Сборно монолитный железобетонный каркас

Каркас из железобетона

Строительство — сложный и долгий процесс. Есть много методик, материалов и техник, которые используются в таком виде работ. Они отличаются в зависимости от того, будет ли сооружение жилым помещением, или строением для промышленных целей. Среди них – использование железобетонных каркасов. Это не новый и распространенный вид строительства, особенно часто применяемый для сооружения многоэтажных конструкций. Правильная техника строительства и качественные материалы обеспечат максимально возможную стойкость. Прочность и надежность таких строений доказана годами.

Преимущества и недостатки

Железобетонные каркасы применяется в строительстве как многоэтажных, в том числе высотных, конструкций, так и в сооружении небольших частных домов. В первом случае это техническая необходимость в силу прочности такого вида материала, во втором – экономично не обосновано, так как можно использовать более дешевые составляющие. К плюсам использования железобетонного каркаса в строительстве можно отнести:

• хорошие несущие данные;
• большой эксплуатационный период;
• большую длину пролетов (6 м);
• качественное изготовление составляющих каркаса полностью проводится на производствах, что обосновывает их надежность.

Из-за того, что железобетонными каркасами можно создавать большие площадки, расширяется возможность в планировании внутреннего пространства. Среди недостатков можно назвать только большой вес конструкций.

Виды. Где используется в строительстве?

Каркасные железобетонные конструкции можно разделить на:

• монолитные;
• сборно-монолитные;
• сборные.

Каждый из этих видов лучше всего подходит для своего типа строительства и схема их установки полностью разные. Использование сборного железобетонного каркаса (серия 1.020) раньше ограничивалось только сооружениями для промышленных или административных целей, сейчас этот материал широко применяется для жилых помещений, так как удалось ввести в такую конструкцию гибкую внутреннюю планировку. Использование этого вида имеет свои плюсы:

• применение небольшого количества материалов (как, например, в монолитном);
• возможность работать при низких температурах.

Особенностью этого вида является то, что таким железобетонным каркасом обеспечивается невысокая несущая способность и в нем используются жесткие узлы. К минусам этого вида относиться:

• рама каркаса не сопротивляется горизонтальному движению, отчего неизменяемость пространства зависит только от вертикальных элементов;
• ограниченность в выборе формы конструкции из-за заводских стандартов.

Сборный железобетонный каркас составляют три элемента:

• колоны;
• ригели;
• основы лестничных проемов.

Схема сборного железобетонного каркаса.

Эти элементы изготавливаются на производстве, после чего привозятся на строительство и собираются в единую конструкцию. Монолитные каркасы делают на строительной площадке путем заполнения опалубки конструкции бетонной смесью нужной марки. Преимущества использования:

• нет ограничения по форме, местонахождению элементов в конструкции, сечению колонн;
• прочность – способны выдержать любую нагрузку и количество этажей;
• нагрузки между элементами в железобетонном каркасе рассредоточиваются, что дает возможность экономить используемые материалы (жесткие составляющие часть нагрузки с колон переносят на балки и перекрытия);
• при возведении стен и перегородок используются материалы с высокими теплоизоляционными свойствами.

Для сооружения монолитной конструкции используют съемную опалубку, которая заливается бетоном. Это ускоряет строительные работы.

Технология строительства железобетонных каркасных конструкций

Есть разные типы сооружения помещений в зависимости от вида каркаса и этажности.

Сборные конструкции

При расчете каркаса многоэтажного сооружения используется расчетная схема с жесткими связями сдвига. Типы каркасов для высоких сооружений: рамные, связевые, комбинированные. Для перемещения составляющих каркаса при изготовлении в них закладывают монтажные петли или оставляют небольшие отверстия. Железобетонные каркасы сооружают, сваривая стальные детали.

Для сборных каркасов делают железобетонные фундаменты, в которые устанавливают колонны, расстояние между которыми 6 и 12 м. Балки для фундамента делают из бетонов марок 200-400. На укладываемые балки (длинна равняется шагу колонн) опираются несущие стены. Балки укладывают на ступенчатый фундамент таким образом, чтоб верхний уровень на 3 см был ниже уровня пола. Проемы между балками и колонами заливают бетоном. Заполнение проводят бетоном марки 100.

Колонны серии 1.020-1/87.

После фундамента делают гидроизоляцию (защита пола от промерзания и влияния грунтов на балки фундамента). При сооружении больших конструкций необходимо использовать колонны 1.020. Они способны выдержать нагрузку до 500 т (примерно 10 этажей при усилении в стыке). Чтоб изготовить жесткий диск перекрытия, необходимо установить приваренные ригели в одну, которые направлены в одну сторону, и связанные плиты по колонных рядах.

Ячеисто-бетонные блоки лучше всего подходят для наружного стенового ограждения железобетонных каркасных сооружений. Их выкладывают одним рядом, с нулевой жесткостью, что помогает сохранить пластичность фасадов. Наружные стены устанавливают на плиту перекрытия или ригели. Таким образом, нет ограничения по количеству этажей здания.

Для кладки внутренних стен и перегородок между квартирами и других внутренних элементов также используют ячеисто-бетонные блоки. Эти перегородки проектируются для каждого этажа самонесущими. При планировании толщины стен и перекрытий основным требованием является звукоизоляция (больше 50 дБ), которая определяется согласно нормативным документам. Этот параметр зависит от блоков, раствора, бетона и т. д. Для улучшения звукоизоляции могут использовать заполнение промежутков минплитой (плотность 80-100 кг /м3).

Перегородки между комнатами выполняют толщиной 12 см из ячеистых блоков (звукоизоляция не меньше 43 дБ).

При кладке стен в комнатах, где предполагаемая влажность повышена (например, ванная комната), необходимо использовать защиту для ячеистых блоков от влаги и пара. Отделочные наружные работы необходимо проводить после полного естественного высыхания здания, иначе влажность с блоков будет выходить внутрь помещения.

Расчетной схемой одноэтажного железобетонного каркасного промышленного здания является рама, в которой ригели и колонны скрепляются при помощи шарнирного соединения. При строительстве монолитного каркасного здания в первую очередь делают опалубку, потом делают необходимый раствор и делают заполнения опалубки бетононасосом.

Сборно-монолитные каркасы

Колонны ставятся в отверстие в железобетонной плите. На плиту ставятся многопустотные панели, на них – пролетные панели. Арматурная сетка межколонных панелей сваривается с армопрутьями пролетных панелей, после чего происходит заполнение бетонной смесью.

Повышение эффективности монолитного каркасного жилья

Схема армирования перекрытий: 1 – колонны; 2 – плоская плита перекрытий; 3 – ограждение лестничной клетки (вертикальные диафрагмы жесткости); 4 – арматура колонн; 5 — консольная плита; 8,9 – нижняя арматура «условного» ригеля; 10 – нижняя арматура плиты; 11,12 – верхняя арматура ригеля и плиты.

Не смотря на то, что монолитный каркас уже широко используется в строительстве, его функциональные свойства стараются постоянно повысить. Строители пытаются сделать его более прочным, уменьшить расход материалов. Одним из способов достижения такой цели является использование бетона более высокой марки. Это уменьшает расход арматуры в каркасах, отчего расход на материалы уменьшается.

Эффективность каркаса достигается, если армирование составляет больше 3%. Оптимизация монолитного железобетонного каркаса происходит по:

• марке бетона;
• сечению ж/б составляющих;
• количеству арматуры в бетоне.

В сооружении монолитных каркасных зданий используют метод, при котором коробку конструкции заглубляют в землю на глубину до 2 этажей. При этом все здание замоноличено. Такая техника позволяет упрочнить конструкцию, так как нагрузки передаются пластовым грунтам (они высокопрочные).

Стоимость такого здания очень большая (опалубка, техника и т. д.), отчего при строительстве одноэтажных (2-3) сооружений используется редко. Для таких конструкций чаще используют сборные железобетонные каркасы, что дешевле и они достаточно прочны для такой высоты.

Заключение

Железобетонные каркасы — наиболее подходящий материал для возведения многоэтажных зданий. Такая конструкция является прочной и выдерживает большой вес и этажность. Каркасы бывают сборными, сборно-монолитными и монолитными, каждый из них подходит для конкретного вида строительства. Не так давно сборные каркасы использовались только для промышленных или административных целей.

Использование такого материала для небольших, например, одноэтажных, сооружений нецелесообразно из-за большой стоимости материалов и работ. Техника конструирования железобетонных каркасных зданий проектируется до каждой мелочи, что обеспечивает надежность и стойкость таким сооружениям. При возведении таких зданий необходимо учитывать нормативы, которые законом установлены для разных помещений.

Источник: https://kladembeton.ru/izdeliya/zdaniya-i-arhitektura/zhelezobetonnyj-karkas.html

DOM.RIA – Сборно-монолитное строительство многоэтажных домов

С целью оптимизации строительства из железобетона застройщики применяют современную технологию, объединяющую преимущества монолитного и панельного строительства. Она получила название сборно-монолитная. Это прогрессивное направление в жилом домостроении, которое позволяет возводить здания с монолитным железобетонным каркасом при минимальных затратах времени и труда. Квартиры в новостройках со сборно-монолитным каркасом имеют выгодную стоимость при оптимальных эксплуатационных качествах. Такая особенность технологии сделала ее популярной.

Что такое сборно-монолитное строительство

Технология сборно-монолитного каркаса Технология сборно-монолитного каркаса — в настоящее время одна из самых перспективных строительных технологий. Она обеспечивает высокое качество строительства, скорость возведения зданий, а также значительное снижение строительных работ.

Сборно-монолитная технология – сооружение железобетонного каркаса из сборных или монолитных колонн и сборных перекрытий, объединенных в единую систему при помощи монолитных ригелей – опорных, связующих балок, стоек и прочих конструкций.

В сборно-монолитном строительстве встречаются две основные технологии возведения дома из железобетона. Перекрытия и часть конструкций в таком доме изготовлены в заводских условиях и используются на строительной площадке в готовом виде. Часть конструкций возводится методом литья монолита в опалубке.

За счет жесткой связи сборных и монолитных конструкций получается устойчивый, прочный каркас, практически не уступающий обычному монолиту по эксплуатационным характеристикам.

Технология сборно-монолитного строительства

Чтобы построить сборно-монолитный каркас, его собирают из готовых железобетонных опор, колонн и перекрытий. Сначала устанавливают вертикальные опоры, связывают их при помощи балок, на которые кладут многопустотные плиты – перекрытия. Все эти элементы связывают между собой при помощи выведенных кусков арматуры.

Между плитами и балками остается пространство для установки ригелей. Эти соединительные элементы выполняют по монолитной технологии – конструируют железобетонный каркас, который заливают бетонным раствором. Монолит жестко связывает сборные элементы между собой. Бетон частично заполняет пустоты плит перекрытия. За счет этого он обеспечивает повышенную прочность конструкции.

Таким образом сооружают этаж за этажом – получается цельный железобетонный каркас. Далее в нем сооружают стены, перегородки, ограждающие конструкции. Каркас здания выдерживает землетрясение до 8 баллов. Эти дома рассчитаны на срок службы до 100 лет.

Преимущества сборно-монолитных домов

Сборно-монолитное строительство считается перспективным и выгодным направлением в строительстве из-за следующих достоинств:

Высокая скорость строительства

Одно из главных преимуществ каркасно-монолитной технологии – оптимальные трудозатраты. Здесь не приходится возводить опалубки для колонн и перекрытий, так как их используют на стройплощадке в готовом виде. Кроме того, не приходится ждать, пока монолит застынет, ведь основные элементы здания изготовлены на заводе. За счет частичной сборки конструкции из этих железобетонных изделий удается сократить сроки строительства практически в два раза по сравнению с возведением аналогичного монолитного каркаса.

Возможность реализации уникальных проектов

В отличие от обычного сборного железобетонного строительства эта технология дает возможность возводить дома с квартирами со свободной планировкой. Здесь не ограничиваются типовыми проектными решениями.

Сборный железобетон в жилом строительстве: применение виды и технологии

В домах сооружают уникальные архитектурные формы, например, эркеры. Некоторые заводы ЖБИ предоставляют готовые конструкции из железобетона, изготовленные по индивидуальным требованиям застройщика.

Оптимальная стоимость

Минимизация трудозатрат и меньший расход материала сказываются на стоимости возведения объекта. Рабочей бригаде не приходится заниматься сборкой и демонтажем опалубки – трудоемкие процессы в монолитном строительстве. По качеству конструкция не уступает дорогому железобетонному монолиту – экономия полностью целесообразна.

Облегченная конструкция

В отличие от монолитного каркаса в этом случае для перекрытий используют не цельную, полнотелую, а многопустотную железобетонную плиту. За счет наличия во всех перекрытиях продольных отверстий общий вес здания значительно меньше. Под него можно возводить менее массивный и дорогой фундамент.

https://www.youtube.com/watch?v=p9VJK7gKfPI

Конструкция не имеет точечных нагрузок – весь вес каркаса равномерно распределен по фундаменту. За счет этого строить по каркасно-монолитной технологии можно на пучинистых грунтах.

Каркас высокого качества

Сборно-монолитный каркас отличается высокой прочностью и правильной геометрией. Все его перекрытия и колонны идеально ровные, так как изготовлены на заводе, прошли контроль качества. Здесь исключены дефекты из-за некачественной сборки опалубки.

За счет небольшой толщины несущих конструкций не скрадывается полезное пространство. Жилая площадь может быть больше до 10%, чем в аналогичном доме, построенном по традиционной технологии из кирпича.

Отсутствие усадки

Несущую конструкцию монолитно-каркасного дома собирают из готовых железобетонных изделий, которые практически не усаживаются. Приступать к ремонту квартиры в такой новостройке можно практически сразу после ввода объекта в эксплуатацию.

Недостатки сборно-монолитных домов

Оптимальная сборно-монолитная технология строительства из железобетона все же имеет минусы, в том числе:

Сложность реализации проекта

Сборно-монолитная технология требует высокой квалификации строителей. При выборе квартиры в новостройке обращайте особое внимание на репутацию застройщика и то, насколько качественно он строит свои объекты, услугами каких строительных бригад пользуется.

Монолитно-каркасное строительство: причины популярности, особенности

Технологический процесс также усложняется тем, что заливку бетона по периметру этажа нужно проводить непрерывно. Это минимизирует количество швов и стыков – влияет на прочность каркаса.

Зависимость строительства от погодных условий

На стройплощадке используют бетонный раствор. Если температура воздуха опускается ниже +5°C, в него нужно добавлять специальные присадки или подогревать его – это увеличивает затраты на строительство в зимнее время года.

Необходимость в утеплении, звукоизоляции и дополнительной вентиляции

Бетон хорошо проводит тепло и звук. Поэтому конструкция из него должна быть дополнительно утеплена и звукоизолирована. Если стены дома выполнены из бетона, появляется необходимость в принудительной вентиляции.

Как сделать звукоизоляцию в квартире

Отсутствие возможности переноса коммуникаций

Вся инженерия в монолите должна быть проложена заранее, а переместить ее после завершения строительства не получится.

Квартиры в новостройках сборно-монолитного типа – современное, комфортное жилье, которое по преимуществам практически не уступает монолиту, но доступнее него из-за оптимизации строительных процессов.

Источник: https://dom.ria.com/articles/sborno-monolitnoe-stroitelstvo-mnogoetazhnykh-domov-242121.html

Каркасное домостроение

Необходимым условием повышения благосостояния населения страны является выполнение приоритетного национального проекта «Доступное и комфортное жилье гражданам России». При постоянном повышении цен, недвижимость становится менее и менее доступной.

Сейчас основными задачами домостроения является «снижение цены», «качество», «скорость возведения жилья». Решить их одновременно можно только при условии индустриального подхода к современным технологиям в строительстве. Одним из методов решения этих задач является внедрение сборно-монолитного каркаса. Эта технология способна материально обеспечить рост строительства в те сроки, до тех объемов, с тем качеством, которые прописаны а национальном проекте. 

Во всем мире давно перешли на технологию каркасных зданий, которая является более эффективной, надежной, и экономически выгодной, менее энергоемкой, но несмотря на это, во многих регионах России продолжают строить «по старому», дома с несущими стенами из сборного железобетона, дерева, кирпича, монолитного бетона, не говоря уже о недостаточной долговечности таких домов, низкой надежности и непроницаемости железобетонных стен для воздуха — основы жизни каждого человека, находящегося в домах из сборного железобетона в условиях кислородного голодания. 

Каркасная система жилых домов создана во многих городах и регионах России. Впервые она внедрена на домостроительном комбинате г. Чебоксары в 1994 году. Сегодня группой казанских проектировщиков внедрен сборно-монолитный каркас межвидового применения «Казань XXI век». Эта серия позволяет быстро реагировать на изменения потребности жилищного сектора экономики, отвечает всем принципам национального проекта.

Главное преимущество данной системы- свобода объемно-планировочных решений при высокой скорости монтажа каркаса, значительное снижение расхода материалов и трудозатрат, как следствие, снижение стоимости конечного продукта.

Универсальность каркасной серии позволяет решить практически любое архитектурно-планировочное решение по желанию заказчика. Возможна свободная планировка по всей площади здания, что дает возможность строительства любых видов сооружений не меняя технологии и оснастки. Строительство зданий может осуществляться на пересеченных рельефах с различными отметками этажей, с поворотом на любой угол без ограничения, а так же по любому радиусу повторяя повороты улиц и рельефа, со сквозным проходом, проездом и любой ориентацией. Каркасная серия в отличии от других, так же дает возможность примыкания к колонне 4-х ригелей под любым углом, за счет жесткого монолитного стыка — выдерживает сейсмику до 9 баллов, снижает сварку при монтаже до минимума. В условиях конкуренции в стране изменился подход к потребляемой продукции строительного комплекса. Потребитель требует гибкого подхода к планировочной структуре квартир, к внешней архитектуре жилых домов. Все это позволяет делать каркасная система домостроения. Наружные стены могут быть различной конструкции от трехслойных панелей до мелко штучного заполнения.

Преимущества каркасной системы по отношению к другим технологиям домостроения:

1. Снижение стоимости строительства несущих конструкций зданий до 22% с учетом возврата затрат от увеличения площади. Возможность размещения подземной автостоянки под зданием, использования нижних этаже для размещения офисов, магазинов.
2. Уменьшение веса несущих конструкций до 40%.
3. Возможность использования не конструкционных материалов с низкими показателями прочности в качестве наружных стен.

4. Больше возможности перепланировки помещений в период проектирования, строительства и эксплуатации.
5. Небольшой вес конструкции и как следствие, отсутствие тяжелых башенных кранов. 
6. Значительная экономия основных строительных материалов при производстве каркасной серии по сравнению с панельной и монолитной сериями из расчета на 1   м² площади значительно снижает общую стоимость здания.

   Серия позволяет экономить до 40% сборного железобетона, до 24% арматурной стали, до 30% энергоресурсов в период изготовления.

7. Применение сборного железобетонного каркаса позволяет разнообразить архитектурно-пространственные решения фасадов зданий.
8. Возможность строительства жилых домов с высотой этажа 2,5-3,6 метров.

9. Необходимо меньше времени на строительство: 16 этажный, одно подъездный жилой дом (96-128 квартир) монтируется в среднем за 4 месяца.

Параметр для сравнения	Единица измерения	Тип дома
Крупнопанельный	Кирпичный	Каркасный
Тип комфортности квартир:	Н	Н	НК	НК
Нормальный — до 70   м² общей площади
Комфортный — свыше 70   м²
Возможность свободной планировки квартир до и после вселения в них	Нет	Ограниченная	Есть
Коэффициент экологичности стеновых материалов (самый экологичный материал — дерево — имеет коэффициент 1)	20	10	2
Расход тепла на 1   м² общей площади	%	100	85,4	66,6
Эксплуатационные расходы (без учета затрат на отопление)	%	100	118,6	89,2
В том числе — эксплуатационные расходы на отопление	%	100	67,1	52,5
Помехи для приема радиоволн	Есть	Нет	Нет
Расход строительных материалов, приведенных на 1   м² общей площади, в том числе:
железобетона	%	100	16,4	18,8
стали в несущих конструкциях	%	100	82,7	100,6
кирпича, ячеистобетонных блоков	м3	0,02	1,2	0,5
Сравнительная стоимость 1   м² общей площади (без учета отчислений на развитие инфраструктуры города)	%	100	111	103

Основой сборно-монолитной технологии является несущий каркас состоящий из трех основных железобетонных элементов: вертикальных опорных колонн, ригелей и плит перекрытия.

Узел соединения «колонна-ригель-плита» является монолитом. Весь каркас собирается без применения сварки. Весь каркас собирается без применения сварки.

Эта возможность обеспечивается не разрезными сборно-монолитными дисками перекрытий и жесткостью соединительного узла ( «колонна, ригель, плита»). Наружные и внутренние стены являются не несущими, а только ограждающими, что позволяет применять для их изготовления любые облегченные строительные материалы удовлетворяющие требованиям СНиП по теплотехнике и современным архитектурно-планировочным решениям. 

Каркас здания состоит из:

1. Сборных железобетонных фундаментных стаканов.
2. Колонн высотой до 4 этажей, в уровнях между этажных перекрытий имеются разрывы в теле бетона для стыковки ригелей и плит перекрытия с последующим омоноличиванием. Стыковка колонн осуществляется без сварки при помощи штепсельного стыка.
3. Ригелейсечением 300х300 мм. в торцах, имеющих специальные гнезда для армирования стыкового узла при бетонировании.

   Для сопряжения с ригелями в массиве колонн на уровне перекрытий предусматриваются участки с оголенной арматурой усиленной крестовыми арматурными связями. Стыковка осуществляется за счет пропуска стержней через колонны вводится в пазы ригелей. Омоноличивание узлов сопряжения производится бетоном класса В30. Для зданий более 6 этажей в конструкцию каркаса вводятся диафрагмы жесткости.

4. Плит перекрытияпустотного настила, имеющих скошенный торец с утопленными бетонными вкладышами для омоноличивания и создания жесткого стыка. Плита перекрытия пустотного настила опирается на верхнюю полку ригеля, армируется стержнями или каркасами и омоноличивается бетоном класса В25.
5. Плит лоджийлюбой конфигурации в зависимости от планировки квартир и требования заказчика.

6. Сборных железобетонных вентиляционных блоков.
7. Лестничных маршей.

Схема каркаса:

Источник: https://chonash.ru/different/frame-house-building/