Общие принципы конструктивных решений и технико-экономические показатели

Анализируя приведенные сопряжения элементов, можно коротко сформулировать принципы и особенности конструктивного решения узлов и стыков крупнопанельного здания с напрягаемой связевой арматурой и шпоночным соединением элементов.

1. Количество арматурных выпусков стеновых панелей минимально. При возникновении сил распора связь между панелями осуществляется введением в стыки горизонтальной и вертикальной напрягаемой арматуры. Сдвигающие усилия между элементами воспринимаются шпоночными соединениями.

Стеновые панели в нижнем и верхнем торцах имеют армированные выступы — шпонки, которые при монтаже входят в соответствующие пазы плит перекрытия и замоноличиваются. Эти шпонки воспринимают сдвигающие усилия в горизонтальных стыках. Боковые грани панелей стен тоже имеют шпонки, обеспечивающие восприятие сдвигающих усилий в вертикальных стыках.

Плиты перекрытия соединяются со стеновыми панелями шпонками,, а между собой — железобетонными шпонками типа «ласточкин хвост», которые воспринимают сдвигающие и растягивающие усилия в плоскости плит перекрытия. Внутренние стеновые панели по нижним и верхним опорным граням также имеют армированные шпонки, которые входят в пазы перекрытия и воспринимают сдвигающие усилия в горизонтальных стыках продольных и поперечных стен. Связь между наружными стеновыми панелями вдоль здания осуществляется горизонтальной связевой напрягаемой арматурой, укладываемой в борозды плит перекрытия.

Таким образом, горизонтальная связевая арматура не только воспринимает усилия распора между стеновыми панелями при сдвиге по вертикальным стыкам, но и способствует поэтажному объединению панелей перекрытия в единый жесткий диск-диафрагму.

Горизонтальная напрягаемая связевая арматура охватывает весь контур наружных стен и по возможности размещается в их плоскости. Если архитектурно-планировочное решение не позволяет это сделать (при изломе осей наружных стен), то арматура без ущерба для несущей способности здания может быть вынесена за пределы плоскости стен и уложена в соответствующие борозды в плитах перекрытия. В этом случае она также объединяет их в единый диск-диафрагму, связывающую через шпоночные соединения наружные и внутренние панели, не ограничивает свободу архитектурно-планировочных решений. Анкеровка горизонтальной напрягаемой арматуры производится к закладным деталям в плитах перекрытия, т. е. натяжение осуществляется «на упоры».

2. Растягивающие усилия от сил распора при сдвиге по горизонтальным стыкам и воздействия изгибающих моментов, возникающих при горизонтальной ветровой и сейсмической нагрузках, воспринимаются вертикальной напрягаемой связевой арматурой, укладываемой в замкнутые колодцы вертикальных стыков, образующиеся в результате соединения внутренних стеновых панелей с наружными. При этом рифленый торец внутренней стеновой панели с арматурными петлями заводится между стеновыми панелями и напрягаемая вертикальная связевая арматура охватывается приваренными к петлям коротышами или самими петлями.

После окончания монтажа здания и натяжения вертикальной арматуры полости в стыках замоноличиваются бетоном.

Вертикальные стыки внутренних стен замоноличиваются поэтажно с установкой опалубки или безопалубочным способом (в зависимости от типа сопряжения).

Когда панели внутренних стен не имеют проемов, рекомендуется всю рабочую вертикальную арматуру вынести в стыки, что упрощает технологию изготовления и монтажа элементов.

3. Все вертикальные сопряжения выполняются таким образом, чтобы по возможности обеспечивалось безопалубочное замоноличивание полостей механизированным способом.

4. Все шпоночные соединения выполняются с допусками, обеспечивающими монтаж элементов без дополнительной пригонки или обработки. Исходя из соблюдения технологических требований, класса точности изготовления форм и монтажа допуски при проектировании стыков ограничиваются с учетом того, что возникающие при монтаже люфты и зазоры полностью ликвидируются при их замоноличивании.

5. В разработанной конструкции крупнопанельного здания с непрерывной напрягаемой связевой арматурой и шпоночным соединением элементов трудоемкие многооперационные дискретные процессы стыковки элементов, поэтажного замоноличивания стыков и их бетонирования заменены непрерывными технологическими процессами, легко поддающимися механизации. Панели одни с другими объединяются шпонками и обжатием напрягаемой связевой арматуры на всю длину, ширину и высоту здания. Вертикальные стыки заполняются бетонной смесью с помощью бетононасоса заливкой на всю высоту здания. Таковы основные принципы конструирования сейсмостойкого крупнопанельного здания с напрягаемой арматурой и шпоночным соединением элементов с учетом их изготовления и монтажа.

Анализ традиционных и новых конструктивных решений показывает, что крупнопанельное здание с напрягаемой связевой арматурой и шпоночным соединением элементов отвечает всем требованиям АКТС. Анализ конструктивных и технологических принципов, реализованных в здании, свидетельствует об их оптимальности.

Для комплексного определения индустриальное и экономичности основных монтажных стыков было выполнено их сравнение в рабочих чертежах типовых проектов серии 127 в традиционном исполнении и такого же проекта, переработанного в варианте с напрягаемой арматурой и шпоночным соединением элементов (серии 127 УАС).

Для определения расхода металла в расчете учтены соединительные элементы, закладные детали и выпуски арматуры, заложенные в железобетонные конструкции заводского изготовления (табл. 2). Были определены затраты на материалы, необходимая заработная плата и трудоемкость выполнения всех операций при омоноличивании стыков (табл. 3).

Технико-экономические показатели приведенных выше пяти основных узлов определены в соответствии с рабочими чертежами действующих типовых проектов и предлагаемых проектных решений, а также на основании рекомендаций СН 545-82 «Инструкции по технико-экономической оценке типовых и экспериментальных проектов жилых домов и общественных зданий и сооружений». При этом трудовые затраты и заработная плата рабочих для выполнения основных сравниваемых операций определены по действующим сборникам ЕНиР — «Единых норм и расценок на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы».

Принимая во внимание, что действующие нормы времени и расценки на заливку бетона учитывают установку и снятие опалубки, расценки для тех случаев, при которых его установка не требуется, выведены специально. Это осуществлено изъятием из этой нормы установки и снятия опалубки. В табл. 4 сопоставлены общие трудозатраты на изготовление и возведение девятиэтажного здания серии I-464AC в традиционном и предлагаемом вариантах. Фактические данные определены в процессе опытного строительства в Кутаиси. Следует отметить, что при изготовлении изделий в заводских условиях в зависимости от серии типового проекта достигается экономия трудозатрат от 8 до 13 %.

При анализе стыков традиционных и предлагаемых конструкций крупнопанельных зданий основное внимание уделялось сопоставлению их технологичности, выражаемой трудозатратами на изготовление и монтаж соответствующих конструкций, и конструктивных параметров. Именно, эти качества, положенные в основу принципов разработки проектов зданий с напрягаемой арматурой и шпоночными соединениями, служат основными критериями эффективности здания.

Прямым следствием рационально запроектированной конструкции, в которой по возможности достигается равнопрочность всех однотипных элементов, является снижение ее материалоемкости, поэтому в разработанных конструктивных решениях расход металла оказывается меньшим, чем в традиционных. Поскольку в обоих вариантах конструктивное армирование сборных элементов одинаково, экономия достигается снижением расхода стали на их соединение, заменой рабочей стержневой арматуры высокопрочной канатной. Стыки крупнопанельных зданий для сейсмостойкого строительства — это часто повторяющиеся элементы, имеющие большую удельную металлонасыщенность, поэтому экономия металла на здание в целом оказывается существенной.

Для определения реальной экономии при сопоставлении двух проектных вариантов одной и той же серии необходимо сопоставить полный расход стали. Ввиду того что разница в армировании особенно ощутима в стыках, легко определить экономию стали упрощенным способом — по расходу в стыках.

Располагая этими данными, без промежуточных расчетов можно определить экономию металла в абсолютном исчислении в предлагаемом варианте здания. Также легко можно подсчитать (как с учетом, так и без учета фундаментов) относительную экономию металла на 1 м² приведенной общей площади. Данные переработанных типовых проектов зданий серий 76, 127, 135, I-464AC указывают на то, что экономия металла (относительна контрольных показателей по расходу металла Госгражданстроя Госстроя СССР) для девятиэтажных зданий в районах с сейсмичностью 7 баллов составляет до 35 %_у 8 баллов — 38 %, а относительно переработанных за последнее время проектов — 5—12% в зависимости от серии.

Сведения об авторе и источнике:

Автор: Л. С. Махвиладзе

Источник: Сейсмостойкое крупнопанельное домостроение