Каркасы многоэтажных зданий бывают рамного, связевого и рамно-связевого типа. Для зданий из сборных железобетонных элементовчаще применяют каркасы рамно-связевой системы (рис.). Основными элементами такого каркаса являются колонны, ригели, плиты перекрытий, связи.
Колонны (рис.) каркаса многоэтажных промышленных зданий обычно имеют сплошное прямоугольное сечение размером 400X400 или 400×600 мм, высоту на один или два этажа и выполняются консольного типа. В плане здания колонны имеют сетку 6×6 или 9×6 м,
Колонны нижнего этажа опирают на фундаменты стаканного типа. Колонны верхних этажей соединяют между собой путем сварки закладных стальных деталей. Торцы колонны снабжены стальными оголовками (сваренными из уголков и полос), к вертикальным стенкам которых приварены концы рабочей арматуры колонн. Стык осуществляется приваркой к тем же оголовкам коротких стыковых стержней.
В каркасах многоэтажных зданий стык колонн для удобства монтажа обычно предусматривают на высоте 0,6 м от уровня пола.
Колонны изготовляют из бетона марок 200—500, рабочую арматуру— из стали класса А-III.
Ригели используют в составе сборных железобетонных междуэтажных перекрытий в многоэтажных зданиях. Ригели изготовляют с полками для опирания плит и прямоугольного сечения без полок длиной 6 и 9 м, высотой 800 мм и шириной 300 мм.
Ригели пролетом 6 м изготовляют без предварительного напряжения, а пролетом 9м — с предварительным напряжением двух или трех стержней нижней рабочей арматуры. Для подвешивания коммуникаций в ригелях предусмотрены сквозные отверстия диаметром 50 мм. При монтаже каркаса эти отверстия используют для подъема ригелей.
По концам ригелей в верхней части имеются выемки, в которых размещаются выпуски верхней опорной арматуры ригеля, стыкуемые с выпусками арматуры колонн.
Ригели устанавливают на консоли железобетонных колонн и соединяют с колоннами сваркой арматуры и закладных деталей с последующим замоноличиванием. Изготовляют их из бетона марок 200— 400, арматуру — из стали класса А-III (без предварительного напряжения) и А-Шв — для предварительно напряженной.
Плиты перекрытий (рис.) используют в составе сборных железобетонных перекрытий зданий.
Межколонные плиты (2-го типа), укладываемые по продольны разбивочным осям, так называемые распорные или связевыё плиты, имеют вырезы в полках в местах примыкания к колоннам. Плиты изготовляют без предварительного напряжения или с предварительным напряжением рабочей арматуры. Продольные и поперечные ребра плит армируют плоскими сварными каркасами, полку — сварной сеткой. Основная арматура — стержневая.
Плиты 1-го типа укладывают на полки железобетонных ригелей (1-го типа), плиты 2-го типа— поверх железобетонных ригелей прямоугольного сечения (2-го типа).
Изготовляют плиты из бетона марок 200—300 (плиты 1-го типа) и 300—400 (плиты 2-го типа), а основную рабочую арматуру — из стали класса А-П, А-Ш и А- Шв.
Связи. В сборных железобетонных каркасах рамно-связевой системы многоэтажных зданий колонны и ригели перекрытий образуют ряд поперечных рам, обеспечивающих пространственную жесткость каркаса в поперечном направлении. Жесткость узлов сопряжения ригелей с колоннами достигается сваркой закладных деталей регилей и консолей колонн, а также сваркой выпусков верхней арматуры ригелей со стержнями, пропущенными сквозь тело колонны. Зазоры между колоннами и торцами ригелей заполняют бетоном.
Для обеспечения пространственной жесткости каркаса здания в продольном направлении на всех этажах в середине каждого температурного блока между колоннами продольных рядов ставят вертикальные стальные связи крестового или портального типа, привариваемые к закладным деталям колонн.
В многоэтажных зданиях пространственная жесткость здания в целом обеспечивается также проектированием в них так называемых стенок (диафрагм) и ядер жесткости. Стенки жесткости выполняют из сборного или монолитного железобетона. В качестве сборного железобетона применяют отдельные стеновые панели, которые устанавливают между колоннами каркаса здания. Крепление панелей к колоннам и между собой (по высоте этажей) осуществляют электросваркой закладных стальных деталей в панелях и колоннах. Количество и места расположения стенок жесткости в каждом здании определяются расчетом и указываются в проекте.
Пространственные ядра жесткости, как правило, устраивают монолитными железобетонными, с толщиной стенок 20—40 см и более, в скользящей или переставной опалубке. В пределах ядра обычно размещаются лестнично-лифтовые узлы, вентиляционные шахты, мусоропроводы и другие коммуникации. Ядра жесткости обеспечивают (за счет выгодной статической работы) высокую жесткость здания при минимальном расходе бетона и стали по сравнению с плоскими системами связевых диафрагм. Кроме того, пространственные ядра жесткости эффективно работают и на восприятие крутящих моментов, возникающих под действием несимметричных горизонтальных (ветровых) нагрузок.
Деформационные швы. В каркасах зданий значительной протяженности устраивают деформационные (температурные) швы, которые расчленяют каркас и все опирающиеся на него конструкции на отдельные участки — блоки. Различают швы поперечные и продольные.
Поперечные температурные швы выполняют из сдвоенных колонн и, как правило, без вставки, т. е. без удвоения поперечных разбивочных осей. Ось температурного шва совмещается с поперечной разбивочной осью, а геометрические оси колонн (а также и опирающихся на них несущих конструкций перекрытия) смещаются с оси температурного шва на 500 мм. При этом на примыкающих к швам участках применяют плиты укороченной длины, а для заполнения промежутка между спаренными ригелями — специальные железобетонные элементы.
сооружают из сборных железобетонных конструкций или из монолитного железобетона. Однако возведение монолитных силосов имеет ряд существенных недостатков: невозможность применения предварительного напряжения арматуры, термической обработки и т. д. Применение монолитного железобетона осложняет производство работ в зимних условиях.
Продольные температурные швы в зданиях с железобетонным каркасом выполняют из двух рядов колонн со вставкой между разбивочными осями размером 500, 1000 и 1500 мм, а в зданиях со стальным или смешанным каркасом — из одного ряда колонн.
Если в продольном температурном шве в покрытии имеются подстропильные конструкции, то для их размещения необходима привязка колонн 250 мм. Иногда температурный шов совмещают с осадочным. В таких случаях температурно-осадочный шов устраивают и в фундаментах спаренных колонн. Расстояния между температурными и температурно-осадочными швами для различных зданий и сооружений даны в соответствующих нормах проектирования.