3.1.5. Конструктивні елементи каркасних систем
Каркас будівлі складається зі стійок і балок, що з’єднуються між собою (рис. 3.2). Стійки першого ярусу замонолічують у стакани збірних фундаментів. На балки укладають панелі перекриттів і покриттів.
Стійками каркасу є колони, на які опираються балки-ригелі. Для обпирання ригеля в колонах передбачаються консолі. У середніх рядах каркасу встановлюють колони із двома консолями, у крайніх – з однією консоллю.
Стик ригеля з колоною виконують приварюванням опори ригеля в нижній частині до консолі колони й зварюванням у верхній частині спеціальних металевих накладок із закладною деталлю колони.

Рис. 3.2. Загальний вид основного вузла каркасу будівлі:
1 – колона; 2 – ребриста (сантехнічна) панель перекриття; 3 – багатопустотна панель перекриття; 4 – балка (ригель);
5 – монтажна накладка, що з’єднує ригель із колоною; 6 – монтажна накладка, що з’єднує плити
Стійки й ригелі утворюють раму каркасу – основний несучий елемент, який сприймає всі навантаження, що діють на будівлю. Відстань між осями колон називається прольотом рами, а між осями колон сусідніх рам – кроком каркаса. Звичайно каркас характеризують сполученням розмірів прольоту й кроку, які називають сіткою колон (опор) каркаса. Наприклад, каркас із сіткою колон 6 × 12 м має проліт рам 6 м, а крок рам 12 м. Каркас із сіткою колон 9 × 6 м має проліт 9 м і крок 6 м. У першому випадку ригелі мають номінальну довжину 6 м, а плити 12 м, у другому – 9 і 6 м.
Елементи каркасу, з’єднані між собою, й утворять просторову систему. Міцність і стійкість каркасної системи на дію горизонтальних і вертикальних навантажень забезпечується двома способами – за рамною або за в’язевою схемою. У рамній схемі стійкість і міцність просторової системи створюється жорсткими з’єднаннями (защемленнями) ригеля з колоною. Такі з’єднання (вузли) називається рамним. При гнучкому з’єднанні ригеля з колоною вузол називається шарнірним, а каркас – в’язевим. У в’язевій схемі стійкість забезпечується спільною роботою вертикальних і горизонтальних діафрагм жорсткості, що сприймають зусилля від горизонтального навантаження.
Каркас (колони й ригелі) сприймає тільки вертикальне навантаження. Вертикальними діафрагмами жорсткості є внутрішні стіни будинку, міцність яких достатня для сприйняття діючих на них навантажень. Ці стіни можуть виконуватися зі збірних залізобетонних елементів – діафрагм жорсткості, скріплених з колонами каркасу, а також із цегли або монолітного залізобетону. Такі діафрагми жорсткості розташовують у тих місцях, де за планувальною схемою необхідні стіни на всю висоту будівлі (це можуть бути поперечні стіни або стіни сходових кліток).
Горизонтальні діафрагми – це міжповерхові перекриття. Вони передають горизонтальне навантаження на вертикальні діафрагми. Для того щоб перекриття працювало як діафрагма, панелі скріплюють між собою за допомогою сталевих скруток (між монтажними петлями) та бетонних шпонок, замонолічених у проміжках збірних панелей.
Рамні каркаси з жорсткими вузлами дають можливість широкого вибору планувальних рішень і можливість у період експлуатації змінювати розташування внутрішніх стін і перегородок будівлі. Однак такі конструкції каркасів мають складні вузли з’єднання й вимагають збільшених витрат матеріалів, трудомісткості й вартості виготовлення та монтажу.
В’язева схема каркасних будівель у порівнянні з рамною може бути дешевшою. Її перевагами слід вважати можливість скорочення типорозмірів колон і ригелів, а також простіше виконання стикових вузлів.
Збірні залізобетонні елементи каркасу – індустріальні вироби. Їх уніфікований набір включає збірні залізобетонні колони, ригелі, панелі перекриттів, діафрагми жорсткості, а також фундаменти, сходи й стінові панелі. Номенклатура колон складається з одно- і двоповерхових елементів перетином 30 × 30 і 40 × 40 см для поверхів висотою 3,3; 3,6 або 4,2 м.
|