Монтаж зданий при стальном и смешанном каркасах

Высота каркаса может достигать 200 м и более, а общая масса — десятков тысяч тонн. Стальной каркас высотного зда­ния состоит из колонн и ригелей, соединенных в двух направ­лениях жесткими сварными узлами в рамные системы, вос­принимающие вертикальные и горизонтальные (ветровые) нагрузки. Колонны изготавливают сварными с использованием, по возможности, стандартных прокатных профилей. Наиболее часто встречаемые сечения — двутавровое, квадратное и кресто­вое. Торцы у колонн обычно фрезеруют. Стыки стальных ко­лонн выполняют с фрезерованными торцами. Во избежание возможного неточного совпадения торцов в плане в верхнем торце предусмотрена строганая плита. Стыки колонн после за­крепления болтами и выверки проваривают по контуру.

Стыки колонн каркаса располагают через каждые два, три или четыре этажа на одном уровне и для удобства производст­ва монтажных соединений находятся на высоте 80... 120 см от уровня перекрытий. Для обеспечения долговечности и огне­стойкости стальной каркас армируют и обетонируют, что с учетом включения в работу на сжатие бетона приводит в це­лом к снижению расхода металла.
Стальные ригели каркаса обычно бывают двутаврового се­чения, сварные, с уширенной нижней полкой, на которую укладывают плиты междуэтажных перекрытий.

Междуэтажные перекрытия каркаса могут компоноваться:

• из главных и второстепенных балок (при стальном каркасе здания) с укладкой по ним сборных плит или бетонированием монолитного перекрытия;
• только из главных балок (ригелей) с уширенной полкой, на которую укладывают сборные железобетонные плиты пере­крытий;
• из распорных железобетонных плит, укладываемых только по оси колонн, с закладными деталями для сопряжения свар­ными накладками плит смежных пролетов и ригелей;
• из унифицированных, облегченных или многопустотных плит перекрытий, свободно укладываемых в пазы стальных или железобетонных ригелей, но не привариваемых к ним из-за от­сутствия закладных деталей.

В несущих каркасах ряда зданий предусматривается на всю высоту устройство замкнутой шахты из четырех взаимно пер­пендикулярных вертикальных жестких плоскостей из стальных или железобетонных конструкций. Эта шахта воспринимает все горизонтальные нагрузки на здание и обеспечивает его об­щую устойчивость. Такая шахта называется шахтой жесткости, или ядром жесткости. Все остальные элементы каркаса долж­ны крепиться к этому ядру жесткости, а каждое перекрытие представлять единую жесткую и неизменяемую горизонталь­ную плоскость или жесткий плоский диск. Все примыкающие к ядру жесткости элементы несущего каркаса здания работают в этом случае только на вертикальную нагрузку.

Возведение зданий со стальным каркасом можно осуществ­лять раздельным и комплексным методами. При раздельном методе сначала на всю высоту монтируют стальной каркас, за­тем начинают общестроительные работы. Достоинство такого решения — более широким фронтом, большим количеством кранов можно вести монтажные работы одновременно на не­скольких захватках, затем также по всему зданию и общестроительные работы. Но при таком решении требуется обеспече­ние повышенной жесткости каркаса в процессе монтажа, что приводит к дополнительному расходу металла. По этой причи­не при комплексном методе на 30...40% сокращается расход металла на каркас здания.

При комплексном методе возведения здания одновременно выполняют монтажные, строительные, специальные и отде­лочные работы. Монтаж металлоконструкций осуществляют на верхнем ярусе (верхних двух-четырех этажах): на самом верху — монтаж, несколько ниже — выверку и в нижней час­ти яруса — окончательную сварку и клепку монтажных соеди­нений.

Одновременно, с отставанием на 2...3 этажа (на следующем ярусе), ведут монтаж сборных железобетонных перекрытий. При большем разрыве по высоте укладка плит будет затрудне­на вышерасположенным металлическим каркасом. С отстава­нием еще на 4...5 этажей осуществляют обетонирование кар­каса, устройство монолитных участков перекрытий. Еще ниже по вертикали выполняют установку оконных переплетов с остеклением, ниже оштукатуривание, еще ниже — другие отде­лочные и специальные работы. Таким образом, работы по воз­ведению здания ведут одновременно на 8... 10 этажах.

В сборно-монолитном конструктивном решении в одном цикле совмещают монолитные и сборные процессы, последо­вательность их выполнения определяется конструктивными особенностями здания.