Фундамент под рамный каркас

Рамный каркас стального здания

Рамная каркасная система — это удобная конструкция, состоящая из металлических балок, а также колонн и ригеля. Все это между собой крепится и создает рамную конструкцию. Крепеж в соединительных частях рамы осуществляется за счет соединительных болтов. Прибегая к полному усилению все детали удобно соединяются между собой. Вместо крепительных компонентов могут послужить высокопрочные болты, а также использование сварочного аппарата. Согласно новой систематизации происходит модернизирование и увеличение устойчивости конструкций.

Предназначение рамного каркаса

Система рамного каркаса обычно предназначается для построения любых жилых зданий, а также некоторых промышленных складов, сооружений, производственных помещений, и так далее. При помощи металлического каркаса можно будет соорудить здание высотой в 12 этажей. В дальнейшем осуществляется в виде сборных монолитных железобетонных конструкций. Колонны, а также ригеля в данном случае могут быть исполнены в виде сборной железобетнной конструкции. Для перекрывания применяются основные железобетонные сборные плиты с внутренним пространством.

Диафрагма жесткости обычно исполняются в монолитном варианте. Но совместно с ними иногда используют сборные железобетонные плиты. В виде наружной, а также внутренней стены обычно можно использовать небольшие материалы, возможно, применение крупных элементов.

Преимущества построения

Система всей конструкции рамного сооружения обычно предназначается для построения при хороших условиях, а также при условиях увеличенной сейсмичности площадки под строительство. Увеличение эффективной работы данных задач зачастую зависит от решений, связанных проектированием и построением жилых зданий, а также всевозможных общественных строений используемых конструкций, где также в наличии имеются основные технологические структуры производства строительного материала. Но данный проект наделен еще множеством разных преимуществ.

В области повышенной опасности рамный каркас был прекрасно оценен со стороны оптимальной затраты на покупке строительных товаров, а также при обеспечении строительства с основными и значительно приемлемыми показателями качества всей систематизации. Но все же, исполнение нормативного требования по полному обеспечению конструкционной надежности данной системы с использованием сборно-монолитных материалов популярных моделей ИИС- 04, 1020.1 — 2с сопрягается с дополнительными сложностями:

• Применение основного числа предметов, которые наделены опалубочной формой, а также некоторыми конструктивными компонентами.
• При установке появляется необходимость вмонтировать железобетонную перемычку над несколькими проемами во внутренних, а также наружных стенках строения.
• Использования предварительного усиления при создании ригеля.

В данном случае вполне сложной считается определенная технология по процессу бетонирования, в том числе и прогревания монолитной опорной части ригеля в один из построечных условий при пониженной температуре.

Согласно с этим, проектировщики Кузбасса предложили лучшие предложения по техническому решению, где были модернизированы имеющиеся конструкции на основном конструкционном строении. На основании сборно-монолитного металлического каркаса, была полностью сформулирована концепционные проекции совершенно новейшей систематизации рамного построения. Именно данный вопрос в последнее время очень часто обсуждалась в правительстве, а также по поводу этого были посвящены очередные публикации СМИ.

К основным рамносвязевым конструкциям относятся все строительные системы, где использована несущая система жесткости в одностороннем расположении. Данные направления могут обеспечиваться жесткими рамными сооружениями, а также в другом варианте соединяться — диафрагмой жесткости. В данном случае (важнейшего направления) могут решиться все аналогичные конструкции вместе с рамными систематизациями, а общая жесткость построения в перпендикулярном направлении, согласно плоскостям рамы, может быть обеспечено диафрагмами вертикального расположения. Рамные варианты систем наделены высочайшим качеством по сравнению со связевыми конструкциями в целом.

Монтаж каркаса

Примером для формулировки конструкционных схем построения с рамными каркасами. В продольном построении трехэтажного здания связываются при помощи регелей, в результате образуют рамы с жесткими соединениями. В поперечном же образуются связевые плитки, облегченные для установки.

Практически все перекрытия могут собираться из заранее напряженной много пустотной плиты, изготовленной из облегченного бетонного материала, толщина, которой составляет всего 22 сантиметров. Чтобы полностью обеспечить жесткостью строения в любом поперечном расположении в торцовой части могут быть вмонтированы диафрагмы жесткости вертикального направления. Практически все соединительные детали могут быть исполнены при помощи сварочного аппарата, где все арматурные выпуски свариваются между собой.

К рамным каркасным конструкциям также обычно относятся каркасы, где использованы направления в качестве рамообразных сооружений, которые также способны устроить диафрагму жесткости. Все это в основном участвует в важнейшем восприятии нагрузок горизонтально расположения, и способны обеспечить полную устойчивость. В подобных систематизациях основным назначением рамного каркаса может стать полное снижение изгибов при перегружении элементной системы вертикального направления.

Любые рамные систематизации могут в дальнейшем дополнены стальными конструкциями, этим образуют систему с жесткими подключениями, которые частенько увеличивают общую жесткость систематизации в целом. К этому варианту рам можно отнести и системы, наделенные специальными поясами для жесткости.

Источник

Wiki ЖБК

Материалы для проектирования железобетонных конструкций

Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Боковая панель

Проектное бюро Фордевинд:

Сайты схожей тематики:

Содержание

Конструктивная схема здания

Ханджи В.В. Расчет многоэтажных зданий со связевым каркасом. 1977 г. Глава 4 «Общая устойчивость зданий и влияние деформаций на усилия в пилонах»

Рамный каркас

В рамном каркасе основные несущие функции выполняет система колонн и ригелей, расположенных в двух направлениях. Ригели жестко соединены с колоннами и образуют пространственную систему, состоящую из плоских рам.

Рамы 1) воспринимают всю совокупность действующих на здание вертикальных и горизонтальных нагрузок и передают их фундаментам.

Усилия в плоскости дисков перекрытий возникают только при необходимости перераспределения горизонтальных нагрузок между разножесткими рамами. В нормально закомпонованных зданиях усилия невелики и свободно воспринимаются дисками перекрытий.

В монолитных 2) железобетонных конструкциях жесткое соединение ригелей с колоннами дает некую экономию материалов.

Связевый каркас

В связевом каркасе основные несущие конструкции образуются системой колонн, горизонтальных дисков – перекрытий и вертикальных элементов – диафрагм (пилонов).

Роль перекрытий в системе несущих конструкций значительно возрастает. Помимо основной работы на вертикальные нагрузки перекрытия воспринимают действующие на здание горизонтальные силы и передают их диафрагмам, перераспределяют усилия между диафрагмами в зонах изменения их схемы и соотношения жесткостей, участвуют в совместной работе надземной части здания с фундаментами. При больших расстояниях между диафрагмами или между крайними диафрагмами и торцами здания усилия в плоскости перекрытий могут быть довольно большими.

Характерная особенность связевого каркаса – узлы соединения ригелей с колоннами. С точки зрения статической схемы эти узлы могли бы быть шарнирными.

Диафрагмы

Диафрагмы воспринимают часть вертикальных и все горизонтальные нагрузки, действующие на здание, и передают их фундаментам. Обеспечивают общую устойчивость здания, а их жесткость определяет значение перемещений несущих конструкций и здания в целом.

По статической схеме диафрагмы представляются в виде консольных элементов, защемленных в фундаментах. Иногда 3) , чтобы увеличить жесткость и общую устойчивость здания, пилоны объединяют связями в одном или нескольких уровнях по высоте здания. Эти связи выполняют в виде монолитных железобетонных балок или стальных ферм высотой в один этаж. При таком объединении совокупность диафрагм образует пространственную рамную систему.

Смешанный каркас

Смешанной называют схему, основанную на использовании рамных конструкций в одном направлении (обычно поперечном) и передаче горизонтальных нагрузок другого направления на связи. Эта схема распространена в промышленном строительстве (к монолиту не применима).

Рамно-связевый каркас

Рамно-связевая система каркаса основана на сочетании рамных конструкций с диафрагмами.

Опыт проектирования зданий такой системы показывает, что системы диафрагм воспринимают 85-95% горизонтальных нагрузок и при небольшом усилении могут принять на себя все горизонтальные силы.

Применение рамно-связанных систем наиболее целесообразно при использования в несущих конструкциях стали и монолитного железобетона, и как следствие образования жестких узлов без дополнительных затрат труда.

Примечание: Предлагаемый в книге Ханджи метод расчета ориентирован на многоэтажные здания со связевым каркасом. Несмотря на это он может быть использован и при расчете рамно-связевых систем. для этого следует либо в запас прочности не учитывать работу рам и все горизонтальные нагрузки воспринимать пилонами, либо имитировать рамы пилонами эквивалентной жесткости.

Компоновка каркаса здания

Размещение диафрагм

Выбор решения возникающих при этом противоречий (с архитектурными решениями) обусловлен высотой проектируемого здания.

Низкие каркасные здания – высота до 30…40 м

Положение диафрагм может быть подчинено оптимальному архитектурно-планировочному решению. Совокупность диафрагм должна обеспечить прочность, жесткость и общую устойчивость здания, однако схема их размещения может быть произвольной.

Допустимо перемещение диафрагм по высоте с одних осей на другие при обеспечении конструктивных мероприятий по передаче возникающих при этом усилий.

Усложнение конструкции и увеличение расхода материалов, вызванное произвольным размещением диафрагм, в невысоких зданиях полностью окупается улучшением планировки.

Средние каркасные здания – высота 35…75 м

В этой группе зданий следует стремиться к оптимальному размещению диафрагм, однако здесь возможно некоторое небольшое отступление, если это существенно улучшает планировку.

Высокие каркасные здания – высота более 70-80 м (высотные здания)

Положение диафрагм должно соответствовать излагаемым ниже требованиям (правилам) к их размерам и размещению в плане и должно быть оптимальным.

Отступления 4) от этих требований значительно усложняют конструкции и ухудшают их работу. В связи с этим при компоновке высотных зданий первенство должно быть отдано размещению диафрагм, даже если при этом архитектурно-планировочному решению наносится некоторый ущерб.

Правила компоновки системы диафрагм

Система пилонов и архитектурно-планировочное решение здания должны быть максимально взаимоувязаны. В процессе увязки приоритет определяется в зависимости от высоты здания.

При компоновке высоких (более 70-80 м) и средних зданий (35-75 м) по высоте зданий следует стремиться к минимальному числу диафрагм. Необходимая прочность и жесткость здания легче достигается увеличением размера диафрагм, а не их числа. Увеличивать количество пилонов по сравнению с минимально необходимым целесообразно только в зданиях с протяженным планом, когда лимитирующим параметром оказываются расстояния между пилонами.

Минимально необходимой и достаточной для обеспечения геометрической неизменяемости здания (согласно правила прикрепления твердых тел и систем) является система диафрагм, в состав которой входит не менее трех стен, плоскости которых не пересекаются на одной прямой и не параллельны.

Геометрически неизменяемая система

Мгновенно изменяемая система

(могут возникать усилия теоретически бесконечно большие или неопределенные)

Оптимальна такая компоновка здания, при которой центр массы и центр изгиба здания совпадают в плане и через эту же точку проходят равнодействующие ветровых нагрузок. Следует стремиться к тому, чтобы расстояние между центром массы и центром изгиба было минимальным.

Размеры поперечных сечений пилонов, не имеющих развитых фибр, следует назначать не менее 1/6…1/8 высоты надземной части здания.

В зданиях с протяженным планом расстояния между параллельными стенами пилонов следует принимать не более 30 м, расстояние от стены крайнего пилона до крайней оси – не более 12 м. При этом увеличивается количество диафрагм – лимитирующим является параметр расстояния между диафрагмами.

Источник

Рамно-связевый каркас стального здания: особенности проектирования и строительства

Каркас — это система, состоящая из нескольких стержней, расположенных в вертикальном положении (колонн), а также горизонтальных балок, называющихся ригелями. Между собой вся конструкция объединена при помощи жестких дисков перекрытий, в том числе системой связующих элементов. Основной особенностью всех каркасных конструкций при планировке основных идей, связанные с расставлением различных колонн, которые имеют более укрупненные расстояния между продольной, а также поперечной направленности конструкций. Эта же конструкция разделяется на несущие и ограждающие виды сооружений.

Типы креплений и соединений

Несущим — называются колонны, ригели, а также диски для перекрывания. Именно данный компонент принимает все необходимые нагрузки. А при построении наружных стен используются ограждающие конструкции, которые предназначены для восприятия только в виде собственной весовой категории. Благодаря этому появляется потребность использовать прочнейшие, в том числе жесткие виды строительных материалов. Частенько используются в качестве несущих каркасных компонентов, и для установления тепло-звукоизоляции. При этом используются лучшие материалы в качестве ограждающих средств. Применение высококачественных материалов позволяет максимально добиться уменьшения общего веса строящегося построения. Именно данное построение положительно сказывается на различных статических конструкционных свойствах будущего здания.

Каркасные конструкции обычно используются в построении общественных, а также жилых построений. В последнее время они популярны при строении многоэтажных домов. В построениях, где использовались полые каркасные сооружения, то в качестве несущего остова идут колонны и ригели. Они же играют главную роль поперечных балок, которые служат в качестве подпорки. Колонны и ригеля между собой крепятся и создают образ рамы, способные нести нагрузку со всех сторон.

Стены, как важная часть конструкции

Основную роль всех ограждающих компонентов исполняют только наружные стены. В этом случае стены любого построения выполняются в виде навесных, но или самонесущих вариантов. Ненесущие варианты некоторых навесных стен, идущих в качестве обычных навесных панелей, крепятся к наружной части каркасной колонны.

Самонесущие варианты стен строятся на готовый фундамент, или же опираются на балки фундамента. Данные стены крепятся к основным каркасным колоннам. В некоторых жилых домах стены обычно делают в виде несущих, а каркасные колонны расположены во внутренней части здания. А ригеля устанавливаются промеж колонн, иногда используют технологию, где они же монтируются между наружными стенами и основными колоннами. Но такая система используется только в ограниченном количестве.

Характерные статические работы

Согласно статической работе все каркасные основания жилого строения распределяется:

1. Рамные, идущие с жесткими соединяющими компонентами колонн, ригеля. Данный каркас предназначен для соединения вертикальных, а также горизонтальных нагрузок.
2. Рамно-связевые, это устройства, оснащенные жесткими соединительными деталями в основных узлах колонн совместно с ригелями, расположенных в одной направленности согласно планировке всего здания, а также вертикальными связями, находящихся в параллельном направлении. В данном каркасном сооружении в виде связующих идут стержневые компоненты, возможны и стеновые диафрагмы, необходимые для соединения соседних колонных рядов. Все сторонние нагружения используются в виде рамных каркасных сооружений, а также пилонов вертикального положения расположенных по жестким связующим компонентам.
3. Связевые, обычно отличимы своей простотой конструкции соединительных частей колонн с ригелью, позволяющее закрепление в виде подвижного типа.
4. Каркасные конструкции, в том числе колонны и ригеля, могут понести только вертикальные нагрузки. А горизонтальные нагружения, способны передаваться по состоянию жесткости, где очень часто используются ядра жесткости, элементы стержней, а также пилоны вертикального положения.

Компоненты, необходимые для обеспечения жесткости каркасных построений:

1. стеновая конструкция жесткости;
2. ригеля;
3. распорочные панели;
4. колонны.

Рамные конструктивные системы

Рамные конструктивные системы при построении каркасных сооружений наделены невероятно увеличенной жесткостью, а также устойчивостью. За счет чего образуется максимальная свобода по планировке некоторых строительных идей. Подобная разработка, состоящая из специального железобетонного каркаса совместно со стальными видами, используется при различных условиях.

При разработке рамных каркасов из основного сборного железобетонного материала используется специальный надрез несущих компонентов (обычно рассматриваются Г-, Т-, Н-образные компоненты). Они же позволяют переносить все имеющиеся узловые соединительные элементы в более напряженные части, где обычно идут нулевые сгибающие моменты, зависящие от вертикальных нагружений.

Рамно-связевая

Рамносвязевые систематизации готовы обеспечить жесткость на определенном пространстве, идет все это за счет совмещения поперечных рам, жестких диафрагм вертикального положения, которые непосредственно выполняют основную функциональную работу горизонтальных дисков.

При результате исследовательских работ было доказано, что именно рамносвязевая систематизация может удовлетворить всю обусловленность минимального расходования строительных материалов при строении несущих вертикальных сооружений, и только при нулевой жесткости всех поперечных рам. То есть в данном случае основная система может превратиться в связевой.

Связевая конструкция

Связевые системные конструкции практически все вертикальные нагружения передают на основные стержневые компоненты каркаса, а при горизонтальном строении все усилия воспринимаются в виде жестких вертикальных связевых компонентов. Они же совмещаются при помощи перекрывочных дисков. В указанных каркасных конструкциях полностью ограничены прочность, и даже жесткость всех стыковочных участков между ригелей и колонн.

Источник