Железобетонные здания каркасные: преимущества, виды и технология строительства

сборный, металлический и деревянный (основные элементы)

Конструктивные схемы каркасов

Полный каркас состоит из:

1. колонн;
2. фундаментных стаканов;
3. ригелей;

1. диафрагм жёсткости;
2. балок;
3. плит перекрытия.

Несколько фактов из истории

В СССР метод модульного строительства стал повсеместно применяться в 50-х годах, и к 1990 году в стране была создана самая крупная в мире индустрия по производству сборного железобетона. Его, конечно, критиковали за то, что по всей стране тиражировались типовые дома. Но в условиях экономики тех лет модернизация налаженных линий домостроительных комбинатов считалась непозволительной.

• Так появился стереотип, что при возведении каркасного здания невозможно разработать никакой архитектурный дизайн, позволяющий эстетически разнообразить его внешний вид. Таким образом, большинство строений в основном напоминали бетонные коробки или пеналы.
• С переходом страны на новые рыночные отношения, снова возрос интерес к монолитному методу строительства, однообразие надоело. Рынок стал диктовать свои требования, особенно в жилищном строительстве: необходимо было улучшить планировку домов, расширить площади, сделать жильё максимально удобным и комфортным.

• Помощниками в решении данной задачи и стали каркасный и монолитный методы. В индивидуальных проектах комплексов и сооружений, монолитные конструкции можно комбинировать с кирпичными, металлическими и сборными железобетонными.
• Применение конструкций из железобетона позволяет строить масштабно целые микрорайоны, поэтому с большой долей вероятности можно прогнозировать рост его популярности в ближайшем будущем. Тем более, что суровый холодный климат основной территории нашей страны, несколько затрудняет применение монолитного способа строительства.

На заметку: Использование каркасного метода позволяет значительно снизить энергозатраты в зимнее время, ведь сборные детали изготавливают заводы. На этих предприятиях контролируется качество выпускаемой продукции такими испытаниями, которые попросту невозможны на стройплощадке.

Технология строительства железобетонных каркасных конструкций

Есть разные типы сооружения помещений в зависимости от вида каркаса и этажности.

Сборные конструкции

Колонны серии 1.020-1/87.

Перегородки между комнатами выполняют толщиной 12 см из ячеистых блоков (звукоизоляция не меньше 43 дБ).

Сборно-монолитные каркасы

Колонны ставятся в отверстие в железобетонной плите. На плиту ставятся многопустотные панели, на них – пролетные панели. Арматурная сетка межколонных панелей сваривается с армопрутьями пролетных панелей, после чего происходит заполнение бетонной смесью.

Размещение диафрагм

Выбор решения возникающих при этом противоречий (с архитектурными решениями) обусловлен высотой проектируемого здания.

Низкие каркасные здания – высота до 30…40 м

Положение диафрагм может быть подчинено оптимальному архитектурно-планировочному решению. Совокупность диафрагм должна обеспечить прочность, жесткость и общую устойчивость здания, однако схема их размещения может быть произвольной.

Допустимо перемещение диафрагм по высоте с одних осей на другие при обеспечении конструктивных мероприятий по передаче возникающих при этом усилий.

Усложнение конструкции и увеличение расхода материалов, вызванное произвольным размещением диафрагм, в невысоких зданиях полностью окупается улучшением планировки.

Средние каркасные здания – высота 35…75 м

В этой группе зданий следует стремиться к оптимальному размещению диафрагм, однако здесь возможно некоторое небольшое отступление, если это существенно улучшает планировку.

Высокие каркасные здания – высота более 70-80 м (высотные здания)

Положение диафрагм должно соответствовать излагаемым ниже требованиям (правилам) к их размерам и размещению в плане и должно быть оптимальным.

Отступления 4) от этих требований значительно усложняют конструкции и ухудшают их работу. В связи с этим при компоновке высотных зданий первенство должно быть отдано размещению диафрагм, даже если при этом архитектурно-планировочному решению наносится некоторый ущерб.

Состав железобетона

Он заслужил звание главного конструктивного материала современности благодаря оптимальному сочетанию компонентов – арматуры и бетона усиленной прочности:

1. Согласно ГОСТ 7473-94, бетоном называют искусственный материал каменистой формы. Его производство заключается в правильном подборе комбинации вяжущих компонентов, воды и различных добавок, повышающих его прочность и свойства бетона. Далее происходит отвердевание бетонной смеси и рождение самого материала.
2. Основой для производства стальной арматуры в соответствии с ГОСТ 10884-81 является низколегированная сталь. Ее получают горячекатаным методом, придавая ей рифленость, чтобы улучшить соприкосновение с бетоном.

Сочетание этих двух компонентов неслучайно, они хорошо дополняют друг друга. Сцепляясь с бетоном, арматура препятствует его крошению и ломке при изгибе или растяжении конструкций.

Кавабанга! Панельные квартиры: плюсы и минусы

Вышеназванные качества, а также стойкость железобетона к нагрузкам, которым подвергается здание, позволяют применять материал на всех этапах строительства – от фундаментов до крыши.

Совет: для демонтажа ЖБИ лучше всего зарекомендовала себя резка железобетона алмазными кругами.

Демонтаж ж/б перекрытий

Разновидности железобетонных каркасов

В строительной индустрии выделяют два вида:

1. Сборные, которые производятся из отдельных элементов на заводе. Они состоят из:

• ригелей;
• колонн;
• основ лестничных проемов.

Готовые элементы доставляют на стройплощадку для последующего монтажа.Недостаток очевиден –ограничение выбора форм из-за установленных предприятием стандартов деталей.

Железобетонный монолитный каркас здания на стройплощадке

Материал наружных стен не имеет для каркаса никакого значения, они могут быть:

• кирпичными;
• навесными;
• пенобетонные.

Здания на основе монолита прекрасно вписываются в архитектуру и ландшафтные особенности местности.

Совет: благодаря гибкости конструкций владельцы квартир могут себе позволить необычные решения планировки.

Положительные стороны монолитного каркаса

1. Данный вариант предполагает распределение нагрузок между составляющими каркаса с целью экономии расходных материалов при возведении объектов. За это отвечают жесткие детали, которые перераспределяют нагрузки от колонн в пользу балок и перекрытий.
2. Любое нетрадиционное сечение колонн – основных несущих элементов здания, естественно смотрится в планировке здания.
3. При создании ограждающих барьеров и стен своими руками предпочтение отдается материалам с высокими показателями теплоизоляции. На сегодня таким являются однослойные блоки из ячеистого бетона. (См. также статью Уплотнение бетона: особенности.)

Как возводятся железобетонные каркасные дома

Незначительная деформация ж/б каркаса происходит ввиду провала под несущей колонной. Он возникает из-за взаимодействия монолитного каркаса с плитой фундамента. Провал предусматривается проектом с целью сократить расходы материалов при возведении здания.

Но, больше всего цельный ж/б каркас ценят за стойкость к технологическим катастрофам. Жесткая основа выдержит мощный взрыв, повлекший разрушение наружных стен.

Многоэтажное жилье на его основе предлагается во всех ценовых категориях – от бюджетной до люксовой. Практика доказала, что потребительские свойства многоэтажного здания подобного типа намного выше по сравнению с панельным и кирпичным вариантом.

Преимущества и недостатки

Основным плюсом строительства зданий на железобетонных каркасах, как и на любых других, является свобода планировки. Пролеты в таких сооружениях могут быть как узкими, так и очень широкими.

Конечно же, безусловным преимуществом зданий на ЖБ-каркасе может считаться и их дешевизна. Весят такие дома меньше кирпичных, обычных панельных и блочных. Поэтому под них не нужно возводить слишком уж мощных дорогих фундаментов.

Также к преимуществам этой технологии можно отнести возможность:

• возведения очень долговечных зданий;
• обустройства помещений большой площади.

В сравнении с металлическими и деревянными каркасами, железобетонные отличаются повышенной прочностью. Также плюсом таких несущих конструкций считается, конечно же, и то, что они не относятся к разряду пожароопасных.

Некоторым недостатком сборных ЖБ-каркасов является необходимость использования дорогой спецтехники для монтажа отдельных элементов. К минусам же монолитных конструкций этого типа относят удлинение сроков строительства. Созревает бетон, к сожалению, достаточно долго — около месяца. То есть этажи зданий при использовании такой технологии сборки каркаса приходится возводить с перерывами. Строителям нужно дожидаться, пока опоры наберут достаточную прочность для того, чтобы выдержать вес тяжелых перекрытий.

Отопление, водоснабжение, канализация

Каркасы одноэтажных зданий. Элементы каркаса. Основные элементы железобетонного сборного каркаса одноэтажных промышленных зданий: фундаменты, фундаментные балки (рандбалки), колонны, подкрановые балки, несущие элементы покрытия (фермы, балки) и связи.

Балки длиной 6 м изготовляют без предварительного напряжения, длиной 12 м—предварительно напряженными.

Фундаментные балки изготовляют из бетона марок 200—400, рабочую арматуру балок ФБ— из стали класса А-П, балок ФБН (фундаментные балки напряженные) — из стали класса А-Шв.

Кавабанга! Для чего нужна приставка из железобетона?

Для выверки положения колонн при их монтаже предусмотрены риски в виде вертикальных канавок треугольного профиля. Их наносят на четырех гранях колонн (вверху и внизу), а также на боковых гранях консолей колонн.

Колонны изготовляют из бетона марок 200, 300 и 400, рабочую арматуру — из стали класса А-Ш.

Колонны фахверка (вспомогательного каркаса) устраивают торцовых фахверках и фахверках продольных стен одноэтажных промышленных зданий при длине стеновых панелей 6 и 12 м.

Колонны рассчитывают на нагрузку от ветра и массыпанельныхстен. устанавливают колонны на самостоятельные фундаменты. Наружная грань колонн рассполагается в плоскости внутренней поверхности стен.

Колонны изготовляют из бетона марок 200—-400, рабочая арматура — из стали класса А-Ш.

Балки изготовляются из бетона марки 300—500, рабочая арматура—из высокопрочной проволоки Вр-П, стали класса А-Шв и др.

Стропильные балки. Их изготовляют односкатными, двускатными и с параллельными поясами (рис. 55).

В продольных температурных швах одну из балок устанавливают ца катковую опору.

Балки изготовляют из бетона марок 300, 400 и 500, рабочую арма-туру — из высокопрочной проволоки класса Вр-П или стержней из стали класса A-IV и А-Шв.

Стропильные фермы — конструкции, состоящие из отдельных соединенных между собой стержней, образующих каркас.

В зависимости от очертания верхнего пояса фермы делят на сегментные, с параллельными поясами и др. (рис. 56). Железобетонные фермы могут быть цельными или составными. Составные фермы выполняют из двух полуферм или нескольких блоков.

Фермы выполняют с предварительным напряжением нижнего пояса и растянутых раскосов (в фермах с параллельными поясами).

Изготовляют фермы из бетона марок 300—500, рабочую арматуру. — из высокопрочной проволоки Вр-Н и стержней из стали класса A-IV и др.

Подстропильные фермы и балки применяют в покрытиях одноэтажных многопролетных промышленных зданий наряду со стропильными фермами и балками (рис. 57),

Подстропильные фермы и балки применяют в средних рядах зданий для опирания ферм или балок покрытия в тех случаях, когда их шаг составляет 6 м, а шаг колонн средних рядов — 12 м.

Фермы (балки) изготовляют с предварительным напряжением нижнего пояса из бетона марок 400 и 500. Основная (напрягаемая) арматура — из высокопрочной проволоки класса Вр-11 и стали класса А-1У и др.

Каркасы многоэтажных зданий бывают рамного, связевого и рамно-связевого типа. Для зданий из сборных железобетонных элементов чаще применяют каркасы рамно-связевой системы (рис. 59).

Основными элементами такого каркаса являются колонны, ригели, плиты перекрытий, связи.

Колонны (рис. 60) каркаса многоэтажных промышленных зданий обычно имеют сплошное прямоугольное сечение размером 400×400 или 400×600 мм, высоту на один или два этажа и выполняются консольного типа. В плане здания колонны имеют сетку 6×6 или 9×6 м.

Кавабанга! Опоры освещения из железобетона

В каркасах многоэтажных зданий стык колонн для удобства монтажа обычно предусматривают на высоте 0,6 м от уровня пола.

Колонны изготовляют из бетона марок 200—500, рабочую арма-ТУРУ — из стали класса А-Ш.

Ригели (рис. 61) используют в составе сборных железобетонных междуэтажных перекрытий в многоэтажных зданиях. Ригели изготовляют с полками для опирания плит и прямоугольного сечения без ц0ч лок длиной 6 и 9 м, высотой 800 мм и шириной 300 мм.

По концам ригелей в верхней части имеются выемки, в которых размещаются выпуски верхней опорной арматуры ригеля, стыкуемые с выпусками арматуры колонн.

Плиты 1-го типа укладывают на полки железобетонных ригелей(1-го типа), плиты 2-го типа — поверх железобетонных ригелей прямоугольного сечения (2-го типа).

Изготовляют плиты из бетона марок 200—300 (плиты 1-го типа) 300—400 (плиты 2-го типа), а основную рабочую арматуру — из сТали класса А-И, А-Ш и А-Ш в.

Деформационные швы. В каркасах зданий значительной протяженности устраивают деформационные (температурные) швы, которые расчленяют каркас и все опирающиеся на него конструкции на отдельные участки — блоки (рис. 63). Различают швы поперечные и продольные.

железобетонная вставка; 5 — железобетонная плита покрытия; 6, 7 — компенсаторы; 8 — кирпичная стенка; 9 — доска; 10 — фартук

Продольные температурные швы в зданиях с железобетонным каркасом выполняют из двух рядов колонн со вставкой между раз-бивочными осями размером 500, 1000 и 1500 мм, а в зданиях со стальным или смешанным каркасом — из одного ряда колонн.

Рамная система

Рамная система каркасных зданий обладает большой жесткостью, устойчивостью и создает максимальную свободу планировочных решений. Система обеспечивает надежность в восприятии нагрузок и равномерность деформаций рам, расположенных в здании в продольном и поперечном направлениях. Недостаток (при сборном железобетонном каркасе) — сложность в унификации узловых соединений из-за разных величин усилий в них по высоте здания. Такое решение железобетонного каркаса наряду со стальным находит применение в сложных грунтовых условиях и в сейсмических районах.

При изготовлении рамного каркаса из сборного железобетона применяется разрезка его несущих элементов на Г-Т-Н — образные элементы, позволяющая перенести узловые соединения в наименее напряженные участки — места нулевых изгибающих моментов от вертикальных нагрузок.

Монолитные железобетонные конструкции

Примеры монолитных железобетонных конструкций:

Достоинства конструкций из монолитного железобетона

• возведение монолитных ж б конструкций отличается гораздо более низкой стоимостью, нежели строительство из ЖБИ;
• монолитная конструкция не имеет швов и стыков;
• бетонная монолитная конструкция может быть любой формы, массы и размера;
• монолитные железобетонные сооружения отличаются высокой устойчивостью к динамическим нагрузкам.

Недостатки железобетонного монолита

• высокие временные и трудовые затраты на стройплощадке;
• требуется время для набора прочности бетона, поэтому монолитную жб конструкцию вводят в эксплуатацию через определенные сроки;
• в процессе монолитного жб строительства имеются большие объемы «мокрых» работ.

Строительство монолитных конструкций рационально в случае, если будущие здания и сооружения, а также их элементы отличаются большими размерами, массивностью, большим весом (колонны, большие фундаменты, плиты), а также если конструкции имеют сложные формы.

Монолитные железобетонные здания, сооружения, конструкции возводятся при условиях воздействия на них больших динамических нагрузок и т.д.

Рамно-связевая система

Рамно-связевая система обеспечивает пространственную жесткость за счет совместной работы поперечных рам, вертикальных диафрагм жесткости и перекрытий, выполняющих функцию жестких горизонтальных дисков. Вертикальные нагрузки передают на каркас как на рамную систему. Горизонтальные нагрузки, действующие перпендикулярно плоскости рам, воспринимают вертикальные диафрагмы жесткости и диски перекрытий, а нагрузки, действующие в плоскости рам, воспринимает рамно-связевой блок, состоящий из вертикальных диафрагм жесткости и рам каркаса.

В результате проведенных теоретических исследований доказано, что рамно-связевая система удовлетворяет условию минимального расхода материала в несущих вертикальных конструкциях при нулевой жесткости поперечных рам, то есть когда система превращается в чисто связевую.

Сборный железобетонный каркас многоэтажного здания, стоимость сборного железобетона

Сборные железобетонные предварительно напряженные плиты покрытия ТТ

Колонны по индивидуальным чертежам Колонны по серии 1.020-1/83 Колонны по серии 1.020-1/87

Ригели высотой 450 мм пролетом 3 м и 6 м для опирания ребристых плит перекрытия Ригели высотой 450 мм пролетом 3 м, 6 м и 7,2 м Ригели высотой 600 мм пролетом 3 м, 6 м и 9 м для опирания многопустотных плит перекрытия Ригели высотой 600 мм пролетом 3 м, 6 м и 9 м для опирания ребристых плит перекрытия и плит типа «ТТ» Ригели для покрытий и междуэтажных перекрытий из плит с полками для опирания пролетом 6 м Ригели этажерок прямоугольного сечения пролетом 6 м Ригель железобетонный 12 метров Сборные железобетонные ригели

Стропильные фермы железобетонные сегментные Фермы стропильные железобетонные бескаркасные Фермы типа ФБМ24 Фермы типа ФБС24

Балки железобетонные предварительно напряженные пролетом 12 м для покрытий зданий с плоской и скатной кровлей Балки железобетонные стропильные решетчатые предварительно напряженные для покрытий одноэтажных зданий пролетом 12 м и 18 м Балки перекрытия железобетонные Балки сборные железобетонные предварительно напряженные стропильные Балки сборные железобетонные решетчатые предварительно напряженные для покрытий одноэтажных зданий пролетом 24 м Балки стропильные железобетонные Балки фундаментные железобетонные Подкрановые балки железобетонные

Плиты железобетонные для ленточных фундаментов Фундамент сборный железобетонный для колонн

Ростовская АЭС

Подробнее

АЭС в Нововоронеже

Подробнее

Торговый комплекс «Декатлон»

Подробнее

Логистический комплекс Hartmann

Подробнее

Логистический центр «Северное Домодедово»

Подробнее

Технопарк Концерна «КРОСТ»

Подробнее

Ростовская АЭС

Подробнее

АЭС в Нововоронеже

Подробнее

Торговый комплекс «Декатлон»

Подробнее

Логистический комплекс Hartmann

Подробнее

Логистический центр «Северное Домодедово»

Подробнее

Технопарк Концерна «КРОСТ»

Подробнее

Онлайн заказ

Согласен на обработку персональных данных. Узнать подробности

Связаться с нами

Согласен на обработку персональных данных. Узнать подробности

Введите номер, мы вам перезвоним

Согласен на обработку персональных данных. Узнать подробности

Что такое железобетонная каркасная конструкция?

Железобетонные конструкции являются одним из самых популярных конструктивных элементов. Он очень конкурентоспособен со сталью, если он экономично спроектирован и выполнен практически там, где труд по центрированию и опалубке дешев. Философия железобетонных конструкций гласит, что бетон прочен на сжатие, но очень слаб на растяжение. Поэтому для простоты конструкции его прочностью на растяжение пренебрегают. Везде, где возникает растяжение, трещины, вероятно, возникают перпендикулярно растягивающей силе. Следовательно, предусмотрено стальное армирование, и считается, что все напряжения воспринимаются сталью. Из-за напряжения, развиваемого моментом, основная арматура размещается на напряженной поверхности, чтобы остановить трещины и обеспечить прочность на растяжение элемента.

Строительство дома

Разница между каркасом из железобетона и несущей конструкцией

• По сравнению с большинством других материалов, используемых в строительстве, он хорошо выдерживает растяжение.
• Его огнестойкость лучше, чем у стали, поэтому он способен сопротивляться огню в течение более длительного времени.
• Обладает длительным сроком службы при низких затратах на обслуживание.
• В некоторых сооружениях, таких как опоры, дамбы и фундаменты; это самый экономичный конструкционный материал.
• Ему можно придать любую требуемую форму, что делает его наиболее экономичным конструкционным материалом.
• Позволяет получить жесткие элементы с минимальным прогибом.
• Предел текучести стали примерно в 15 раз превышает предел прочности при сжатии конструкционного бетона и более чем в 100 раз превышает его предел прочности при растяжении.
• При использовании стали в бетоне размер поперечного сечения может быть уменьшен.
• Для монтажа требуется менее квалифицированная рабочая сила по сравнению с другими конструкционными системами.

• Требуется тщательное смешивание, отливка и отверждение, и все это влияет на окончательную прочность элемента.
• Стоимость опалубки, используемой для заливки бетона, относительно высока.
• Обладает низкой прочностью на сжатие по сравнению со сталью, что приводит к большим сечениям колонн/балок в многоэтажных зданиях. Развитие трещин в бетоне из-за усадки и приложения временных нагрузок является высоким.
• Если бетонирование выполнено неправильно, сталь начинает корродировать, что приводит к потере прочности и, в конечном счете, к сокращению срока службы. Кроме того, ремонт тогда очень дорогой и сложный.

Проектирование конструкции можно рассматривать как процесс выбора надлежащих материалов и пропорциональных элементов конструкции. Чтобы выполнить свое назначение, конструкция должна соответствовать условиям безопасности, удобства эксплуатации, экономичности и функциональности.

Существует два основных метода расчета армированной конструктивной системы:

• Метод рабочего напряжения
• Метод предельного состояния

• IS (Индийский стандарт) 456-2000
• ACI (Американский институт бетона) 318-89
• ICC (Международный строительный кодекс) 2009
• NZS (Новозеландский стандарт) 3101
• Евро 2

Строительство дома

Что такое несущая конструкция Уральская система?

Устойчивость железобетонных рамных конструкций – пример

Устойчивость железобетонных рамных конструкций – пример

Цена

Бесплатно (открытый доступ)

Журнал

Международный журнал устойчивого развития и планирования

Том

Том 10 (2015), выпуск 2

Страницы

11

Диапазон страниц

165 — 176 9 0003

Бумага DOI

10.2495/SDP-V10-N2 -165-176

Copyright

WIT Press

Автор(ы)

A. PUSKAS & L. M. MOGA

Abstract

единиц, а затем сравнивая их с использовать устройство, которое считается более подходящим. Размышляя об устойчивости структур, следует отказаться от традиционного мышления, поскольку сравнение различных структурных систем становится сложной задачей. Выбор различных материалов для одной и той же железобетонной конструкции оказывает непосредственное сопоставимое воздействие на окружающую среду. Железобетонные конструкции чрезмерно используют ограниченный известняк и другие ресурсы и, в то же время, большое количество энергии для производства арматуры, клинкера и конструкционного бетона, оказывая негативное воздействие на окружающую среду. Даже если железобетонные конструкции обычно не известны как наиболее устойчивые решения для нескольких структурных задач, железобетонные структурные решения предпочтительнее для большинства ситуаций из-за других преимуществ, предоставляемых этими конструкциями. Следовательно, учитывая, что конкретное здание необходимо для общества, цель получения устойчивых зданий становится эквивалентной уменьшению их негативного воздействия на окружающую среду, при этом в полной мере используя их прочность.