Жб каркас

Что такое монолитный каркас частного дома?

Для возведения зданий используются различные технологические приемы. Приобретает популярность монолитно-каркасная технология, обеспечивающая повышенную долговечность строительных объектов при уменьшенной стоимости монтажных мероприятий.

Монолитный каркас частного дома и промышленного здания обеспечивает повышенную прочность возводимых конструкций за счет равномерного распределения нагрузок бетонными колоннами, усиленными стальной арматурой.
Рассмотрим особенности технологии, оценим ее достоинства и проанализируем недостатки.

Что представляет собой монолитный каркас частного дома

Технология постройки зданий монолитно-каркасного типа первоначально применялась для возведения объектов коммерческого и производственного назначения. Однако благодаря повышенной нагрузочной способности строительных объектов и долговечности сооружаемых конструкций получила широкое распространение в области жилищного и дачного строительства.

Технология монолитного строительства широко известна во всем мире

Сооружаемый по прогрессивной технологии, бетонный каркас дома представляет собой прочную конструкцию, состоящую из:

  • арматурного каркаса, изготовленного из стальных прутков. Установка каркаса производится до заливки бетона и позволяет сформировать цельный силовой контур, повышающий нагрузочную способность строительных инструкций;
  • марочного бетонного раствора. В состав заливаемой бетонной смеси входит портландцемент с маркировкой не ниже М400. Раствором наполняют предварительно установленную опалубку, которую разбирают после застывания колонны.

Несущие нагрузку железобетонные колонны, благодаря которым каркасные дома приобретают повышенную прочность, сооружаются различными способами:

  • первый метод предусматривает сборку опалубочной конструкции, монтаж арматурной решетки будущих колонн и заливку бетонной смеси;
  • технология позволяет после твердения бетона и разборки опалубки легко делать наружную стену внутри бетонного каркаса, используя кирпич или различные виды строительных блоков;
  • согласно второму способу возможно строительство стен здания в соответствии с проектными требованиями.

При этом простенки усиливают арматурной решеткой, размещенной внутри двусторонней опалубочной конструкции. Опалубку после сборки заполняют бетонной смесью. Функцию торцевых частей выполняют стены, что облегчает процесс работы.

Заполнение межплитного пространства стен может быть выполнено из любого прочного материала

Профессиональные строители рекомендуют монолитный каркас частного дома своими руками сооружать только после детального изучения требований технологии. Следует заранее подготовить стеновой комплект, состоящий из газобетонных блоков или других стройматериалов, стальной арматуры и рабочего раствора.

Важно также тщательно разобраться с особенностями возведения зданий монолитно-каркасного типа и продумать, как обеспечить жесткую связь между фундаментом и каркасом.

Особенности сооружения каркасно-монолитного здания

Бетонный каркас частного дома является главной особенностью монолитно-каркасного строения. Железобетонные колонны, обладающие высокой жесткостью, размещаются в максимально нагруженных участках. Колонны связывают элементы перекрытия, монолитное фундаментное основание и стены в общий силовой контур.

Монолитно-каркасное здание состоит из следующих элементов:

  • фундаментной основы, выполненной в виде мощной железобетонной плиты или армированной бетонной ленты;
  • бетонных колонн, соединяющих между собой фундаментную базу и плиты перекрытия;
  • пространственного арматурного каркаса, изготовленного из прочной стальной арматуры.

Стены в зданиях монолитного типа значительно тоньше, чем в кирпичных и блочных строениях. Это позволяет увеличить площадь жилого пространства. При необходимости обеспечить дополнительную теплоизоляцию, допускается выполнять стены и элементы перекрытия многослойными. При этом внутренний слой несложно утеплить теплой керамикой или другими материалами.

Армокаркас монолитного дома изготавливают из стальных прутьев различного диаметра

От места строительства каркасно-монолитного здания зависит выбор типа основания. Применяются следующие виды фундаментов:

  • ленточный, выполненный из готовых железобетонных блоков или залитый из монолитного бетона. Ленточная основа обеспечивает устойчивость зданий на непучинистых почвах, а также грунтах с близким расположением водоносных слоев;
  • плавающий, изготовленный в виде цельной плиты. Железобетонный каркас частного дома, смонтированный на усиленной бетонной плите, обеспечивает устойчивость различных видов зданий. Плитная основа положительно зарекомендовала себя на проблемных грунтах.

Технология не предусматривает использование стен в качестве силовых элементов. По железобетонным колоннам нагрузка от элементов строения равномерно распределяется и передается на фундаментную основу. Это позволяет обеспечить повышенный запас прочности железобетонных конструкций и увеличенный ресурс их эксплуатации.

Сооружение железобетонного каркаса выполняется с помощью следующих типов опалубки:

стационарной

Монолитная опалубка туннельного типа состоит из готовых элементов, не подлежащих демонтажу после твердения бетона. Стационарная опалубка применяется для частных строений малой этажности;

Для данного способа застройки используют как съемную, так и несъемную опалубку

щитовой

Конструкция щитового типа разбирается после набора бетоном рабочей прочности. Для изготовления щитов используется влагостойкая фанера, металлические листы, пластик или древесина.

Полученный после бетонирования каркас строения, состоящий из железобетонных колонн и бетонного перекрытия, не создает ощущение громоздкости. Здание воспринимается как легкая пространственная конструкция. Расстояние между несущими колоннами составляет до 10 м. Готовый железобетонный каркас подлежит теплоизоляции и декоративной облицовке.

Главные преимущества технологии

Благодаря оригинальной конструкции и современной технологии возведения, монолитный каркас дома обладает комплексом преимуществ.

Главные достоинства монолитно-каркасного строения:

  • значительное сокращение сроков строительства. Быстрые темпы возведения связаны с отсутствием усадки строения и позволяют ускоренными темпами выполнить отделочные работы;
  • повышенный запас прочности и высокая надежность железобетонной конструкции. Отсутствие швов и ограниченное количество стыковых участков способствуют повышению прочностных характеристик;
  • уменьшенная масса каркасного строения. Благодаря небольшому весу, каркасные дома из монолитного бетона допускается сооружать на проблемных грунтах, склонных к морозному пучению;
  • отсутствие локальных нагрузок на фундаментную основу. Масса железобетонной конструкции равномерно передается через связующие колонны и арматурные каркасы на фундамент;
  • уменьшенный уровень расходов на строительство монолитного строения.

Сразу после заливки бетонной смеси в опалубку проводят ее уплотнение

Технология возведения каркасного дома менее затратная, в отличие от строений из кирпича и блоков:

  • возможно сооружения здание с различным количеством этажей и нестандартной планировкой. В возведенном строении несложно выполнить перепланировку внутренних помещений;
  • уменьшенная толщина наружных стен без потери прочностных свойств строения. За счет малой толщины стен жилая площадь увеличивается на 8-10 процентов;
  • продолжительные ресурс эксплуатации здания. Повышенный запас прочности обеспечивает долговечность строений, эксплуатация которых без ремонта возможна на протяжении столетия;
  • повышенная сейсмическая стойкость. Каркас монолитного здания, усиленный арматурной решеткой, способен воспринимать сейсмические толчки силой до 8 баллов;
  • увеличенная устойчивость строения к воздействию повышенной влажности и грунтовых вод. Монолитные конструкции представляют надежную преграду для влаги, обеспечивая повышенный уровень гидроизоляции;
  • возможность возведения зданий без применения грузоподъемного оборудования.

Указанная особенность технологии позволяет значительно снизить сметную стоимость строительства;
пожаробезопасность железобетонной конструкции. Прочностные характеристики и эксплуатационные свойства железобетонного каркаса сохраняются при воздействии открытого огня и повышенной температуры.

Кроме указанных достоинств следует отметить экологичность конструкции, возможность выполнения строительных работ в любое время года, минимальный объем тепловых потерь, а также расширенные архитектурные возможности.

Множество достоинств и положительных моментов имеют монолитные дома, отзывы о которых всегда были хорошими

Слабые стороны монолитно-каркасного метода строительства

Несмотря на комплекс преимуществ, строения на основе цельного железобетонного каркаса имеют и слабые стороны.

Недостатки каркасных зданий:

  • обязательное применение специальных добавок, обеспечивающих возможность использования бетонной смеси при пониженной температуре. Использование присадок позволяет снизить температуру застывания бетонной смеси в зимнее время;
  • необходимость применения специального оборудования, предназначенного для подачи к участку работ бетонной смеси. Использование мощного бетононасоса позволяет обеспечить непрерывную заливку бетонного раствора и уменьшить потребность в рабочей силе;
  • необходимость привлечения профессионалов для выполнения прочностных расчетов здания и разработки проектной документации. Выполнение проектных и расчетных работ обеспечивает безопасную эксплуатацию и устойчивость строения;
  • недостаточно высокие звукоизоляционные характеристики монолитно-каркасных строений. Стены и перекрытия требуют дополнительной звукоизоляционной защиты;
  • увеличенная потребность в использовании опалубки и необходимость тщательной трамбовки залитого бетона с помощью глубинных вибраторов. Применяются стандартные опалубочные конструкции, а также специальные виброуплотнители, улучшающие качество бетона.

Приняв решение сооружать монолитный каркас частного дома, тщательно проанализируйте его достоинства и недостатки.

В зависимости от объема монолитного строительства бетонную смесь могут изготавливать непосредственно на стройплощадке бетономешалкой либо на специализированных заводах ЖБИ

Как своими силами возвести бетонный каркас дома

Сооружайте бетонный каркас дома, придерживаясь указанной последовательности операций:

Подготовьте строительную площадку для возведения каркасного строения. Произведите удаление растительности, вывезите мусор и разметьте территорию.

Выполните земляные мероприятия, направленные на сооружение фундаментной основы. Извлеките почву для будущего фундамента до отметки, предусмотренной проектной документацией.

Разровняйте грунт и засыпьте в подготовленный приямок демпфирующую подушку на базе щебеночно-песчаной смеси. Произведите тщательное уплотнение подсыпки и смонтируйте опалубочную конструкцию.

Нарежьте стальную арматуру на заготовки требуемых размеров и свяжите с помощью отожженной проволоки элементы арматурной решетки. Соберите и зафиксируйте каркас внутри щитовой опалубки.

Произведите заливку предварительно подготовленной бетонной смеси в установленную опалубку. Утрамбуйте раствор и обеспечьте твердение монолита в течение четырех недель.

Соберите из стальной арматуры пространственную решетку, соответствующую конструкции возводимого здания. Произведите сборку опалубки для заливки колон.

Произведите непрерывную заливку бетонной смеси в опалубку. Утрамбуйте бетон вибраторами и не подвергайте его нагрузкам в течение месяца.

Разберите опалубку и выполните возведение стен, используя различные виды строительных материалов. Утеплите, при необходимости, стены с помощью теплоизоляторов.

После монтажа кровельной конструкции и завершения внешних отделочных мероприятий приступайте к внутренним работам.

Заключение

Цельный железобетонный каркас дома – ответственная строительная конструкция, обеспечивающая долговечность и устойчивость здания.

Несмотря на кажущуюся простоту его сооружения, целесообразно доверить выполнение работ профессиональным строителям, в совершенстве владеющим технологией возведения.

Каркас из железобетона

Строительство — сложный и долгий процесс. Есть много методик, материалов и техник, которые используются в таком виде работ. Они отличаются в зависимости от того, будет ли сооружение жилым помещением, или строением для промышленных целей. Среди них – использование железобетонных каркасов. Это не новый и распространенный вид строительства, особенно часто применяемый для сооружения многоэтажных конструкций. Правильная техника строительства и качественные материалы обеспечат максимально возможную стойкость. Прочность и надежность таких строений доказана годами.

Преимущества и недостатки

Железобетонные каркасы применяется в строительстве как многоэтажных, в том числе высотных, конструкций, так и в сооружении небольших частных домов. В первом случае это техническая необходимость в силу прочности такого вида материала, во втором – экономично не обосновано, так как можно использовать более дешевые составляющие. К плюсам использования железобетонного каркаса в строительстве можно отнести:

  • хорошие несущие данные;
  • большой эксплуатационный период;
  • большую длину пролетов (6 м);
  • качественное изготовление составляющих каркаса полностью проводится на производствах, что обосновывает их надежность.

Из-за того, что железобетонными каркасами можно создавать большие площадки, расширяется возможность в планировании внутреннего пространства. Среди недостатков можно назвать только большой вес конструкций.

Виды. Где используется в строительстве?

Каркасные железобетонные конструкции можно разделить на:

  • монолитные;
  • сборно-монолитные;
  • сборные.

Каждый из этих видов лучше всего подходит для своего типа строительства и схема их установки полностью разные. Использование сборного железобетонного каркаса (серия 1.020) раньше ограничивалось только сооружениями для промышленных или административных целей, сейчас этот материал широко применяется для жилых помещений, так как удалось ввести в такую конструкцию гибкую внутреннюю планировку. Использование этого вида имеет свои плюсы:

  • применение небольшого количества материалов (как, например, в монолитном);
  • возможность работать при низких температурах.

Особенностью этого вида является то, что таким железобетонным каркасом обеспечивается невысокая несущая способность и в нем используются жесткие узлы. К минусам этого вида относиться:

  • рама каркаса не сопротивляется горизонтальному движению, отчего неизменяемость пространства зависит только от вертикальных элементов;
  • ограниченность в выборе формы конструкции из-за заводских стандартов.

Сборный железобетонный каркас составляют три элемента:

  • колоны;
  • ригели;
  • основы лестничных проемов.

Схема сборного железобетонного каркаса.

Эти элементы изготавливаются на производстве, после чего привозятся на строительство и собираются в единую конструкцию. Монолитные каркасы делают на строительной площадке путем заполнения опалубки конструкции бетонной смесью нужной марки. Преимущества использования:

  • нет ограничения по форме, местонахождению элементов в конструкции, сечению колонн;
  • прочность – способны выдержать любую нагрузку и количество этажей;
  • нагрузки между элементами в железобетонном каркасе рассредоточиваются, что дает возможность экономить используемые материалы (жесткие составляющие часть нагрузки с колон переносят на балки и перекрытия);
  • при возведении стен и перегородок используются материалы с высокими теплоизоляционными свойствами.

Для сооружения монолитной конструкции используют съемную опалубку, которая заливается бетоном. Это ускоряет строительные работы.

Технология строительства железобетонных каркасных конструкций

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

Сборные конструкции

При расчете каркаса многоэтажного сооружения используется расчетная схема с жесткими связями сдвига. Типы каркасов для высоких сооружений: рамные, связевые, комбинированные. Для перемещения составляющих каркаса при изготовлении в них закладывают монтажные петли или оставляют небольшие отверстия. Железобетонные каркасы сооружают, сваривая стальные детали.

Для сборных каркасов делают железобетонные фундаменты, в которые устанавливают колонны, расстояние между которыми 6 и 12 м. Балки для фундамента делают из бетонов марок 200-400. На укладываемые балки (длинна равняется шагу колонн) опираются несущие стены. Балки укладывают на ступенчатый фундамент таким образом, чтоб верхний уровень на 3 см был ниже уровня пола. Проемы между балками и колонами заливают бетоном. Заполнение проводят бетоном марки 100.

Колонны серии 1.020-1/87.

После фундамента делают гидроизоляцию (защита пола от промерзания и влияния грунтов на балки фундамента). При сооружении больших конструкций необходимо использовать колонны 1.020. Они способны выдержать нагрузку до 500 т (примерно 10 этажей при усилении в стыке). Чтоб изготовить жесткий диск перекрытия, необходимо установить приваренные ригели в одну, которые направлены в одну сторону, и связанные плиты по колонных рядах.

Ячеисто-бетонные блоки лучше всего подходят для наружного стенового ограждения железобетонных каркасных сооружений. Их выкладывают одним рядом, с нулевой жесткостью, что помогает сохранить пластичность фасадов. Наружные стены устанавливают на плиту перекрытия или ригели. Таким образом, нет ограничения по количеству этажей здания.

Если внешние стены сооружаются из мелких блоков, то они могут выкладываться как в один слой, так и многослойно. При конструировании таких строений необходимо следить, чтоб кладка не была опорой для каркаса. Толщину стен выбирают, учитывая теплоизоляционные требования: для жилых домов толщина наружной стены должна быть 50 см (прочность В 2.5, морозостойкость F 25).

Для кладки внутренних стен и перегородок между квартирами и других внутренних элементов также используют ячеисто-бетонные блоки. Эти перегородки проектируются для каждого этажа самонесущими. При планировании толщины стен и перекрытий основным требованием является звукоизоляция (больше 50 дБ), которая определяется согласно нормативным документам. Этот параметр зависит от блоков, раствора, бетона и т. д. Для улучшения звукоизоляции могут использовать заполнение промежутков минплитой (плотность 80-100 кг /м3).

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

При кладке стен в комнатах, где предполагаемая влажность повышена (например, ванная комната), необходимо использовать защиту для ячеистых блоков от влаги и пара. Отделочные наружные работы необходимо проводить после полного естественного высыхания здания, иначе влажность с блоков будет выходить внутрь помещения.

Расчетной схемой одноэтажного железобетонного каркасного промышленного здания является рама, в которой ригели и колонны скрепляются при помощи шарнирного соединения. При строительстве монолитного каркасного здания в первую очередь делают опалубку, потом делают необходимый раствор и делают заполнения опалубки бетононасосом.

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.

Повышение эффективности монолитного каркасного жилья

Схема армирования перекрытий: 1 – колонны; 2 – плоская плита перекрытий; 3 – ограждение лестничной клетки (вертикальные диафрагмы жесткости); 4 – арматура колонн; 5 — консольная плита; 8,9 – нижняя арматура «условного» ригеля; 10 – нижняя арматура плиты; 11,12 – верхняя арматура ригеля и плиты.

Не смотря на то, что монолитный каркас уже широко используется в строительстве, его функциональные свойства стараются постоянно повысить. Строители пытаются сделать его более прочным, уменьшить расход материалов. Одним из способов достижения такой цели является использование бетона более высокой марки. Это уменьшает расход арматуры в каркасах, отчего расход на материалы уменьшается. Эффективность каркаса достигается, если армирование составляет больше 3%. Оптимизация монолитного железобетонного каркаса происходит по:

  • марке бетона;
  • сечению ж/б составляющих;
  • количеству арматуры в бетоне.

В сооружении монолитных каркасных зданий используют метод, при котором коробку конструкции заглубляют в землю на глубину до 2 этажей. При этом все здание замоноличено. Такая техника позволяет упрочнить конструкцию, так как нагрузки передаются пластовым грунтам (они высокопрочные).

Стоимость такого здания очень большая (опалубка, техника и т. д.), отчего при строительстве одноэтажных (2-3) сооружений используется редко. Для таких конструкций чаще используют сборные железобетонные каркасы, что дешевле и они достаточно прочны для такой высоты.

Железобетонные каркасы — наиболее подходящий материал для возведения многоэтажных зданий. Такая конструкция является прочной и выдерживает большой вес и этажность. Каркасы бывают сборными, сборно-монолитными и монолитными, каждый из них подходит для конкретного вида строительства. Не так давно сборные каркасы использовались только для промышленных или административных целей.

Использование такого материала для небольших, например, одноэтажных, сооружений нецелесообразно из-за большой стоимости материалов и работ. Техника конструирования железобетонных каркасных зданий проектируется до каждой мелочи, что обеспечивает надежность и стойкость таким сооружениям. При возведении таких зданий необходимо учитывать нормативы, которые законом установлены для разных помещений.

БЫСТРОВОЗВОДИМЫЙ СБОРНЫЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ КАРКАС

малые капиталовложения в производство

Поскольку номенклатура изделий каркаса мала, легко может быть организовано их производство на любых полигонах и действующих заводах ЖБИ с минимальными капитальными вложениями.

короткие сроки организации производства

Доставка к месту производства может быть осуществлено в срок не более 2-х месяцев.

всесезонное строительство зданий

Производство изделий каркаса, их доставка на строительную площадку и монтаж могут осуществляться практически круглогодично.

универсальность

Разнообразие архитектурных решений для любых климатических зон, а также для регионов с повышенной сейсмической активностью. На основании одного планировочного решения можно строить жилье экономического класса и повышенной комфортности (свободная планировка квартир).

дополнительная экономия

Колонны каркаса экономят материал стен — до 10% от общего объема.

удобный и безопасный монтаж

Сами колонны являются пилонами, устойчивыми при монтаже. Отпадает необходимость в монтажных приспособлениях. Сварочные работы, требующие высокой квалификации, сведены к минимуму.

проработанный конструктив

Ригель по большей части сливается с телом колонн и стен. Снижается расход арматурной стали. В сейсмически активных районах большая жесткость Т и Г – образных колонн приводит к значительной экономии металла.

Железобетонный каркас зданий: сборный, металлический и деревянный (основные элементы)

Железобетонный каркас применяют в процессе возведения многоэтажных зданий и частных домов. Соблюдение техники строительства и использование надежных материалов придаст прочности сооружению.

Железобетонные каркасы незаменимы при сооружении высотных зданий, т.к. обладают отличной прочностью. При частном строительстве допустимо выбирать материалы с менее хорошими характеристиками. В связи с этим использование стального каркаса железобетонного при частном строительстве является экономически необоснованным.

Основные преимущества применения материала:

  • высокая несущая способность;
  • огнестойкость;
  • длительная эксплуатация;
  • малые эксплуатационные расходы;
  • надежность конструкции;
  • затраты на производство таких изделий намного ниже, чем на конструкции из камня или металла;
  • длина пролетов позволяет создавать большие помещения без дополнительных опор (перегородок, колонн).

Недостатки материала:

  • большая плотность;
  • необходимость выдержки до приобретения прочности;
  • высокая звуко- и теплопроводность;
  • трудоемкость ремонтных работ, усиления конструкции;
  • материал может покрыться трещинами из-за усадки и силовых воздействий.

Виды, где используется в строительстве

Различают 3 вида таких конструкций:

  1. Монолитный. Производится путем заливки опалубки бетонным составом. Монолитные изделия не имеют ограничений по размеру, типу колонн и т.д. Они прочны, способны распределять нагрузку на балки и плиты перекрытия, благодаря чему удается сэкономить используемые материалы. Требуют использования термоизоляции, если применяются для возведения стен и перегородок. Чтобы соорудить такой вид конструкции, необходимо бетонную смесь заливать в съемную опалубку, т.к. это ускорит процесс.
  2. Сборный. Применяется при сооружении промышленных зданий и в условиях индивидуального строительства. Сборный железобетонный каркас многоэтажного здания дает возможность работать при низкой температуре. Его основные элементы (колонны, ригели, основы лестничных проемов) производятся на заводе, а собираются непосредственно на строительстве.
  3. Сборно-монолитный. Основой технологии является несущий каркас, который состоит из железобетонных элементов заводского изготовления (колонны, ригели, пустотные плиты). Благодаря этому представляется возможной сборка каркасов с большим расстоянием между несущими элементами. Жесткость и устойчивость конструкции достигается узлами сопряжения ригелей с колоннами. Бетонирование швов между плитами создает жесткий диск перекрытия.

От типа металлической конструкции и количества этажей зависит способ возведения здания. Различают сборные, монолитные и комбинированные конструкции.

Первый вариант имеет ряд преимуществ:

  1. Отсутствие необходимости подогрева рабочего места зимой, что существенно экономит затраты на энергоресурсы.
  2. Возможность оставлять железобетонные материалы на стройке, что обеспечивает непрерывность процесса сборки конструкции.
  3. Уменьшение необходимости непрофессиональной рабочей силы.
  4. Наличие дополнительного пространства, которое отсутствует при монолитном строительстве.
  5. Элементы каркаса изготовляются на заводе, что позволяет обойтись без сварочных работ.
  6. Быстрота сооружения здания.
  7. Достижение прочности сразу после установки.

Среди недостатков — большой расход материала на опоры, ограничение в формах, которые по умолчанию установлены заводом-изготовителем, т.к. арматура не поддается сгибанию.

При возведении многоэтажных домов используют следующие типы сборных каркасов:

  1. Связевый. Представляет собой пространственную конструкцию и колонны, которые шарнирно прикреплены к ней при помощи ригелей. Обеспечение жесткости происходит неравномерно. Из-за шарнирного крепления колонны почти не сопротивляются горизонтальным сдвигам. Элементы сжимаются вертикальными нагрузками (несущие стены, внутренние перегородки, плиты перекрытия).
  2. Рамно-связевый. Отличается от предыдущего типа жестким креплением колонн и балок.
  3. Рамный. Колонны и ригели закреплены жестко. Они образуют плоские и пространственные рамы в 2-3 направлениях. Жесткость обеспечивается равномерно всеми составляющими системы. На несущую способность рамы влияет каждый элемент в отдельности, параметр снижается при увеличении шага установки колонн и с повышением высоты этажа.

Чтобы элементы каркаса было удобно транспортировать, на них устанавливаются специальные петли или проделываются отверстия. На строительной площадке детали сваривают.

Конструкция таких каркасов предполагает наличие железобетонного фундамента. На нем монтируют колонны с промежутками 6-12 м. Для фундаментных балок применяют бетон марок 200-400. Эти элементы будут служить опорой несущим стенам. Балки размещают так, чтобы уровень пола был на 3 см выше их верхней стороны. Пустое пространство заливается бетоном. Для этого подходит марка 100.

Для того чтобы пол был защищен от промерзания, а также, чтобы на нем не сказывалось влияние почвы на балки, производят гидроизоляцию. Большие конструкции возводятся при помощи колонн 1.020, приспособленных к нагрузке до 500 т, что равняется 10 этажам. Наружные стены возводят из ячеисто-бетонных блоков, уложенных в 1 ряд. Благодаря нулевой жесткости сохраняется пластичность фасада. Блоки укладывают на балки или плиту перекрытия.

При строительстве несущей конструкции из блоков маленького размера кладку можно производить в 1 или несколько слоев. На этапе конструирования подобного строения нужно убедиться, что кладка не служит опорой каркаса. Толщина стен подбирается с учетом теплоизоляционных требований. В жилых домах этот параметр должен быть равен 50 см.

Ячеисто-бетонные блоки подходят и для внутренних перегородок (между комнатами, квартирами). Эти стены являются для каждого этажа самостоящими. Во время планирования толщины перегородок и перекрытий в первую очередь учитываются требования звукоизоляции (больше 50 дБ).

Существуют нормативные документы для расчета параметра. Он зависит от используемых блоков, раствора, бетона и пр. Избавиться от посторонних звуков поможет минплита, которой заполняются пустоты. Плотность материала должна находиться в пределах 80-100 кг/м³.

Рекомендуемая толщина межкомнатных стен — 12 см, звукоизоляционный параметр — минимум 43 дБ.

Сборный каркас чаще всего применяется при возведении 2-5-этажных промышленных построек. Если строится более высокое здание, требующее больших крановых нагрузок, то целесообразно использовать стальное основание. Его составляющие (колонны, ригели и связующие элементы) бывают сплошные или решетчатые. Их изготавливают из швеллеров, уголков и прочих профилей, скрепленных при помощи сварочного аппарата.

Каркасы с опорами из камня устанавливают при возведении невысоких строений при отсутствии больших пролетов и чрезмерных нагрузок. Несущую способность повышают за счет армирования стальной сеткой, арматурой или усиливают, применяя железобетонные сердечники.

При применении таких каркасов можно снизить трудоемкость работ и уменьшить их срок, сохранив основные достоинства монолитных конструкций.

В этом варианте колонны и балки бетонируются в опалубке с тонкими стенками и квадратным сечением. Стыки арматуры и опалубки замоноличиваются, когда колонны и балки заливаются бетоном.

Элементы изготавливают из обыкновенного или преднапряженного бетона. При этом толщина стенок должна находиться в пределах 8-12 см. Если используется обыкновенный бетон, потребуется дополнительное армирование. Технология возведения такой конструкции:

  1. Колонны монтируются в выемку в ж/б плите, на которой размещаются панели с пустотами, сверху устанавливают пролетные элементы.
  2. Арматурную сетку, которая расположена между панелями приваривают к армопрутьям пролетных элементов.
  3. Заливают бетонную смесь.

Монолитный каркас

Монолитный каркас можно соорудить при помощи как съемной, так и несъемной опалубки. Второй тип чаще применяется для возведения невысоких частных домов. После того как опалубку заливают бетоном, она соединяется с другими элементами и выполняет роль несущей конструкции. В современном строительстве ее изготавливают из разных материалов, в т.ч. из пенопласта.

В зависимости от конструкции опалубки бывают 2 видов:

  1. Щитовой. Опалубку такого типа создают из отдельных деталей, которые соединяются специальными крепежными элементами. Таким образом формируют емкость для заливки бетона, который станет основанием будущей постройки.
  2. Туннельный. Опалубку приобретают в собранном виде, из-за чего такой тип конструкции подойдет не для всех монтажных работ. Купленные изделия не подлежат изменениям. Их заполняют раствором сразу после установки.

Если требуется большой объем бетона, его заказывают на предприятии. В другом случае раствор можно замесить самостоятельно.

После завершения работ по укладке бетона необходимо перейти к его уплотнению: это убережет конструкцию от образования пустот. Для выполнения задачи подойдут специальные инструменты (глубинный, а также поверхностный вибратор и пр.).

При помощи уплотнения монолитный каркас станет максимально прочным. После завершения процесса переходят к армированию конструкции. Особенности технологии позволяют реализовывать различные дизайнерские идеи.

Несмотря на то что монолитный каркас приобрел доверие строителей, его свойства постоянно улучшают: повышают прочность, снижают расход материалов. Для достижения этих целей применяют бетоны более высоких марок. Благодаря этому удается снизить расход арматуры и стоимость постройки. Каркас здания считается эффективным, если армирование превышает 3%.

Монолитную конструкцию оптимизируют следующими способами:

  • по марке бетона;
  • по сечению железобетонных компонентов;
  • по проценту армирования в бетоне.

При возведении монолитного здания руководствуются способом, который предполагает заглубление коробки сооружения на 2 этажа. При помощи этого метода удается сделать конструкцию максимально надежной, т.к. нагрузки передаются высокопрочным пластовым почвам.

Несмотря на эффективность, эта технология редко применяется при возведении домов высотой до 3 этажей включительно. Причина заключается в высокой стоимости такого строения (сооружение деревянной опалубки, применение дорогостоящей техники и пр.). При обустройстве невысоких зданий чаще применяют сборные каркасы, которые обладают достаточной прочностью, при этом стоят намного дешевле.

Сайт инженера-проектировщика

Железобетонный каркас

Вернуться на страницу «Конструктивные типы зданий»

Проектирование железобетонных каркасов многоэтажных зданий

Существует два основных типа многоэтажных зданий:

  1. Балочный каркас — состоит из железобетонных колонн, балок и плит перекрытия;
  2. Безбалочный каркас — выполнен из железобетонных колонн и безбалочных перекрытий.

Балочные каркасы

В балочных каркасах железобетонные перекрытия выполняют по железобетонным балкам (ригелям). При разных пролетах, изменяется размеры и конструкции ригелей, а конструкции перекрытия не меняются. Узлы железобетонных балочных каркасов получаются простыми, удобными для монтажа и при этом обеспечивают пространственную жесткость здания. Потолок такого перекрытия нельзя назвать эстетическим и по этому каркасы такого типа получили распространения в основном при строительстве производственных зданий.

Начиная с советского периода, разрабатываются типовые серии сборных балочных железобетонных каркасов производственных зданий. Наибольшее распространение получили здания с сетками колонн 6×6 м и 9х6. Нормативная нагрузках на перекрытие достигает 2,5 тн/кв.м.

Железобетонные балочные каркасы (рис. 1) образованы поперечными многоярусными рамами с жесткими узлами в местах примыкания балок с колоннами (рис. 2 а, б). В продольном направлении здания пространственная жесткость обеспечивается металлическими связями, которые устанавливают по середине температурного отсека в каждом продольном ряде колонн. При необходимости, жесткость увеличивается путем устанавки дополнительные продольных балок (рис. 1 в), которые могут быть как сборные так и монолитные.

Сборные балки кладут на специально предусмотренные стальные столики и приваривают к закладным деталям на колоннах. Монолитные балки предусматривают в местах расположения плит между колоннами.

В типовых сериях для каждой схемы производственных зданий разработан унифицированный набор конструктивных элементов (Рис. 3).

Рис. 1. Балочный каркас многоэтажного здания: а — ригели с полочками; б — ригели без полочек (опирания плиты сверху) 1 — фундамент; 2 — крайняя колонна; 3 — средняя колонна; 4 — стык колонны; 5 — ригель с полочками для опирания плит; 6 — ригель без полочек

Рис. 2. Узлы поперечных рам: а — при опирании плит типа 1 по полочкам; б — опирании плит типа 2 на ригели сверху: в — опирания продольного ригеля; 1 -крайня плита распорка типа1; 2 – крайняя колонна; 3 — средняя колонна; 4 — обычная плита типа 1; 5 — ригель с полками; 6 — прямоугольный ригель; 7 — средняя плита распорка типа 2; 8 — обычная плита типа 2; 9 — продольный ригель; 10 — консоль колонны; 11 — столик для опирания плиты; 12 – коротыш

Рис. 3. Примеры монтажных схем унифицированных каркасов из сборных изделий: а — с опорными кранами; б — с подвесными кранами

Колонны балочного каркаса делят по расположению в плане на крайние и средние, по расположению по высоте на колонны нижних, верхних и промежуточных этажей. Вынос консолей в колоннах предусматривают одинаковый, что упрощает монтаж.

Сборные железобетонные колонны изготавливают длиной на один, два и три этажа. Монтажные стыки колонн устраивается на 1 м выше верха балки для удобства монтажа.

Железобетонные колонны имеют сечение — 0,4×0,4 м, а при больших нагрузках на нижние этажи — 0,4×0,6 м. Длина колонн назначается в зависимости от высоты этажа по габаритной схеме.

Балки перекрытий бывают двух типов: с полками и с полками. Высота балок принимается 0,8 м. При пролете 9 метров, балки изготавливают с использованием предварительно напряженной арматурой. Ширина балок — 0,3 м.

Ребристые плиты перекрытия бывают двух типов: тип 1 — плиты укладывают на полки ригелей; тип 2 — плиты укладывают на верхние плоскости ригелей (рис. 4). Второй вариант опирания плит менее выгоден, так как связан с увеличением общей высоты перекрытий на 0,4 м. Этот вариант применяют при больших сосредоточенных нагрузках от габаритного оборудования.

Плиты перекрытия первого типа имеют ширину — 1500 или 750 мм и длину — 5550 или 5050 мм. Укороченные плиты укладывают по всей ширине здания в торцах и у температурных швов (рис. 4 д). Возможен вариант применения плит только одной длины. (рис. 4 г).

Плиты перекрытий второго типа отличаются от первого расположением и размерами торцевых ребер (рис. 4 б, е). Отступления ребер от краев плиты позволяет делать вырезы в полках в местах примыкания к колоннам. Также уменьшена высота ребра, что позволяет образовать сплошную щель над ригелем высотой 250 мм для пропуска трубопроводов и коммуникаций. Плиты второго типа имеют номинальный размер по длине — 5350 мм.

Рис. 4. Решение торцов и температурных швов при укладке плит типа 1 и 2: а — схема плана перекрытия с плитами типа 1 номинальной длины 5,55 м; б — то же, с использованием укороченных плит в торцах; в — то же, с плитами типа 2; г — продольный разрез для плит типа 1 номинальной длины; д — то же, для укороченных плит в торцах; е — то же, с плитами типа 2; же, и — поперечные разрезы для плит типа 1 и 2; 1 — ригель с полочкой; 2 — ригель без полочки; 3 – плита типа 1, длиной 5,55 м; 4 — то же, длиной 5,05 м; 5 — плита типа 2, длиной 5,95 м; 6 — доборные элементы

Предполагается, что в продольных стенах укладывают доборные плиты шириной 750 мм типа 1 на стальные столики, которые привариваются к закладным деталям колонн. Плиты перекрытий крепят к ригелям и между собой сваркой закладных стальных деталей и заливают бетоном, благодаря чему жесткость перекрытия достаточна для того, чтобы ее учитывать при действии горизонтальных усилий.

Лестничная клетка выполняется также из унифицированных железобетонных изделий панелей. Они встраиваются в каркас в разбивочных осях 6 × 6 м, не нарушая его пространственной устойчивости.

Подкрановые балки, балки и фермы покрытий принимаются те же, что и для одноэтажных зданий. Покрытие выполняют в двух вариантах: для домов без увеличенного верхнего этажа — из ригелей и плит, принятых для перекрытий (уклон кровли создается за счет утеплителя); для зданий с увеличенным верхним этажом — из балок (ферм) и плит настила покрытий принятого для одноэтажных зданий. По концам ригелей, в верхней части, оставляют выемки для выпусков верхней опорной арматуры ригелей, соединяемых с выпусками колонн. Для подъема ригелей в них предусмотрены сквозные отверстия; в прямоугольных ригелях отверстия используют также и для подвешивания коммуникаций.

Ригели пролетом 6 м изготовляют без предварительного напряжения, пролетом 9 м (ригели таврового сечения) — с предварительным напряжением.

Железобетонные ребристые плиты длиной 6 м изготовляют следующих типов: основные рядовые и плиты-распорки внутренние шириной 1,5 м, расположенные между внутренними рядами колонн, и отборные — плиты-распорки внешние шириной 0,75 м, расположенные между внешними рядами колонн. Плиты шириной 1,5 м для перекрытий по ригелям таврового сечения изготовляют с предварительным напряжением, остальные — без предварительного напряжения.

Сборные безбалочные железобетонные каркасы применяют на производствах, где необходимо делать хорошее проветривание помещений и потолок с гладкой поверхностью. Эти каркасы имеют сетку колонн 6 × 6 м и представляют собой многоярусную и многопролетных раму с жесткими узлами и нагрузками на перекрытия до 30 Н / м2.

По безбалочной схеме (рис. 5) увеличивается полезная высота этажа и укрупняются монтажные элементы. Каркас и перекрытия такого здания собирают из колонн, капителей, межколонных и пролетных панелей. Конструкция их и решения узлов могут быть разными. Колонны сечением 400 × 400 и 500 × 500 мм высотой в один этаж устанавливают с сеткой 6 × 6 м. В верхней части колонны предусмотрено распространение (оголовок) для опоры капители. Капитель имеет вид опрокинутой усеченной пирамиды со сквозной полостью для сопряжения с концами колонн. Капитель одевают на оголовок поставленной и выверенной колонны и закрепляют сваркой стальных закладных деталей. На капители в двух взаимно перпендикулярных направлениях устанавливают многополостные межколонные панели и приваривают конце их к закладным деталям капителей. После установки колонны высшего этажа стык заливают бетоном, после чего в зону между концами межколонные панелей укладывают стальную арматуру и приваривают ее к закладным деталям этих панелей. После бетонирования, зона панели работает как неразрезная конструкция. Участки перекрытия, ограниченные межколонными панелями заполняют пролетными панелями квадратной формы толщиной 160 мм и опирают их по контуру на четверти, предусмотренные в боковых гранях межколонные панелей.

Рис. 5. Сборные безбалочные перекрытия: а — разрез; б — общий вид; в — план; 1 — оголовок колонны; 2 — капитель; 3 — панель межколонные; 4 — панель пролетное; 5 — монолитный бетон; 6 — монолитный железобетон; 7 — полочка для опоры пролетного плиты; 8 – колонна

Жб каркас

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *