Структуры узлов комбинированных конструкций высотных зданий
Самым сложным вопросом в проекте, при проектировании комбинированных конструкций, является соединение разных элементов. Данные различных землетрясений показали, что много разрушений при землетрясении происходит из-за непригодной структуры узлов. Поэтому в этом параграфе рассмотрены вопросы узловых креплений комбинированных конструкций.
Узлы железобетонной колонны с профилями
При соединениях железобетонной колонны с жесткой арматурой и железобетонной балки с жесткой арматурой, железобетонной балки или стальной балки, лучше всего использовать крестообразные соединения. Одновременно при этом необходимо удовлетворять условиям соединения стальных конструкций.
Соединение между конструкциями должны быть жесткими, продольная арматура балки должна пересекать узлы колонн. В то же время необходимо удовлетворять условиям анкеровки арматуры.
Соединение колонны и балки с жесткой арматурой
Соединение колонны и балки, с жесткой арматурой или колонны со стальной балкой, лучше выполнять жесткими. Металлическое ребро профиля балки и металлическое ребро профиля колонны должны полностью стыковаться между собой и свариваться. Соединейие стенки балки и колонны выполняют на высокопрочных болтах. Соединение консолей балки с колонной выполняют полностью сварными.
Соединения профилей колонны и балки
а - сварное на стройплощадке; b - болтовые на стройплощадке; 1- профиль в колонне; 2 - профиль в балке; 3 - отверстия; 4 - главная арматура в колонне; 5 - сварки при монтаже; 6 - высокопрочные болты; 7 - главная арматура балки; 8 - сварка на заводе-изготовителе; 9 - средняя часть металлической балки
Соединение железобетонной колонны и балки с жесткой арматурой Для соединения балки с колонной в балке добавляют горизонтальное ребро. Толщина этого ребра назначается такой же как и ребра профиля и не меньше 12 мм. При бетонировании конструкции на горизонтальных ребрах должны устраиваться отверстия для выпуска воздуха.
Узел соединения колонны с балкой
1 - профиль в колонне; 2 - профиль в балке; 3 - бетонное ядро; 4 - горизонтальное нижнее ребро с отверстиями для выхода воздуха; 5 - отверстие в профиле колонны; 6 - горизонтальное верхнее ребро с отверстиями для выхода воздуха; 7 - монтажные отверстия в балке
Сечения профиля колонны должны быть выбраны таким образом, чтобы удобно было пропускать продольную арматуру балки, пересекающую область узла соединения балки с колонной. В проекте должно максимально уменьшаться количество продольной арматуры, которая пересекает профиль колонны. На профиле колонны, когда оставляют отверстия в стенке для пропуска арматуры, коэффициент потери сечения не должен превышать 25%. При потере сечения более 25% нужно применять усиление колонны. Если на стенке профиля колонны устраиваются отверстия, то проверка несущей способности колонны выполняется при самом неблагоприятном сочетании усилий N, М. И если условия проверки не выполняются, то конструкцию необходимо усиливать.
Соединение между железобетонной колонной с жесткой арматурой и железобетонной балкой
Соединение железобетонной колонны с жесткой арматурой и железобетонной балки можно выполнять тремя способами:
1. способ когда продольная арматура пересекает узел. В колонне вырезаны отверстия на стенке профиля, и вся продольная арматура проходит прямо через узел;
2. соединение продольной арматуры железобетонной балки и коротких стальных балок вставок выполняется внахлестку. Сваривают двутавровую металлическую балку с профилем колонны и на этой балке приваривают болты. Больше 1/3 продольной арматуры балки должно пересекать узел. Остальная продольная арматура соединяется внахлестку с короткими стальными балками-вставками.
Метод соединения - продольные арматуры пересекают узел
1 - профиль в колонне; 2 - продольные арматуры пересекают узел
Соединение внахлест между продольной арматурой балки и короткими стальными балками
1 - профиль в колонне; 2 - исход воздуха; 3 - внахлест продольной арматурой; 4 - бетонные балки с профилем; 5 - болты; 6- двутавр
3. метод соединения продольной арматуры балки и стальных двутавров-вставок.
К профилю колонны приваривают двутавры, длина которых должна удовлетворять условиям длины сварных швов для приварки продольной арматуры балки.
Часть продольной арматуры балки проходит через узел, остальная приваривается к двутаврам-вставкам.
Сварное соединение продольной арматуры и стальных двутавров-вставок
1 - профиль в колонне; 2 - сварное соединение; 3 — двутавр-вставка; 4 - арматура балки
Соединение между железобетонными колоннами с жесткой арматурой и железобетонными колоннами В разных конструктивных системах в нижней части конструкции применяются бетонные колонны с профилями, а верхняя часть - железобетонные колонны. Между двумя колоннами необходимо установить переходный этаж, который должен удовлетворять следующим условиям:
1. если в проекте по расчету определено, что какие-то бетонные колонны с I профилями можно менять на железобетонные колонны, профиль бетонной колонны с профилем нижней части должна продляться вверху на один или два этажа, которые станут переходными. Сечение профиля колонны, которая находится на переходном этаже, на основе конкретных условий расположения армирования соответственно изменяется. Расположение продольной арматуры, которая находится на переходном этаже, должно рассчитываться как для железобетонных колонн и при этом увеличивается количество хомутов по всей высоте колонны;
2. профили переходного этажа должны устанавливаться на болты, диаметр болта не меньше 19 мм, горизонтальный и вертикальный шаг болтов принимается не меньше 200 мм, расстояние до края профиля не менее 50 мм.
Соединение между бетонными колоннами с профилем и железобетонными колоннами
Соединение между бетонными колоннами с профилем и стальными колоннами
В разных конструктивных системах, в нижней части конструкции принимаются бетонные колонны с профилями, в верхней части - железобетонные колонны. Между двумя колоннами необходимо установить переходной этаж, который должен удовлетворять следующим условиям:
1. если в проекте по расчету определено, что какие-то бетонные колонны с профилями можно менять на стальные колонны, профиль бетонной колонны с расположенной в нижней части должен продлеваться вверх на один или два этажа, которые станут переходными этажами. Отметка расположения сечения профиля колонны, которая находится на переходном этаже, должно считаться по требованию проекта стальных конструкций;
2. в зоне от переходного этажа до нижележащего этажа на длине равной двум высотам сечения профиля необходимо установить болты. Горизонтальный и вертикальный шаг болтов принимается не меньше 200 мм, расстояние до края профиля не меньше 50 мм. В железобетонной колонне увеличивается количество хомутов по всей высоте колонны;
3. при соединении крестовых и прямоугольных сечений колонн, стенки крестовых колонн необходимо смещать по высоте в сечение прямоугольных колонн. Глубина смещения не меньше высоты профильного сечения профиля.
Соединение между железобетонными колоннами с жесткой арматурой и стальными колоннами
