Проектирование зданий многоэтажных автостоянок с несущими монолитными железобетонными элементами: колонны, столбчатые фундаменты, плоские перекрытия

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗДАНИЙ МНОГОЭТАЖНЫХ АВТОСТОЯНОК С НЕСУЩИМИ МОНОЛИТНЫМИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ: КОЛОННЫ, СТОЛБЧАТЫЕ ФУНДАМЕНТЫ, ПЛОСКИЕ ПЕРЕКРЫТИЯ

Статический расчет каркасного здания с монолитными железобетонными элементами проводится с использованием стандартных компьютерных программ, в том числе с использованием программного комплекса "Лира".

Можно проводить отдельно расчет поперечной рамы здания и плоской плиты перекрытия. При расчете поперечной рамы плоская плита перекрытия представляется в качестве горизонтального элемента многоэтажной рамы с шириной поперечного сечения, равной шагу рам здания. Расчет плиты перекрытия предпринимается для определения картины распределения изгибающих моментов в плите перекрытия. При этом возникает необходимость согласования результатов расчета рамы и плиты.

Программный комплекс "Лира" позволяет проводить расчет объемных расчетных схем, собранных из отдельных подсхем.

После выполнения статического расчета и определения усилий в несущих конструктивных элементах здания производится собственно расчет монолитных железобетонных конструкций: плиты, колонны, фундамента.

На всех этапах проектирования основных несущих конструкций монолитного каркасного здания с плоским перекрытием (статический расчет, расчет железобетонных конструкций, конструирование железобетонных конструкций) необходимо предварительно назначать, а затем уточнять в процессе расчета и конструирования размеры поперечных сечений и материалы (классы бетона и арматуры) конструктивных элементов здания. Необходимо также при проектировании выбрать размеры блока здания при разбиении его температурно-усадочными швами; конструктивное решение узлов сопряжения, вид армирования для несущих элементов здания.

Наибольшее расстояние в метрах между температурно-усадочными швами, принимаемое без расчета, при соблюдении условия, что расчетная температура наружного воздуха не опускается ниже минус 40 °С, принимается для монолитных сплошных конструкций 40 м внутри отапливаемых зданий и 30 м внутри неотапливаемых зданий.

Колонны в местах сопряжения с плоским перекрытием могут иметь или не иметь капители. Наличие у колонн капителей создает более благоприятные условия для передачи усилий от плиты на колонны. На рисунке 1. приведены схемы армирования капителей различных типов.

Рис.1. Типы консолей монолитного безбалочного перекрытия и схемы их армирования

Дополнительно должны быть соблюдены следующие конструктивные требования. Поперечная арматура в зоне продавливания устанавливается с шагом не более 1/3h и не более 200 мм. Ширина зоны постановки поперечной арматуры должна быть не менее 1,5h (h - толщина плиты). Поперечная арматура здесь сопрягается с продольной путем приварки или охвата. Вне зоны продавливания независимо от высоты сплошных плит поперечную арматуру допускается не устанавливать.

Толщина плиты плоского монолитного перекрытия назначается 200...250 мм.

В специальной литературе приведены рекомендации по назначению размеров сечений монолитных конструкций многоэтажных гражданских зданий. При высоте этажа (Н) 2,8; 3,0; 3,3; 4,2; 4,5 м и сетке колонн до 7,2x7,2 м включительно толщина плоского перекрытия (h) принимается 200; 220; 240 мм. Перекрытие может иметь консольную часть с выносом, считая от крайних осей зданий, до 2,4 м включительно. Размеры поперечного сечения колонн зданий следующие: b=300, 400 мм; h=300, 450 мм.

Плита плоского перекрытия выполняется из тяжелого бетона класса В15, В20, В25.

Подбор продольной арматуры монолитного перекрытия производится по вычисленным в результате статического расчета изгибающим моментам.

Сплошная монолитная плита перекрытия армируется отдельными стержнями или сварными арматурными сетками. Стержни или сетки укладываются у верхней и нижней поверхностей плиты. Для удобства армирования монолитная плита перекрытия при сетке колонн LxL условно разбивается на надколонные (0,3L) и пролетные (0,7b) полосы, в пределах которых по максимальному моменту подбирается продольная арматура.

Для армирования плиты перекрытия используется арматура классов А-III, Вр-I.

Стержневая горячекатаная арматура периодического профиля класса А-III (ГОСТ 5781-82) и проволока холоднотянутая периодического профиля Вр-I (ГОСТ 6727-80) рекомендованы в качестве ненапрягаемой арматуры железобетонных конструкций (СНиП 52-01-2003).

Арматура класса А-III диаметром 6, 8, 10 мм изготавливается в мотках или стержнях. Начиная с диаметра 12 мм - в стержнях. Стержни имеют длину от 6 до 12 м (по согласованию от 5 до 25 м). Поставляются мерной длины.

Пример условного обозначения: А-III-12-ГОСТ 5781-82 (12 - диаметр арматуры в мм).

Холоднотянутая проволока периодического профиля Вр-I изготавливается в мотках массой 500-1500 кг (допускаются мотки массой 20-100 кг). Каждый моток должен состоять из одного отрезка проволоки. Диаметр проволоки 3, 4, 5 мм.

Пример условного обозначения: Проволока 3 Bp-l ГОСТ 6727-80 (3 - диаметр проволоки в мм)

При армировании сплошной монолитной плиты перекрытия возникает необходимость стыковки арматуры.

Стыковка рабочей арматуры внахлестку без сварки, как правило, выполняется вразбежку. При этом площадь сечения рабочих стержней, стыкуемых в одном месте или на расстоянии менее длины перепуска l, должна составлять не более 50% общей площади сечения растянутой арматуры. Стыкование отдельных стержней, сварных сеток без разбежки допускается при конструктивном армировании, а также на тех участках, где арматура используется не более чем на 50%. Смещение стыков - не менее 1,5 l.

Стыки сварных сеток в направлении рабочей арматуры класса А-III выполняются без поперечных стержней в пределах стыка в одной из стыкуемых сеток.

Стыки сварных сеток в нерабочем направлении выполняются в нахлестку с перепуском (считая между крайними рабочими стержнями сетки): на 50 мм - для диаметра распределительной арматуры до 4 мм включительно; на 100 мм - для диаметра распределительной арматуры свыше 4 мм.