Проектирование сталежелезобетонных несущих конструкций для зданий многоэтажных каркасных автостоянок

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ЗДАНИЙ МНОГОЭТАЖНЫХ КАРКАСНЫХ АВТОСТОЯНОК

Сталежелезобетонные конструкции - это конструкции, в которых совместно работают железобетонная и металлическая составляющие комплексной конструкции. Примером таких конструкций могут служить: сталежелезобетонная плита - монолитная железобетонная плита с листовой арматурой из стального профилированного листа, и сталежелезобетонная колонна - монолитная железобетонная колонна в стальной трубе (трубобетон).

Разработкой сталежелезобетонных конструкций занимались конструкторы и железобетонных, и металлических конструкций.

Железобетонные конструкции с листовой арматурой рассчитываются и конструируются по принципу проектирования железобетонных конструкций. Отличительной особенностью таких конструкций является необходимость обеспечения прочной и достаточно жесткой связи между листовой арматурой и бетоном. Наиболее эффективными с точки зрения работы материалов являются стержневые анкера, которые могут устанавливаться как наклонно, так и нормально к плоскости листовой арматуры. Стержневые анкера, по сравнению с жесткими упорами, значительно меньше расслаивают бетон и не создают в нем значительных местных концентраций напряжений.

Особенностью работы сталежелезобетонных колонн является существенное повышение расчетного сопротивления бетона конструкции на сжатие R примерно в 1,5...2,0 раза. Кроме того, отмечаются лучшие условия твердения бетона при изоляции его стальной оболочкой от окружающей среды.

Примером применения сталежелезобетонных конструкций для многоэтажных автостоянок может служить система Steelcomp (финская фирма Rannila).

Система Steelcomp - является системой комбинированного каркаса, состоящая из оставляемой стальной опалубки и железобетона. При этом металл опалубки участвует в обеспечении несущей способности конструктивных элементов здания.

Конструктивными элементами каркаса являются: фундамент, колонны, плита перекрытия. Перекрытия решаются в двух вариантах: балочные и безбалочные.

На рисунках 1...7 представлено конструктивное решение балочного перекрытия.

Рис.1. Фрагмент сталежелезобетонного каркаса:

1 - столбчатый монолитный фундамент, 2 - сталежелезобетонная колонна, 3 - монолитное балочное перекрытие, 4 - корытообразная балка, 5 - арматура, 6 - комбинированный лист, 7 - арматура комбинированной плиты

Рис.2. План элементов сталежелезобетонных фундаментов (1), комбинированных балок перекрытия (2) и сталежелезобетонных колонн (3)

Рис.3. Вид элементов сталежелезобетонного каркаса:

1 - фундамент, 2 - колонна, 3 - балки, 4 - плита

Рис.4. Комбинированный лист

Рис.5. Столбчатый монолитный фундамент

Рис.6. Узел комбинированный балочно-плитной конструкции перекрытия:

1 - колонна, 2 - корытообразная балка, 3 - монолитное перекрытие, 4 - арматура 5 мм, 5 - арматурные стержни 10 мм, 6 - вертикальная арматура с резьбовой муфтой, 7 - профилированные листы, 8 - арматура, 9 - крепежный болтовой узел

Рис.7. Узел сопряжения балки и настила

Столбчатый монолитный фундамент выполняется в круглой оставляемой опалубке диаметром 1,5...5 м. У нижней грани фундамента расположены сетки. В тело монолитного фундамента анкеруются выпуски рабочей арматуры колонны.

Колонна представляет собой трубу диаметром до 220 мм с толщиной стенок около 5 мм. В обеспечении несущей способности колонны участвуют сталь трубы, стержневая арматура каркаса, установленного внутри трубы, и монолитный бетон, залитый внутрь трубы.

Сталежелезобетонные балки перекрытия пролетом 6...20 м состоят из корытообразной оставляемой опалубки, в которую помещается арматурный каркас балки. Листовая опалубка крепится к верхним поясам корытообразной опалубки винтами-саморезами. На опорах сталежелезобетонные балки жестко сопрягаются с колоннами: арматурные каркасы колонн пропускаются через балки, для чего в корытообразной опалубке на опорах предусмотрены соответствующие отверстия, балки также армируются непрерывно через колонны. Болты, скрепляющие на монтаже опорную плиты колонны и коротыобразную опалубку балки, заводятся в перекрытие, и после укладки и твердения бетона выступают в качестве дополнительной арматуры стыка. Корытообразный профиль изготавливается из рифленного листа толщиной 4...6 мм. В зависимости от длины и числа пролетов, приложенной нагрузки профиль имеет ширину 200…800 мм и высоту 160...400 мм. Сцепление бетона с оставляемой опалубкой, обеспечивающее ее вовлечение в обеспечение несущей способности балок перекрытия, достигается исключительно за счет рифления внутренней поверхности корытообразной опалубки.

Оставляемая листовая металлическая опалубка плиты перекрытия имеет специально подобранный профиль, позволяющий обеспечить эффективное сцепление листа с бетоном и использование его в качестве рабочей арматуры. Так как рассматриваемое перекрытие является вариантом монолитного балочного перекрытия, и расчетная схема плиты перекрытия - многопролетная статически неопределимая балка, то листовая арматура включается в работу только в пролетах. На опорах должна устанавливаться рабочая арматура в виде сеток. Листовая металлическая опалубка имеет толщину 0,7...1,1 мм. Пролет плиты - 3...9 м. В зависимости от пролета, нагрузки, толщины используемого листа и класса бетона высота плиты перекрытия составляет 140...200 мм, расход арматуры 5...11 кг/м.