Главная / РАСК / Рамно-связевой каркас (РАСК)

Рамно-связевой каркас (РАСК)

А. П. Перфильев, ген. директор
(НПО «ТехноПрогресс», Новокузнецк),
А. В. Побожий, гл. конструктор, Почетный строитель России
(ОАО «Углестринпроект», Новокузнецк),
Я. М. Эльм урзаев, Т. В. Морозова, аспиранты
(ЦНИИП градостроительства РААСН, Москва)
RASK

 

Домостроительная система РАСК —модернизация и повышение сейсмостойкости конструкций рамно-связевого каркаса 

 Конструктивная система РАСК (рамно-связевой каркас) предназначена для строительства каркасных жилых, общественных и производственных многоэтажных зданий высотой до 12 этажей и выполняется из сборно-монолитных железобетонных конструкций.

Колонны и ригели выполняются сборными железобетонными. Для перекрытий используются типовые сборные железобетонные пустотные плиты.

Диафрагмы жесткости могут выполняться как монолитными, так и сборными железобетонными. В качестве наружных и внутренних стен используются мелкоштучные материалы или крупноразмерные элементы.

Конструктивная система РАСК предназначена для строительства, как в обычных условиях, так и в условиях повышенной сейсмичности площадок строительства.

Ключевые слова: домостроительная система, конструктивная система, многоэтажные здания, рамно-связевой каркас, сейсмостойкость конструкций.

Повышение эффективности проектных решений при проектировании и строительстве жилых и общественных зданий напрямую связано с применяемой конструктивной системой, наличием технологической базы производства строительных материалов, другими региональными особенностями. В районах повышенной сейсмической опасности (Кузбасс, Алтай и др.) рамно-связевой каркас прекрасно зарекомендовал себя с точки зрения оптимизации затрат на его строительство при обеспечении приемлемых показателей надежности системы в целом. Тем не менее, выполнение нормативных требований по обеспечению конструктивной надежности (механической безопасности) сборно-монолитного рамно-связевого каркаса известных серий ИИС -04, 1020.1-2с сопряжено со следующими дополнительными трудностями: использование значительного числа опалубочных форм для изготовления конструктивных элементов; необходимостью установки железобетонных перемычек над проемами в наружных и внутренних стенах зданий;— применение предварительного напряжения при изготовлении ригелей. Достаточно сложной является технология бетонирования и прогрева монолитных опорных участков ригелей в построечных условиях при отрицательных температурах. В связи с этим, проектировщиками Кузбасса предложены технические решения по модернизации существующих конструкций на основе сборно-монолитного каркаса, в результате чего сформирована концепция создания новой домостроительной системы РАСК , обсуждению которой посвящена настоящая публикация.

рис 1

Рис.1. Общий вид здания - сборно-монолитной
каркасной системы РАСК

Описание конструктивной системы РАСК

Домостроительная система PACK представляет собой рамно-связевой каркас, предназначенный для применения в качестве несущей основы при возведении жилых и общественных многоэтажных зданий и сооружений. Объемно-планировочные решения зданий системы РАСК формируются на основе типовых элементов при высоте этажа 3,0 м, шаге колонн 3,0 м и 6,0 м. Высота и шаг колонн может быть увеличен или уменьшен в зависимости от требований планировочных решений. Несущий каркас формируется из сборно-монолитных железобетонных конструкций, которые включает: колонны, ригели, диафрагмы жесткости, плиты перекрытий, монолитные пояса и участки. Конструктивная схема каркаса — рамно-связевая, предусматривает устройство рам в продольном направлении и диафрагм жесткости в поперечном направлении. Для повышения жесткости в продольном направлении дополнительно устанавливаются сборные железобетонные диафрагмы жесткости в составе продольных рам. Сборно-монолитные железобетонные перекрытия образуют жесткие диски, обеспечивающие передачу и распределение ветровых и сейсмических нагрузок на рамы и диафрагмы жесткости. Общий вид конструктивной схемы здания на основе домостроительной системы РАСК с кирпичным заполнением наружных и внутренних стен показан на рис.1. Фундамент под здание может быть свайным или на естественном основании. Ростверки свайных фундаментов проектируются стаканного типа. Плитная часть ростверка для перераспределения горизонтальных усилий объединена распорками в продольном и поперечном направлениях. Подколонник и ростверков приняты сечением 1,0.1,0 м, высотой 1,0 м. Глубина стакана обеспечивает заделку колонн каркаса на глубину 0,6 м. Наружные стены подвала выполняются из блоков ФБС толщиной 40 см. По верху сборных блоков предусмотрено устройство монолитного железобетонного пояса. Стены подвала под диафрагмами жесткости выполняются монолитными. Конструктивное решение нулевого цикла представлено на рис.2. Колонны выполняются сборными железобетонными сечением 40.40 см. Разрезка колонн по высоте принята укрупненной (до 3‑х этажей). Стык колонн осуществляется сваркой закладных деталей с использованием соединительных стержней. Диафрагмы жесткости в продольном направлении выполняются сборными железобетонными с проемами толщиной 40 см, в поперечном направлении — монолитными сплошными толщиной 20 см. Соединение диафрагм жесткости с колоннами осуществляется приваркой к закладным деталям колонн, с перекрытиями — замоноличиванием в монолитные участки перекрытий.

рис 2 рис3

Рис.2. Устройство фундаментов:

1 – монолитный ленточный ростверк;

2 – монолитные подколонники;

3 – сборные блоки стен подвала.

 Рис.3.
Устройство колонн и диафрагм жесткости:

1 – монолитный пояс
(выполняется после монтажа колонн);
2 – монолитные диафрагмы жесткости;
3 – колонны каркаса.

рис 4

рис 5

Рис.4. Устройство конструкций перекрытий:

1 – продольные балки;
2 – поперечные балки;
3 – пустотные плиты перекрытия.

Рис.5.
Устройство кирпичного заполнения наружных
и внутренних стен:

1 – кирпичное заполнение.

6

Рис.6. Деталь сопряжения ригеля с колонной:
а – для РАСК;
б – по серии 1.020.1-2с/89.

рис 7

Рис.7. Деталь опирания плиты перекрытия на крайний ригель:
а – для РАСК;
б – по серии 1.020.1-2с/89.

рис 8

Рис.8. Деталь опирания плиты перекрытия на средний ригель:
а – для РАСК;
б – по серии 1.020.1-2с/89.

Схема установки колонн, устройство конструкций перекрытий и кирпичного заполнения показана на рис.3‑5.Наружные ригели имеют сечение 40.40 см и устанавливаются в наружных продольных рамах и по торцам здания. Во внутренних рамах используются ригели сечением 40.60 (h) см. Опирание ригелей осуществляется на консоли колонн и показано на рис.6. Соединение колонны с ригелями принято жесткое, что обеспечивается сваркой закладных и монтажных деталей. Перекрытия запроектированы сборно-монолитными с использованием типовых пустотных плит длиной 6,0 м, толщиной 220 мм по серии 1.141.1-19с / 85.2. Плиты перекрытия опираются на ригели поэтажно. Для обеспечения жесткости диска перекрытий в продольном и поперечном направлениях устраиваются монолитные участки и поясапо осям колонн, одновременно выполняющие функции распорок в поперечном направлении. Соединение плит перекрытий с ригелями осуществляется соединением арматурных выпусков плит и ригелей с последующей заделкой их в монолитные пояса и показано на рис.7, 8.Несущие элементы каркаса (колонны, ригели, диафрагмы жесткости и др.) запроектированы из бетона класса В25. Армирование предусматривается пространственными и плоскими каркасами из арматуры класса А400с. Лестницы выполняются с использованием типовых железобетонных марш-площадок по серии 1.050. Марш-площадки опираются в уровне перекрытий на продольные ригели, на промежуточных отметках на сборные железобетонные П-образные рамы, устанавливаемые на ригели каркаса. Крепление марш-площадок к конструкциям каркаса осуществляется сваркой закладных деталей. Лифтовые шахты выполняются из сборных железобетонных элементов толщиной 120 мм с поэтажным опиранием на перекрытия. Между верхом лифтовых шахт и низом перекрытий устраивается антисейсмический шов, что исключает их влияние на жесткость каркаса. Наружные стены выполняютсяв виде кирпичного заполнения толщиной 380 мм, внутренние ненесущие стены предусматриваются из кирпичной кладки толщиной 250 мм. Участки стен под консолями колонн выполняются толщиной 380 мм, что исключает выступ консолей из плоскости стены. Кирпичная кладка стен выполняется из кирпича марки Ml00 на растворе М75. Кирпичная кладка по сопротивляемости сейсмическим воздействиям принята II категории (временное сопротивление по неперевязанным швам — 180 кПа >Rр > 120 кПа). Стены усиливаются установкой жестких вертикальных элементов в виде металлических фахверковых стоек и армируются горизонтальными сетками через 5 рядов кладки, связанными со стойками.

Отличительные особенности домостроительной системы PACK

По мнению авторов, отличительными особенностями конструктивной системы PACK, обеспечивающими ее эффективность при проектировании и строительстве жилых и общественных зданий, являются:

1. Простая форма конструктивных элементов — колонн, ригелей и др., принятых прямоугольного и квадратного сечения, что позволяет:

— использовать минимальное количество унифицированных опалубочных форм при изготовлении конструкций; — обеспечить технологичность устройства кирпичного заполнения, исключив выступ колонн и ригелей за плоскость стен, так как геометрические параметры железобетонных элементов приняты кратными размерам стандартного кирпича; — исключить установку железо-бетонных перемычек над проемами в наружных и внутренних стенах, так как низ ригеля наружных рам соответствует верху оконного проема, а низ ригеля внутренних рам — верху дверного проема.

2. Принятые соотношения длины ригелей и высоты их сечений обеспечивают требуемую жесткость ригелей регулируя уровень трещиностойкости (допустимый прогиб), что позволяет не применять предварительное напряжение арматуры при изготовлении конструкций, существенно упрощает технологическую оснастку и трудоемкость их изготовления.

3. Повышение жесткости диска перекрытий за счет устройства монолитных участков и поясов по осям колонн в продольном и поперечном направлениях улучшает пространственную работу конструкций каркаса.

4. Предложенные решения железобетонных элементов и узлов их сопряжений обеспечивают необходимую надежность их работы при передаче вертикальной нагрузки.

Заключение

В работе для обсуждения и дискуссии предложена домостроительная технология РАСК на основе рамно-связевого каркаса, которая имеет существенные отличия конструкций несущих элементов и, как следствие, узлов их соединений. Предложенные технические решения созданы в процессе модернизации действующих типовых серий на основе ИИС -04, 1020.1-2с и могут применяться при строительстве жилых и общественных многоэтажных зданий, как в обычных условиях, так и в районах повышенной сейсмической опасности. На основе предложенных технических решений могут формироваться типовые проекты.

 

 

Статья в Научно-техническом журнале «Природные и техногенные риски» страница 52

http://ntctehnoprogress.oml.ru/d/789908/d/ptrbs_2012_02.pdf