern technologies of installing metalworks and producing prefabricated reinforced concrete cored slabs was shown. According to the author, the new frame is quite competitive compared to the cast-on-place beam-less frame for buildings that have became standard on the construction site lately.
Keywords: new type of framed building, efficient combination of metalworks and prefabricated reinforced concrete.
Путс
Сергей Александрович
главный инженер проектов ЗАО «Институт “Проектстальконструк-ция”»
В 2006 году при проектировании торгово-развлекательного центра в г. Каменск-Уральский (генене-ральный проектировщик - Свердловское областное отделение общероссийского общественного фонда «Центр качества строительства», подрядчик - ЗАО «Институт “Проектстальконструкция”») было применено новое проектное решение каркаса здания, которое соединило в себе последние технические достижения в области новых технологий сборки металлоконструкций и производства сборных железобетонных пустотных плит.
В проекте двухэтажного здания размером 82,5 х 60 м с подземным этажом удалось найти нестандартное техническое решение и наилучшим образом организовать совместную работу стального каркаса здания и сборных железобетонных пустотных плит перекрытий.
Суть решения каркаса заключалась в следующем (см. рисунок 1):
В сетке колонн здания 7,5 х 7,5 м сечение каждой колонны (двутавр, тип К) было повернуто относительно другой, смежной колонны, на 90°, что конструктивно обеспечило примыкание каждой балки к колоннам: одним
Рисунок 1. Схема каркаса в плане
Ил. 1. Торгово-развлекательный центр «Апельсин», г Каменск-Уральский Свердловской области
концом к полке двутавра, другим -к стенке.
Примыкание к полке было выполнено жестким соединением, примыкание к стенке - шарнирным, что обеспечило жесткость каркаса в двух перпендикулярных направлениях, распределенную по всей площади здания.
Жесткое соединение - фланцевое на высокопрочных болтах, сборка без регулировочных прокладок; шарнирное соединение - болтовое на планке с горизонтальными овальными отверстиями, дающими возможность монтажной регулировки соединения.
Направление раскладки сборных железобетонных плит в каждой смежной ячейке 7,5 х 7,5 м сетки колонн выполнено также с поворотом 90° относительно друг друга, что обеспечивает опирание плит на каждую балку только с одного пролета (в отличие от традиционных схем каркаса) и тем самым вдвое снижает нагрузку на них.
Поскольку стройиндустрия обеспечивает заказ плит любого размера, длина сборных железобетонных плит была выбрана конструктивно с таким расчетом, чтобы линия их торцов проходила заподлицо с наружными гранями смежных колонн. Это позволило все пространство
перекрытия в тени колонн закрыть сборными железобетонными плитами и исключить устройство монолитных участков с дополнительными металлоконструкциями.
При этом удалось дополнительно обеспечить:
- пространственную устойчивость каркаса в целом, не зависящую от локальных разрушений отдельных элементов в любой его точке, т. е. создать каркас здания, не подверженный лавинообразному разрушению;
- рациональное использование дорогих стройматериалов, исключив из каркаса все второстепенные конструкции (распорки, связи, балки с монолитными участками и т. п.);
- регулировку и подгонку элементов каркаса при монтаже осуществлять без регулирующих прокладок, тем самым сократить время монтажа;
- возможность применения во фланцевых соединениях обыкновенной стали взамен специальной, поскольку возникновение незначительных проявлений расслоя металлопроката фланца безопасно для несущей способности балки: в этом случае силовой момент жесткого соединения перетекает с опоры балки в пролет, но не превышает того же опорного значения ql2/8; остаточной жесткос-
ти узла при этом будет достаточно для восприятия ветровых нагрузок;
- полноценное опирание всех сборных железобетонных плит, когда их концы заводятся за ось опорной металлической балки, что существенно повышает надежность каркаса в целом;
- сборку основных элементов каркаса выполнять несколькими простыми унифицированными соединениями на болтах;
- однотипность металлических и железобетонных конструкций, простоту их изготовления и высокую скорость монтажных работ;
- расход материалов на 1 м2 перекрытия каркаса: металл - 45 кг, сборный железобетон - 270 кг.
Подобное решение каркаса, с некоторой модификацией и усовершенствованиями, удалось применить при разработке проектов административного здания, магазина и типовой школы.
Заключение
В статье предложена простая, традиционная схема расчета с четко распределенными функциями элементов; конструктивная схема, эффективно сочетающая металлокаркас и сборный железобетон, обеспечивающая высокую надежность. Однотипность металлических и железобетонных конструкций, их простота и высокая индустриальность изготовления приводят к достаточно низкому расходу материалов в сочетании с высокой скоростью монтажных работ. Сказанное делает его достаточно конкурентоспособным в сравнении с занявшим в последнее время основное место на стройплощадке монолитным безбалочным каркасом здания. Проблемным местом последнего являются узлы сопряжения плит перекрытий с колоннами, а также низкая скорость строительства при больших объемах монолитных работ.
Ил. 2. Торгово-развлекательный центр «Апельсин», г Каменск-Уральский Свердловской области
