Постійні і квазіпостійні значення навантажень при перевірці стійкості будинку до прогресуючого обвалення слід приймати згідно з ДБН В. 1.2-2. При цьому коефіцієнти надійності за навантаженням приймають за одиницю.
Характеристичні значення навантажень і впливів, коефіцієнтів сполучень навантажень приймають згідно з ДБН В.1.2-2, а коефіцієнти надійності за відповідальністю будівель і конструкцій слід приймати згідно з ДБН В.1.2-14.
Порядок застосування постійних і тривалих навантажень визначається графіком виконання робіт або за фактом.
Поряд з контролем міцності бетону по зразках згідно з ДСТУ Б В.2.7-214 та ДСТУ Б В.2.7-224 рекомендується контроль міцності бетону в готовій конструкції проводити з використанням неруйнівних методів відповідно до ДСТУ Б В.2.7-220.
Для монолітних конструкцій використовують арматуру відповідно до ДСТУ 3760 та ГОСТ 6727 з’єднання арматури діаметром більше ніж 20 мм на будівельному майданчику здійснюють, як правило, за допомогою зварного з’єднання в торець (наприклад, С19-Рм або інших згідно з ДСТУ Б В.2.6-169), а також за допомогою гвинтових механічних з'єднань.
Зовнішні стіни будівель, крім інших загальних вимог згідно з чинними будівельними нормами та нормативними документами, повинні:
сприймати значні та змінні по висоті вітрові навантаження, в тому числі їх пульсаційну складову згідно з розділом 9 ДБН В. 1.2-2;
відповідати підвищеним вимогам щодо вогнестійкості зовнішніх огороджувальних конструкцій у висотних будинках;
відповідати вимогам щодо рівня теплового захисту будинків у залежності від їх висоти згідно з чинними будівельними нормами;
мати довговічність теплоізолюючого шару, що дорівнює довговічності огороджувальних конструкцій. В іншому випадку конструкцію зовнішньої огорожі проектують такою, щоб забезпечити проведення ремонту або заміну теплоізолюючого шару.
Значення допустимого шуму, вібрації і звукоізоляції огороджувальних конструкцій і перекриттів у приміщеннях будинку повинні відповідати вимогам чинних будівельних норм та нормативних документів.
РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ЗАСТОСУВАННЯ КОНСТРУКТИВНИХ РІШЕНЬ ДЛЯ МОНОЛІТНИХ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ БУДІВЕЛЬ
Конструктивну систему будівлі призначають такою, щоб забезпечити несучу здатність і стійкість несучих конструкцій та їх елементів під дією розрахункових навантажень та впливів, а також опір прогресуючому обваленню при виникненні надзвичайних ситуацій. Конструктивне рішення включає будівельну та конструктивну системи, а також розрахункову схему.
Конструктивні рішення приймають такими, щоб забезпечити тстрок служби житлових і громадських будівель не менше ніж 100 років, а висотних будівель - не менше ніж 125 років з урахуванням належного обслуговування та можливого відновлення ресурсу будинку за допомогою капітального ремонту, або відповідно терміну, зазначеного в завданні на проектування.
КС будівлі являє собою сукупність взаємопов’язаних несучих конструктивних елементів, що забезпечують її опір навантаженням і впливам, стійкість і необхідний рівень експлуатаційної якості.
КС монолітної залізобетонної будівлі складається з фундаменту, вертикальних несучих елементів (колон, пілонів, діафрагм та стін), що спираються на нього, горизонтальних елементів (плити перекриттів і покриття), що об’єднують їх в єдину просторову систему.
В залежності від типу вертикальних несучих елементів (колони, стіни) конструктивні системи поділяють на (рисунок 5.1):
каркасні, де основним несучим вертикальним елементом є колони;
стінові, де основним несучим елементом є стіни;
каркасно-стінові або змішані, де вертикальними несучими елементами є колони і стіни.
Нижня частина будівлі може вирішуватись в одній конструктивній системі, а верхня - в іншій. Конструктивна система таких будівель є комбінованою.
а - каркасна КС; б - стінова КС; в - змішана КС; 1 - плита перекриття; 2 - колони; 3 - стіни
Рисунок 5.1 - Фрагменти планів будівель
Несучі стіни в плані можуть бути окремо розташованими (рисунок 5.1, в); поздовжніми і поперечними; перехресними (рисунок 5.1, б), що утворюють вертикальні тонкостінні стержні відкритого і замкнутого перерізів.
При виборі конструктивної схеми висотного будинку і проектуванні несучих конструкцій необхідно враховувати переважаюче значення горизонтальних (у першу чергу, вітрових) навантажень та наступних факторів:
значне навантаження на несучі конструкції, у тому числі на основи і фундаменти;
підвищена значущість впливу ряду природних факторів (сейсміка, аеродинаміка) і техногенних (вібрації, аварії, пожежі, локальні руйнування) на безпеку експлуатації;
проблеми забезпечення спільної роботи в несучих конструкціях таких матеріалів, як сталь і бетон, а також неоднаково навантажених елементів конструкцій, наприклад, колон і стін.
Для підвищення жорсткості висотних будинків застосовують коробчасті або оболонкові системи, у яких підвищення жорсткості досягається за рахунок включення в роботу на поперечний вигин зовнішньої огорожі, виконаних у цьому випадку несучими. Поперечний переріз ядра жорсткості збільшується до розмірів зовнішньої оболонки будинку. Розміри будинку в плані при цьому мають обмеження за умовою забезпечення необхідного природного освітлення.
У коробчастих системах зовнішня несуча оболонка може виконуватися у вигляді безроз- кісної та розкісної решітки з залізобетону. Безрозкісна решітка не викликає труднощів при розміщенні світлопрозорих огорож по фасаду висотного будинку, але є значно менш ефективною ніж розкісна у відношенні забезпечення жорсткості будинку. Тому для підвищення жорсткості зовнішньої оболонки застосовують діагональні в’язі.
При проектуванні, як правило, використовують наступні конструктивні системи висотних будинків: каркасна з діафрагмами жорсткості, рамно-каркасна, безкаркасна з перехресно-несу- чими стінами, стовбурна, каркасно-стовбурна, коробчсата (оболонкова), стовбурно-коробчаста ("труба в трубі" або "у фермі") (рисунок 5.2). Вибір тієї чи іншої конструктивної схеми (системи) залежить від багатьох факторів, основними з яких є висота будинку, умови будівництва (сейсмічність, ґрунтові особливості, атмосферні й у першу чергу вітрові впливи), архітектурно-планувальні вимоги.
тлям
В'^2В
є
а - рамно-каркасна система; б - каркасна з діафрагмами жорсткості; в - каркасно-стовбурна; г - стовбурно- коробчаста; д - коробчаста; є) стовбурна система; ж - безкаркасна з перехресно-несучими стінами
Рисунок 5.2 - Конструктивні схеми
В залежності від інженерно-геологічних умов, навантажень і проектного завдання фундаменти виконують у вигляді окремих плит змінної товщини під колони (рисунок 5.3, а), стрічкових плит під колони і стіну (рисунок 5.3, б) і загальної фундаментної плити по всій площі конструктивної системи (рисунок 5.3, в). При великій товщині плит застосовують більш економічні ніж суцільні, ребристі і коробчасті плити (рисунок 5.3, г, д). При слабких ґрунтах влаштовують пальові та баретні фундаменти.
а - окремий; б - стрічковий; в, г, д - плитні: суцільний, ребристий і коробчастий
Рисунок 5.3 - Фундаменти
Колони можуть мати квадратний, прямокутний, круглий, кільцевий, кутиковий, тавровий і хрестовий поперечні перерізи (рисунок 5.4).
Прямокутні колони (пілони) з витягнутим поперечним перерізом мають співвідношення довжини до ширини менше чотирьох або (Ь/а < 4) або висоти поверху до довжини більше чотирьох (hnoe /Ь > 4). Більш витягнуті в плані пілони слід відносити до стін.
а - квадратний; б - круглий; в - кільцевий; г - прямокутний; д - кутиковий; є - тавровий; ж - хрестовий
Рисунок 5.4 - Поперечні перерізи колон
Плити перекриттів у каркасних КС бувають:
- безбалочні у вигляді гладкої суцільної плити (рисунок 5.5, а); плити з капітелями (рисунок
б); плити гладкі або з капітелями і з контурними балками по периметру будівлі;
- з міжколонними балками в одному (рисунок 5.6, а, б) і в двох напрямках (рисунок 5.6, в, г).
а б
а - гладка плита; б - плита з капітелями
Рисунок 5.5 - Безбалочні перекриття
Плити перекриттів у каркасних КС з балками і в стіннових КС бувають:
суцільні, пустотні (або із вкладишами) і ребристі, якщо балки і стіни в одному напрямку (рисунок 5.6, а, б);
суцільні, кесонні пустотні (або із вкладишами) і ребристі, якщо балки і стіни в двох напрямках (рисунок 5.6, в, г);
ребристі з ребрами вгору для влаштування плаваючої підлоги та отримання гладкої стелі, укладання звукоізоляції та інженерних комунікацій (рисунок 5.6, г).
Огороджувальні зовнішні стіни бувають:
несучі, які передають тимчасове і постійне навантаження з поверхів і власної ваги безпосередньо на фундамент;
самонесучі, що передають безпосередньо на фундамент тільки власну вагу;
не несучі, що спираються в межах поверху на перекриття або вертикальні несучі елементи КС і безпосередньо не передають навантаження на фундамент.
Конструктивні схеми в стінових КС визначаються взаємним розташуванням стін, а в каркасних КС - взаємним розташуванням міжколонних балок (рисунок 5.6) щодо поперечних і поздовжніх осей будівлі. Схеми бувають поперечні, поздовжні та перехресні. У реальних монолітних будівлях конструктивні схеми зазвичай перехресні (рисунок 5.6, в, г). Чисто поперечні і поздовжні схеми (рисунок 5.6, а, б) розглядаються при поділі просторової КС на дві незалежні з метою спрощення розрахунків.
a
г
12 12
а, б - балки і стіни в одному напрямку; в, г - балки і стіни в двох напрямках; 1 - колони; 2 - балки або стіни; З - плита суцільна або пустотна (або із вкладишами); 4 - плита суцільна або пустотна (або із вкладишами) кесонна; 5 і 6 - ребра і полиці ребристої і кесонної плит
Рисунок 5.6 - Плити перекриттів в каркасних конструктивних схемах з балками
і в стінових конструктивних схемах
Горизонтальні навантаження перерозподіляються дисками перекриттів між закріпленими у фундаменті вертикальними опорними консольними конструкціями (устоями) у вигляді;
просторових рам у каркасних КС;
стін у двох напрямках і утворених стінами тонкостінних стрижнів відкритого і замкнутого профілів в стінових КС;
просторових рам, стін і тонкостінних стрижнів в змішаних КС.
Вертикальні несучі елементи в КС сприймають всі горизонтальні і вертикальні навантаження.
Диски перекриттів (особливо для в’язевих систем) достатньо жорсткі (практично не деформовані) в своїй площині. Вузли і їх з’єднання з пілонами проектують такими, щоб забезпечити повну передачу всіх компонентів зусиль від диска перекриття на пілон.
У каркасних КС стики просторових рам-етажерок вважаються жорсткими за наявності капітелей в плитах або вутів у головних балках. Стики колон з гладкою плитою або балками є умовно жорсткими. Після утворення в стиках колон похилих тріщин їх податливість ще більше зростає. Податливість стиків враховують введенням коефіцієнтів, що знижують згинальну жорсткість елементів.
У багатоповерхових будівлях найбільш часто застосовують змішані каркасно-стінові КС.
Стінові, особливо перехресні, КС мають більшу жорсткість з великим опором горизонтальним і вертикальним навантаженням і тому більше підходять для висотних будівель.
Несучі конструктивні системи можуть бути регулярними, з однаковим кроком колон і стін за довжиною, шириною і висотою будинку або нерегулярними в плані і за висотою будівлі.
Несучу конструктивну систему рекомендується проектувати так, щоб вертикальні несучі елементи (колони, стіни) розташовувалися від фундаменту один над іншим елементом по висоті будівлі, тобто були співвісними. У тих випадках, коли колони і стіни не встановлються по одній осі, під "висячими" колонами і стінами слід передбачати влаштування ребер жорсткості і балок-стінок.
Конструктивну систему будівель рекомендується розділяти осадковими швами при різній висоті будівлі, а також в залежності від довжини будівлі - температурно-усадковими швами. Необхідні відстані між температурно-усадковими швами по довжині будинку встановлють розрахунком. На період будівництва можливо влаштування тимчасових деформаційних швів, які потім усуваються.
При проектуванні несучих конструктивних систем, особливо в сейсмічних районах, рекомендується прагнути до простих технічних рішень, що найбільшою мірою забезпечують несучу здатність та жорсткість конструктивної системи: симетричними в плані і однаковими за висотою, з регулярним розміщенням вертикальних несучих елементів в плані і по висоті, без великих консолей і прорізів у плані і по висоті будівлі тощо.
Висотні будівлі, що розташовані окремо, рекомендується виконувати ширококорпусними: круглими, овальними, квадратними чи прямокутними з невеликим співвідношенням довгої і короткої сторін для зниження вітрового тиску і витрат на опалення.
Секції будівлі різної висоти рекомендується розділяти деформаційними швами. Не рекомендується влаштовувати підземний гараж і стилобат, що виступають за межі площі висотної частини будівлі. У разі необхідності влаштування стилобату, що виходить за межі площі забудови висотною частиною будівлі, рекомендується конструктивними заходами на основі виконаних розрахунків забезпечити рівномірність деформування основи під всією площею забудови висотної частини будівлі або виконати деформаційні шви між стилобатом і висотною частиною будівлі.
