Залізобетонний каркас: пристрій конструкції, різновиди, опис матеріалів

Методик будівництва житлових і промислових будівель існує безліч. І однією з найбільш недорогих технологій, що дозволяють зводити надійні і довговічні споруди, є каркасна. Основою будівель, побудованих таким чином, є міцний остов. Для складання таких несучих конструкцій можуть використовуватися різні матеріали. Наприклад, досить часто зводяться будівлі на залізобетонному каркасі.

В яких випадках може використовуватися технологія

Зводитися на ЖБ-каркасах можуть будівлі абсолютно будь-якого призначення. Ця технологія відмінно підходить для будівництва як житлових будинків, так і виробничих цехів. Найчастіше на залізобетонних каркасах, звичайно ж, зводять багатоповерхові будівлі. Згідно з нормативами, таку методику допускається використовувати для будівництва будинків висотою до 25 поверхів. Також просто ідеально ця технологій підходить для зведення цехів великої площі.

У деяких випадках методика будівництва на ЖБ-каркасах може використовуватися і для зведення одно-двоповерхових будівель. Найчастіше на таких остовах споруджують, звичайно ж, малоповерхові виробничі цехи і склади. Але іноді подібну технологію використовують і власники заміських ділянок при будівництві невеликих житлових будинків або дач. Такі споруди виходять не тільки дуже зручними для проживання, але і довговічними. Виглядають будинки такої конструкції при цьому дуже солідно і презентабельно.

Різновид

Використовуватися в будівництві може всього три основних види залізобетонних каркасів:

• збірний;
• монолітний;
• збірно-монолітні.

Перший вид остовів збирається з уже готових, виготовлених на підприємстві важких ЖБ-балок,колон і зв`язків. Монолітні каркаси цього типу заливаються безпосередньо на місці зведення будівель. Під елементи конструкції остовів цього типу попередньо збираються опалубки.

Збірні залізобетонні каркаси, в свою чергу, за способом монтажу можуть бути:

• рамний;
• связевыми;
• комбінований.

Переваги та недоліки

Основним плюсом будівництва будівель на залізобетонних каркасах, як і на будь-яких інших, є свобода планування. Прольоти в таких спорудах можуть бути як вузькими, так і дуже широкими.

Звичайно ж, безумовною перевагою будівель на ЖБ-каркасі може вважатися і їх дешевизна. Важать такі будинки менше цегляних, звичайних панельних і блокових. Тому під них не потрібно зводити надто вже потужних дорогих фундаментів.

Також до переваг цієї технології можна віднести можливість:

• зведення дуже довговічних будівель;
• облаштування приміщень великої площі.

У порівнянні з металевими і дерев`яними каркасами, залізобетонні відрізняються підвищеною міцністю. Також плюсом таких несучих конструкцій вважається, звичайно ж, і те, що вони не відносяться до розряду пожежонебезпечних.

Деяким недоліком збірних ЖБ-каркасів є необхідність використання дорогої спецтехніки для монтажу окремих елементів. До мінусів же монолітних конструкцій цього типу відносять подовження термінів будівництва. Дозріває бетон, на жаль, досить довго-близько місяця. Тобто поверхи будівель при використанні такої технології складання каркаса доводиться зводити з перервами. Будівельникам потрібно чекати, поки опори наберуть достатню міцність для того, щоб витримати вагу важких перекриттів.

Елементи залізобетонного каркаса: колони

Готові ЖБ-вироби, призначені для зведення таких будівель, роблять на заводах зазвичай з бетонів марок від 200 до 400. Для полегшення транспортування в них ще на етапі виготовлення монтують монтажні петлі (або просвердлюють в їх товщі отвори). Залежно від розмірів і поверховості споруд, при будівництві використовують колони, балки, зв`язку і ригелі різного перетину і міцності.

Наприклад, при зведенні залізобетонних каркасів промислових будівель, підлоги в яких в подальшому в процесі експлуатації будуть піддаватися серйозним навантаженням, застосовують колони 1.020. Такі конструктивні елементи здатні витримувати навантаження до 500 тонн.

При зведенні будівель може використовуватися два різновиди залізобетонних колон:

• звичайний;
• використовувані для цехів з мостовими кранами.

Колони останнього різновиду складаються з двох частин: підкранової і надкранової. По розташуванню в будівлі обидва цих типу ЖБ-виробів класифікуються на:

• крайні пристінні;
• середні, монтовані на стиках прольотів.

Висоту колони збірного залізобетонного каркаса можуть мати в один, два або багато поверхів. За формою такі елементи бувають:

• консольний;
• бесконсольными;
• Т-образними;
• Г-образними.

У будівництві можуть використовуватися ЖБ-колони з квадратним, круглим, кільцевим або прямокутним перетином.

Горизонтальні елементи

ЖБ-балки, використовувані при зведенні збірних залізобетонних каркасів будівель, класифікуються на фундаментні і міжповерхові. Елементи першого різновиду зазвичай мають форму двотавра. Висота їх може становити 400 або 600 мм, а ширина у верхній частині-300-400 мм. Залежно від довжини, фундаментні балки можуть бути основними і укороченими. Останній тип елементів часто використовується, наприклад, близько температурних швів.

Міжповерхові балки залізобетонних каркасів будинків в перетині можуть бути:

• тавровий;
• прямокутний;
• Z-образними.

Довжину вони можуть мати як на проліт або кілька, так і на крок між колонами.

Зв`язки

Такі елементи залізобетонних каркасів будівель можуть виготовлятися з цементного розчину з використанням арматури або зі сталі. Необхідні вони для того, щоб забезпечувати просторову жорсткість будівлі. Встановлюватися зв`язку можуть як в горизонтальному, так і у вертикальному положенні. У деяких випадках вони можуть монтуватися також і по діагоналі.

Фундамент

Зводяться каркасні будівлі на збірних підставах-блоках, що представляють собою "стакан" з плитою. Підготовку під фундаменти таких будинків на сухих грунтах роблять з щебеню — а на вологих - з бетону марки 500.

При будівництві верхню площину підстав цього типу розташовують на 150 мм нижче позначки чистового статі. Такий спосіб монтажу дозволяє в подальшому зробити засипку котловану до установки колон.

Під зовнішні стіни фундаментні балки укладають таким чином, щоб вони виходили за площину колон. Під внутрішні огороджувальні конструкції їх розташовують по осьових лініях між вертикальними опорами. На заключному етапі балки фундаменту гідроізолюють двома шарами рулонного матеріалу.

Способи монтажу збірного каркаса

Найбільш надійною технологією зведення будівель цього різновиду є рамна. Залізобетонний каркас, зібраний за такою технологією, являє собою жорстку довговічну конструкцію. З`єднуються колони і балки в таких остовах шляхом зварювання металевої арматури.

У рамно-связевих каркасах ЖБ-рами сприймають тільки вертикальні навантаження. Горизонтальні в таких конструкціях припадають на перекриття. Останні, в свою чергу, передають навантаження на сходові прольоти. Також в даному випадку задіяними бувають поперечні і торцеві стіни.

У Шарнірно-в`язевих каркасах навантаження розподіляються так само, як і в рамно-в`язевих. Єдине, кріплення між елементами в даному випадку використовуються не жорсткі, а Шарнірні.

Безбалкові каркаси

Такі конструкції збираються у вигляді сітки 6х6, 9х6 або 9х9 м. При цьому найбільш популярним варіантом каркасів є перший. Основними елементами таких ЖБ-остовів є:

• колони з капітелями;
• пролітні плити;
• підвіконні плити.

Зводяться на таких каркасах будівлі набагато рідше, ніж на балкових. Використовують цю технологію в основному тільки при будівництві промислових будівель з підвищеними вимогами до чистоти. Наприклад, за такою технологією часто споруджують цехи молокозаводів і хлібозаводів, а також склади-холодильники.

Зводяться каркаси цього різновиду за дуже простою технологією. Міжповерхові плити в даному випадку просто укладаються на капітелі колон і додатково закріплюються.

Збірно-монолітні каркаси: будівництво

На таких остовах будівлі також споруджуються досить часто. Зв`язки в таких конструкціях, як і в збірних рамних, передбачаються жорсткі. Колони в каркасах цього різновиду використовуються готові заводські. Перекриття ж заливаються безпосередньо на місці в опалубці. Така технологія будівництва найчастіше використовується при зведенні будівель малої поверховості. Її основною перевагою є скорочення термінів і здешевлення будівництва.

Технологія зведення монолітного каркаса

Під такі каркаси можуть використовуватися як плитні фундаменти, так і стрічкові або стовпчасті з ростверком. Заливаються в опалубці в цьому випадку не тільки міжповерхові перекриття, а й колони. За такою технологією в більшості випадків зводяться не надто великі одно - або двоповерхові житлові будівлі.

Включає в себе методика будівництва будинків на монолітному залізобетонному каркасі зазвичай наступні кроки:

• зведення фундаменту за стандартною методикою;
• заливку колон;
• заливку міжповерхових перекриттів.

Елементи в монолітних залізобетонних каркасах одноповерхових будівель з`єднуються між собою жорстко. Ніяких шарнірних зв`язків в таких конструкціях не використовується. З`єднання колон з перекриттями і фундаментом в даному випадку проводиться за допомогою арматури з подальшим замонолічуванням цементним розчином.

Колони в таких будівлях заливають зазвичай в опалубках, що мають квадратний або прямокутний перетин. Це робить більш зручним в подальшому зведення стін. Під перекриття опалубку в таких будинках монтують на спеціальних телескопічних заводських стійках, розташованих з невеликим кроком один від одного. Також в даному випадку можуть використовуватися опори з колод досить великого перерізу.

Арматурний каркас в залізобетонних конструкціях остовів виготовляється з товстих сталевих прутів. При його складанні може використовуватися як зварювання, так і звичайна в`язальний дріт.

Внутрішні та зовнішні стіни

В якості матеріалу для огороджувальних конструкцій будинків на збірних або монолітних залізобетонних каркасах в наш час в більшості випадків використовують спінені блоки. Застосування такого матеріалу має ряд безумовних переваг. Спінені блоки важать не надто багато. Розміри вони зазвичай мають досить великі, що дозволяє виконувати кладку в максимально короткі терміни.

Також спінені блоки коштують не особливо дорого, що також можна віднести до їх плюсів. У приміщеннях же будівель з такими стінами зазвичай створюється дуже приємний мікроклімат. Викладати стіни між колонами залізобетонного каркаса можна як з великих блоків в один шар, так і з маленьких-в кілька.

Зводяться стіни з такого матеріалу за стандартною технологією. Тобто при кладці будівельники для того, щоб уникнути появи містків холоду, використовують замість цементу спеціальний клей. При цьому кожен четвертий ряд кладки з такого матеріалу фахівці армують з використанням сталевих прутів з попереднім штробленням.