Многоэтажные здания

Лист 5.01. Многоэтажное здание под полезную нагрузку на перекрытие до 2, 5 тс/м ²

ЛИСТ 5.02. Элементы и монтажные узлы железобетонного каркаса здания под полезную нагрузку на перекрытие до 2, 5 тс/м²

Лист 5.03. Лестничная клетка здания под полезную нагруз­ку на перекрытие до 2, 5 тс/м²

Расходы основных материалов и трудоемкость монтажа на 1 м² производственной площади мно­гоэтажного здания с сеткой колонн 6 X 9 м при статической полезной нагрузке перекрытия до 1, 5 тс/м² в 1, 5—2 раза больше, чем на 1 м² площади одноэтажного здания с сеткой колонн 12 X 24 м при неограниченной по характеру и ве­личине полезной нагрузке пола.

Вместе с тем многоэтажные промышленные зда­ния по совокупности всех затрат экономичнее одноэтажных: при потребности в значительных производственных площадях (от 10000 м²) — вследствие компактного размещения технологиче­ского процесса; при расположении производства в городской черте — благодаря максимальному ис­пользованию стесненных участков; при развиваю­щихся по вертикали технологических процессах — за счет исключения излишних коммуникаций, обслуживающих площадок и т. п.

Многоэтажные производственные здания рас­пространены в легкой, пищевой, химической и электротехнической промышленности, в точном приборостроении и аналогичных, связанных с об­работкой негрузоемких деталей, производствах.

Основным потребностям указанных отраслей промышленности удовлетворяют спроектированные на основе межотраслевой унификации многоэтаж­ные производственные здания из сборных железо­бетонных элементов с сеткой колонн 6 X 9 м, при нагрузках на перекрытие до 1, 5 тс/м² и 6Х X 6 м — до 2, 5 тс/м², с высотой этажей от 3, 6 до 7, 2 м, количеством этажей от двух до пяти и количеством пролетов от двух и более.

Каркасы этих зданий могут применяться и как этажерки под технологическую аппаратуру в зданиях павильонного типа и на открытых пло­щадках.

Административно-вспомогательные и производ­ственные здания с полезной нагрузкой на пере­крытие до 1, 25 тс/м², с сеткой колонн до 6 X X 6 м и высотой до 12 этажей спроектированы на основе использования унифицированных железобе­тонных элементов, применяемых в многоэтажных общественных зданиях (см. листы 5.04—5.06).

Дальнейшее совершенствование конструкции в направлении увеличения пролета и шага колонн отражается в ряде экспериментальных строи­тельств и проектов.

К их числу принадлежат здания, возводимые методом подъема этажей, с монолитными кессони-рованными плитами перекрытий и сеткой колонн 9 X 9 м (см. лист 5.07); перекрытия производст­венных этажей фермами пролетом до 18 м с расположением в межферменном пространстве обслу­живающих помещений (см. лист 5.08); перекрытия из железобетонных элементов со стальными шпренгелями пролетом до 12 м и здания с безба­лочными перекрытиями, применяемые в пищевой промышленности. Унифицированные габаритные схемы много­этажных промышленных зданий с полезной на­грузкой на перекрытие до 2, 5 тс/м² предусматри­вают сетку колонн 6Х6 и 6Х9 м и высоту эта­жей 3, 6; 4, 8 и 6 м. Дополнительные высоты: 7, 2 м для первого этажа и верхнего этажа пролетом до 18 м, оборудованного подвесным краном, и 8, 4 и 10, 8 м для верхнего этажа пролетом до 18 м, обо­рудованного опорным краном грузоподъемностью 10 т при пролете нижних этажей 6 м. Допускае­мые нагрузки на перекрытие при пролете 6м — от 1 до 2, 5 тс/м², при пролете 9м — от 0, 5 до 1, 5 тс/м², рекомендуемое число этажей при про­лете 6м — от 3 до 5, при пролете 9 м — от 3 до 4. Ширина зданий — от 2 до 10 шестиметровых или 7 девятиметровых пролетов.

Каркас здания состоит из ряда многоярусных рам с жесткими узлами. В поперечном направле­нии рамные узлы образуют стыки ригелей с ко­лоннами, осуществляемые посредством ванной сварки выпусков арматуры, сварки закладных де­талей колонны и ригеля и замоноличивания всего узла. В продольном направлении устойчивость здания обеспечивается стальными связями, уста­новленными в середине температурного отсека по каждому продольному ряду колонн.

Жесткость здания в продольном направлении может быть обеспечена дополнительными продоль­ными монолитными или сборными ригелями. Моно­литные ригели устраиваются на месте межколон­ных плит. Сборные продольные ригели устанавли­вают на стальных столиках, привариваемых к закладным деталям колонн в уровне железобетон­ных консолей.

Колонны монтируются в основном из элементов высотой в два этажа. Разрезка колонн на два этажа вместо принятой ранее на один этаж позволяет вести монтажные работы без замоноли­чивания стыков на высоту до четырех этажей и исключает перерывы в работе, связанные с поэтажным замоноличиванием каркаса. Площадь сечения колонн 0, 4 X 0, 4 м для верхних и 0, 4 X X 0, 6 м — для нижних этажей. Все консоли име­ют одинаковый вынос. Для удобства монтажных работ стыки колонн расположены на 1 м (0, 6 м при плитах, опирающихся по верху ригелей) выше верха плит перекрытия.

Высота всех ригелей 0, 8 м. Ригели пролетом 9 м предварительно-напряженные. Полки ригелей высотой 0, 4 м могут воспринять сосредоточенные нагрузки до 15 тс. При больших нагрузках от крупноразмерного провисающего оборудования плиты устанавливаются по верху ригелей прямо­угольного сечения. Ширина основных плит 1, 5 м, межколонных 0, 75 м. Длина плит, укладываемых

по верху ригелей, 6 м, а на полки ригелей — 5, 55 м и у торцов и деформационных швов — 5, 05 м. Высота продольных ребер плит 0, 4 м.

Плиты под нагрузки свыше 1, 5 тс/м² предва­рительно-напряженные. Неразрезность настила в расчет не принимается. Она дает экономический эффект при нагрузках до 1, 5 тс/м², но необходи­мое при этом замоноличивание стыков плит усложняет производство работ и снижает общий уровень сборности здания.

Конструкции верхних этажей с пролетами 12 и 18 м, оборудованными подвесным или опорным кранами, аналогичны одноэтажным зданиям.

Каркасы этажерок и средства обеспечения их жесткости идентичны принятым для многоэтаж­ных зданий (см. лист 9.10).

Встроенная лестничная клетка предназначена для многоэтажного здания из унифицированных элементов с минимальной сеткой разбивочных осей 6X6 м. Шахта лестничной клетки не нару­шает пространственной устойчивости каркаса, встраиваясь между элементами многоярусных рам — колоннами, ригелями и межколонными пли­тами перекрытий.

Лестничная клетка примыкает к наружной сте­не. Образующие ее поперечные панельные внут­ренние стены связаны в продольном направлении гнутыми лестничными маршами и замкнутым по­этажным балочным каркасом, опирающимся на полки ригелей.

Лестничные марши с высотой подъема 1, 2 м кратны предусмотренным высотам этажей. При нечетном количестве маршей в пределах этажа поэтажные входные двери размещаются в обоих рядах площадок.

За лестничной клеткой размещается шахта для подъемников. В зданиях с сеткой колонн 6Х Х9. м сечение шахты может быть увеличено для установки лифтов грузоподъемностью до 5 т.

Выход на крышу и машинное отделение лифта выполняются в кирпичных стенах и перекрывают­ся укороченными плитами, обычно применяемыми у торцовых стен и деформационных швов.

Широкое распространение имеют лестнично-лифтовые узлы (лестницы, объединенные с пасса­жирскими и грузовыми лифтами), встраиваемые в кирпичных стенах между секциями многоэтажных зданий из унифицированных железобетонных эле­ментов.

Лист 5.04. Многоэтажное здание под полезную нагрузку на перекрытие до 1, 25 тс/м²

ЛИСТ 5.05. Элементы и монтажные узлы железобетонного каркаса здания под полезную нагрузку на перекрытие до 1, 25 тс/м²

ЛИСТ 5.06. Лестничная клетка здания под полезную нагрузку на перекрытие до 1, 25 тс/м²

Многоэтажные административно-вспомогатель­ные и производственные здания с остовом из уни­фицированных железобетонных элементов, приме­няемых в общественных и жилых зданиях, возво­дятся с ячеёй сетки колонн 6X6; 6X4, 5 и 6Х X 3 м, с высотой этажей 3, 3; 3, 6 и 4, 2 м, подва­лами высотой 2, 9 и 3, 8 м и верхним техническим этажом высотой 2, 4 м. Высота этажей в одном здании может быть различной в пределах указан-

ных вариантов. Ширина зданий в 2 — 3 пролета, например 6 + 6; 4, 5 + 6 + 4, 5; 6 + 3 + 6; 6 + 6 + + 6 м. Наибольшая длина температурного отсека 60 м.

Конструкция каркаса запроектирована с частич­ным защемлением ригелей в колоннах. Практи­чески принятое соединение можно считать шар­нирным, так как узел сопряжения колонны с ри­гелем не способен воспринимать изгибающие мо­менты от ветровых нагрузок. Такой каркас не обладает рамными свойствами, а работает по связевой схеме. Все нагрузки, вызывающие горизонтальное перемещение остова, воспринима­ются системой сквозных вертикальных диафрагм жесткости, связанных в пространственную короб­чатую систему жесткими горизонтальными диска­ми перекрытий. Сквозные диафрагмы образуются заполнением каркаса стенками жесткости из железобетонных панелей толщиной 140 мм. Панели шириной до 3, 96 м соединяются между собой и с колоннами сваркой закладных элементов в вертикальных швах и сваркой выпусков арматуры с последую­щим замоноличиванием в горизонтальных стыках. Диафрагмы жесткости располагаются «из плос­кости» и в плоскости рам каркаса. В последнем случае составляющие их панели снабжены поверху полками для опирания плит перекрытий. Диафраг­мы жесткости могут совмещаться со стенками лестничных клеток, лифтовых шахт и с раздели­тельными перегородками помещений.

В отличие от других промышленных зданий все колонны рассматриваемого каркаса совмещаются своими геометрическими осями с сеткой осей зда­ния. Такая привязка уменьшает количество типо­размеров элементов каркаса, но вызывает необхо­димость в доборных элементах панельных стен. Доборные элементы в данном случае выполнены в виде угловых панелей, навешиваемых у наружных углов и в деформационных швах здания.

Ригели рам каркаса могут располагаться в продольном и поперечном направлениях. Измене­ние направления ригелей возможно в любом месте здания. Оно обеспечивается трехконсольными ко­лоннами с дополнительньм стальным опорным столиком, приваренным к закладным деталям.

Деформационные швы между температурными отсеками и между отсеками различной высоты протяженных и многообъемных зданий осуществляются путем установки парных рам каркаса. Величина вставки в осевую сетку в месте деформационного шва 1040 мм - при толщине наружных стен 240 мм и 1200 мм – при толщине наружных стен 320 мм.

Колонны опираются на монолитные ступенчатые фундаменты, выполненные по чертежам серии 1.412 (см. листы 1.01, 1.02), или на фундаменты индивидуального проектирования через сборные железобетонные подколонники стаканного типа.

Колонны сечением 400Х400 мм (в зданиях высотой до 5 этажей применяются колонны сечением 300X300 мм) с консолями высотой и вылетом 150 мм для сопряжения с ригелем подразделяются: положением по высоте здания – на нижние, средние и верхние; положением в рамке каркаса – на крайние и рядовые.

Нижние колонны подготовлены к стыку по высоте только сверху, верхние – только снизу,

средние — с обеих сторон. Средние колонны могут быть высотой в 1 и 2 этажа. Наличие средних колонн высотой в 1 этаж позволяет более гибко комбинировать этажность и высоту здания в связи с особенностями технологической схемы.

Крайние колонны одноконсольные, средние — двухконсольные. Связевые колонны — включенные в диафрагмы жесткости. Колонны, расположенные в месте перемены направления ригелей и в углах лестничных клеток, имеют закладные детали для сварки с панелями стенок жесткости и для при­варки дополнительных консолей.

Для удобства ведения работ плоский безметал-льный стык колонн располагается на 640 мм выше уровня пола перекрытия. Он осуществляется ван­ной сваркой оголенных подрезкой бетона выпусков рабочей арматуры. Затем шов, проходящий по периметру центровочных выступов, зачеканивается цементно-песчаным раствором марки 300. Сварен­ные стержни соединяются монтажными хомута­ми из стали Ø 8—10 мм. Подрезки заполняются бетоном марки 200.

Колонны соединяются с ригелем стыками со скрытой консолью. Ригели высотой 450 мм тавро­вого сечения, с одной или двумя полками для опирания плит перекрытий, лестничных маршей и аналогичных элементов. Длина ригелей на 440 мм (340 мм при высоте зданий до 5 этажей) короче пролета, равного 6; 4, 5 и 3 м. К закладным эле­ментам колонны ригель приваривается в уровне верха консоли и верха ригеля. Верхняя сварка осуществляется швом «встык» при посредстве упи­рающейся в закладной элемент колонны монтаж­ной стальной «рыбки» («рыбка» поставляется вместе с ригелем). Затем швы заливаются цемент­ным раствором марки 200.

Железобетонные панели стенок жесткости тол­щиной 140 мм, сплошные и с проемами, с одной или двумя полками для опирания перекрытий применяются при диафрагмах в плоскости рам каркаса. Панели предусмотрены для установки в пролетах трех размеров при трех вариантах высо­ты этажей. В связи с ограничением в массе мон­тажного элемента стенки жесткости для шести­метровых пролетов собираются из двух панелей. При диафрагмах «из плоскости» рам каркаса гори­зонтальный стык панелей располагается в прорези полки ребристых межколонных связевых плит.

По положению в перекрытии плиты подразде­ляются на рядовые — с круглыми пустотами, номинальной шириной 0, 6; 1, 2 и 1, 6 м; связе­вые — ребристые, сплошные и с круглыми пусто­тами номинальной шириной 1 и 1, 2 м; при­стенные — сплошные, номинальной шириной 0, 8 мм. Длина плит на 240 мм короче шага рам, равного 6 и 3 м, высота — 220 мм. Связевые и пристенные плиты связывают меж­ду собой колонны в перпендикулярном ригелям направлении. Ребристые связевые плиты устанавли­ваются в случае необходимости устройства отвер­стий для пропуска сквозных диафрагм жесткости, технологического оборудования и т. п. Связевые плиты опираются на полки ригелей двумя опор­ными выступами. В последнем варианте применя­ются многопустотные плиты — рядовые шириной 1, 2 и 1, 5 м и связевые и пристенные шириной 1, 5м. Раскладка плит значительно упрощена. Жесткость диска перекрытия обеспечивается сваркой опорных выступов связевых и пристенных плит и замоноличиванием швов с растворными шпонками между всеми плитами.

Наружные панельные стены выполняются в си­стеме полосовой разрезки из поясных и простеноч­ных панелей. Низ поясной панели всегда распола­гается на 0, 6 м ниже, а верх, исходя из освещен­ности рабочего места, желательно расположить на 0, 9 м выше уровня чистого пола примыкающе­го к ней перекрытия. Таким образом, основная номинальная высота поясной панели определяется в 1, 5 м. Соответственно высоте этажей высота оконных блоков определяется в 1, 8; 2, 1; 2, 7 м. Ширина оконных блоков по ГОСТ 11214—65 обус­ловила две ширины простеночных панелей — 0, 3 и 0, 6 м. Они могут быть установлены против колонн и в середине шага. Возможно применение других типов оконных заполнений, рассчитанных на лен­точное остекление. В показанном варианте проекта керамзитобе-тонные поясные панели навешиваются на пристен­ные плиты перекрытий. Эти панели снабжены поверху фиксаторами для простеночных панелей. При ленточном остеклении фиксаторы срубаются. Во внутренних углах зданий поясные панели соот­ветственно укорачиваются и обрезаются под углом 45°.

Панели наружных стен могут быть выполнены и из других материалов, например из ячеистых бетонов или многослойной конструкции с эффек­тивным утеплителем. Выбор той или иной конст­рукции связан с возможностями местной строи­тельной индустрии. В последнем варианте стено­вые панели навешиваются непосредственно на ко­лонны каркаса. Принятая система навески позво­ляет применять стеновые панели промышленных зданий, аналогичные выполняемым по чертежам серии 1.432, и разгружает пристенные плиты по­крытий. Цокольные панели выполняются из керамзито-бетона повышенной прочности. Панели подземной части толщиной 220 мм формуются из конструк­тивного бетона и рассчитаны на восприятие дав­ления грунта.

Лестничные клетки или открытые лестницы располагаются в ячее сетки колонн 6 X 3 м. Гну­тые лестничные марши номинальным пролетом 6 м, параллельные плитам, опираются в плоскости междуэтажных перекрытий на полки основных, а между ними — на полки дополнительных ригелей каркаса. При местном изменении направления ри­гелей лестничные марши могут располагаться и перпендикулярно плитам перекрытия. Для высоты этажей 3, 3 и 3, 6 м лестницы двух-маршевые, при 4, 2 м — трехмаршевые с поэтаж­ными выходами в противоположных концах лест­ничной клетки. Цокольные и подвальные лестнич­ные марши выполняются в форме основных маршей с вкладышами. Подвальный лестнич­ный марш может быть набран и из отдельных ступеней, заделанных в кирпичные стены. Доборная полуплощадка верхнего этажа опирается на марш и стены лестничной клетки приваренными к ней крепежными элементами.

Конструкции лифтовых шахт, не совмещенных со стенками жесткости, должны быть отделены от каркаса и перекрытий швом шириной не менее

20 мм. Участки перекрытий, примыкающие к лифтовым шахтам, выполняются «по месту» из сборного или монолитного железобетона.