Сборно-монолитная встроенная система с монолитными несущими ригелями.

Эта система (серия Б1.020.1-7) разработана в институте «БелНИИС». Основными несущим и элементами конструктивной системы являются: железобетонный каркас с плоскими сборно-монолитными дисками перекрытий, образованными сборными многопустотными плитами и сквозными на всю ширину и длину здания монолитными несущими и связевыми ригелями, скрытыми в пределах толщины многопустотных плит перекрытия (рис.107).

Рис. 107. Конструктивно-технологическая схема встроенного сборно-монолитного каркаса

1 - колонны; 2- сборные многопустотные плиты; 3 - монолитные несущие ригели; 4 - монолитные связевые ригели; 5,6 - консоли диска перекрытия (для устройства балконов, эркеров и т.п.); 7- монолитные участки перекрытия; 8 - стенки вертикальных диафрагм жесткости, совмещенные с ограждениями лестнично-лифтового узла

Монолитные несущие и связевые ригели в сочетании с монолитными бетонными швами плит перекрытий объединяют между собой все элементы каркаса в единую пространственную несущую систему, способную воспринять все приложенные к зданию нагрузки и воздействия.

Несущие ригели выполняют прямоугольного, либо таврового сечения. Они располагаются в плоскости перекрытия между торцами многопустотных плит. Несущие ригели, расположенные на краю диска перекрытия и размещаемые в наружных стенах здания, могут быть выполнены с высотой сечения, превышающей толщину многопустотных плит, а для подвальных перекрытий - с увеличенной высотой сечения с выпусками монолитного ребра ригеля книзу на требуемую величину.

В системе могут быть реализованы следующие схемы размещения несущих ригелей:

- с поперечным расположением;

- с продольным расположением;

- с комбинированным расположением, когда для одной ячейки каркаса один и тот же ригель является несущим, а для смежной - связевым.

Монолитные связевые ригели, размещаемые вдоль плит перекрытия, во всех случаях выполняют прямоугольными на высоту сечения плит или выступающими кверху на высоту стяжки пола (40 мм). При расположении связевых ригелей на краю диска перекрытия, они могут быть развиты по высоте книзу.

Несущий каркас встроенной системы выполняют из сборных или монолитных железобетонных колонн квадратного, прямоугольного или иного очертания. Для каркаса применяют колонны, как поэтажной разрезки, так и многоэтажные. Многоэтажные колонны по высоте содержат в уровнях дисков перекрытий сквозные проемы для пропуска несущих и связевых ригелей.

Одноэтажные колонны стыкуют в уровне дисков перекрытия, а многоэтажные - над перекрытиями в сечениях с минимальным значением изгибающего момента. Для соединения колонн по высоте разработаны специальные конструкции винтовых соединений стыков сборных одноэтажных (а) и многоэтажных колонн (б), представленных на рис. 102.

а) б)

Рис.4. Конструкции винтовых соединений стыков сборных одноэтажных (а) и многоэтажных колонн (б)

1- колонны; 2- продольная рабочая арматура; 3 - арматурные сварные сетки; 4 - анкерные стержни; 5 - торцовые стальные листы; 6 - угловые ниши у торцов колонн; 7 - соединительные шпильки; 8 - гайки; 9- диск перекрытия

Винтовые соединения колонн по высоте осуществляются с помощью соединительных шпилек с нарезанной по концам резьбой. Шпильки вставляются в отверстия опорных стальных листов колонн, а затем стягиваются гайками через угловые ниши у торцов колонн. После установки верхней колонны в проектное положение зазор между торцовыми листами заполняют высокопрочным мелкозернистым бетоном.

Каркасы с несущими ригелями постоянной ширины сечения при многопустотных плитах с высотой сечения 220 мм применяют при пролетах до 7,2 м. При необходимости увеличения размера пролета используют сборные многопустотные плиты сечением 260 и 300 мм, изготовленные по экструзионной технологии, или увеличивают ширину несущих ригелей, расположенных у колонн, в 1,8-2,5 раза больше, чем в середине пролета. Для этого, многопустотные плиты, расположенные непосредственно у связевых ригелей выполняют соответственно короче по длине, чем остальные плиты (рис. 2). Таким образом, в одном здании размер шага колонн вдоль обеих осей может иметь различные значения, определяемые архитектурно-планировочным решением здания.

Применение монолитных ригелей в дисках перекрытий позволяет с наружной стороны здания устроить балконы или лоджии, плиты для которых будут устанавливаться на консоли, пропущенные сквозь кирпичную кладку стен (рис. 2).

Рис.2. Вариант конструкции каркаса с увеличенными размерами сетки колонн

а)- план диска перекрытия; б)- сечения несущего ригеля в середине пролета (А-А) и у колонны (Б-Б);

1- колонна; 2- сборная многопустотная плита; 3- несущий монолитный ригель; 4- верхние полки несущего ригеля; 5- связевой ригель; 6- бетонные шпонки несущего ригеля; 7- рабочая арматура несущего ригеля; 8- консоли несущего ригеля; 9- сборная многопустотная плита для устройства консоли балкона, 10 - теплоизоляционная прокладка между балконной плитй и наружной стеной

Пространственная жесткость каркаса обеспечивается применением сборных железобетонных диафрагм, которые одновременно являются ограждениями лестнично-лифтового узла.

В качестве сборных плит диска перекрытия используются типовые многопустотные плиты толщиной 220 мм или плиты безопалубочного формования, изготовленные по экструзионной технологии (рис.8).

а) б)

Рис.8. Многопустотные плиты дисков перекрытия

а) - с выпусками рабочей арматуры длиной 150 мм; б) - плиты безопалубочного формования

Сборные типовые многопустотные плиты имеют по обеим торцам цилиндрические полости глубиной 100 + 20 мм и выпуски арматурных стержней длиной 150 ± 10 мм рабочей арматуры. Плиты опираются на монолитные несущие ригели посредством бетонных шпонок, образующихся при их бетонировании в открытых полостях по торцам плит. Кроме того, сопряжение торцов плит с несущими ригелями осуществляется за счет выпусков арматурных стержней рабочей арматуры плит перекрытия, которые обеспечивают прочное соединение плит с несущими ригелями каркаса. На боковых поверхностях плит выполнены шпоночные углубления, обеспечивающие их совместную работу с соседними плитами в межплитных швах (рис.8, а).

Многопустотные плиты безопалубочного формования нарезают требуемой длины согласно проекта. Номинальная ширина плит составляет 120 и 150 см. Сквозные продольные пустоты могут иметь круглое, прямоугольное, овальное или других форм сечение. Вдоль боковых поверхностей плит выполнены продольные пазы, предназначенные для образования межплитного шва. Плиты снабжены только продольным рабочим армированием и не имеют поперечного армирования. Выпусков арматуры на торцах плиты не имеют. В связи с этим соединение плит безопалубочного формования с несущими ригелями осуществляется за счет одиночных арматурных стержней (6) и плоских сварных сеток (8), которые укладывают в продольные швы плит поперек несущих ригелей на требуемую длину анкеровки с последующим заполнением швов мелкозернистым бетоном (рис. 1)

а) б)

.

Рис.1. Фрагмент плана диска перекрытия (а) и сечения межплитных швов (б)

1- колонны; 2- сборные многопустотные плиты; 3- несущие ригели; 4- связевые ригели; 5- межплитные швы омоноличивания; 6- верхняя и нижняя рабочая арматура межплитных швов поперек несущих ригелей; 7- сквозная арматура затяжек крайних ячеек перекрытия; 8- плоские сварные каркасы с поперечной арматурой

Для пропуска вертикальных инженерных коммуникаций (вентблоки, канализационные стояки и т.п.) через перекрытия предусмотрено применение санитарно-технических плит корытного сечения (рис. 11). В этих плитах шириной 120 и 150 мм вся продольная рабочая арматура находится в двух боковых ребрах и имеет выпуски за торцы плит. Средняя часть плиты имеет легкое проволочное армирование, позволяющее простыми средствами образовать в ней сквозные проемы требуемого размера.

Рис. 11. Санитарно-техническая плита корытного сечения с выпусками продольной арматуры

Технология устройства сборно-монолитного варианта встроенной системы с монолитными несущими и связующими ригелями включает следующий цикл работ. В случаях реконструкции зданий без дополнительной надстройки, фундаменты под колонны каркаса выполняют монолитными или сборными стаканного типа. Когда же при реконструкции предусмотрена надстройка дополнительных этажей, то в качестве фундамента используется железобетонная монолитная плита соответствующего размера и класса бетона. Затем осуществляют монтаж колонн с креплением их в фундаментах стаканного типа. При достижении прочности стыка колонн с фундаментами не менее 70 % в местах размещения ригелей (в створах колонн и по периметру стеновых ограждений) устанавливается монтажно-технологическая оснастка из телескопических стоек со щитами из ламинированной фанеры, которые являются временными опорами для монтируемых на них многопустотных плит с зазором между торцами плит и опалубкой монолитных ригелей (рис.1, а).

Рис.1. Поддерживающая монтажно-технологическая оснастка из телескопических стоек (а) и многопустотные плиты, уложенные в проектное положение (б) с арматурой ригелей

При использовании сборных двухэтажных колонн, ригели пропускают через сквозные проемы в колоннах, а арматурные каркасы несущих и связевых ригелей размещают соответственно между торцами плит или вдоль их боковых сторон (рис.1, б). Далее по месту устанавливают арматуру надопорных узлов и арматуру межплитных швов поперек несущих ригелей у концов плит. Арматурные каркасы фиксируют в проектном положении и в образовавшиеся пустоты между торцами и боковыми сторонами сборных плит укладывают бетонную смесь с уплотнением глубинными вибраторами.

После набора бетоном монолитных ригелей распалубочной прочности, оснастка демонтируется и переставляется на следующие захватки с повторением всего технологического процесса на следующих этажах здания. При этом надземная часть здания ведется с использованием 2- и 3-ярусных колонн. Монтаж колонн осуществляется последовательно по захваткам на все здание. Это обеспечивает последующую установку стенок жесткости, ригелей и плит перекрытий при достижении прочности стыка не менее 70 %.

В каркасах встроенных систем предусмотрена возможность применения монолитных железобетонных колонн. Для этих колонн применяют два варианта стыковочных соединений по высоте в уровне диска перекрытия (рис.66).

По первому варианту продольная арматура 5 нижней колонны выходит с изгибом через перекрытие кверху на высоту, требуемую для анкеровки с продольной арматурой верхней колонны (рис.6, а). В пределах напуска арматуры нижней и верхней устанавливают поперечную арматуру в виде хомутов 7 и производят бетонирование стыка высокопрочным мелкозернистым бетоном с уплотнением бетонной смеси. При втором варианте стыковочного соединения колонн рабочую арматуру выполняют с обрывом над верхом нижнего перекрытия и под низом верхнего перекрытия (рис.6, б). Затем внахлест и параллельно рабочей арматуры стыкуемых колонн размещают в обе стороны от перекрытия (кверху и книзу) арматурные коротыши 6 из той же стали, что и рабочая арматура колонн, устанавливаю сварные сетки 8 и места стыков заполняют самоуплотняющими бетонными смесями.

а) б)

Рис.6. Варианты конструкции стыков монолитных колонн с дисками перекрытий

а)- рабочая арматура колонн выполнена с изгибом; б) - рабочая арматура колонн выполнена прямолинейной; 1- монолитная железобетонная колонна; 2- диск перекрытия; 3,4 - рабочая арматура соответственно нижней и верхней колонн; 5 - изгибаемая рабочая арматура колонны; 6- стыковочные коротыши; 7 - хомуты; 8 - сварные сетки

Работы по устройству каркаса с монолитными колоннами осуществляются в следующем порядке. Сначала устанавливают опалубку и бетонируют колонны подвального этажа с устройством выпусков их рабочей арматуры. Затем монтируют опалубку колонн 1-го этажа, раскрепляя ее в проектном положении и производят укладку бетонной смеси с виброуплотнением. После распалубки колонн в местах размещения монолитных ригелей устанавливают монтажно - технологическую оснастку из телескопических стоек со щитами из ламинированной фанеры, уложенной по балкам, служащую временными опорами для монтируемых на них многопустотных плит с зазорами между торцами и опалубкой монолитных ригелей.

а) б) в)

Рис. 4. Общий вид монтажно-технологической балочно-стоечной опалубки (а), монтаж сборных многопустотных плит перекрытий (б) и укладка бетонной смеси (в) в опалубку продольных ригелей и оставленные зазоры между плитами

В опалубку устанавливают рабочую арматуру продольных монолитных ригелей, после чего монтируют многопустотные плиты перекрытий (рис. 4,б) и производят заполнение бетонной смесью опалубки ригелей и зазоров между плитами с виброуплотнением глубинными вибраторами (рис.4, в). После набора бетоном монолитных ригелей распалубочной прочности осуществляют разборку оснастки, которую затем переставляют на следующие ярусы здания с повторением технологического цикла.

Надземная часть здания ведется с использованием 2- и 3-ярусных колонн. Монтаж колонн осуществляется последовательно по захваткам на все здание. Это обеспечивает последующую установку стенок жесткости, ригелей и плит перекрытий при достижении прочности стыка не менее 70 %.