система КУБ-3V

Подробное описание

Российская компания «СИСТЕМА СТРОЙ»

stroy@r52.ru

www.stroy.r52.ru www.kub3v.ru

Особенности каркасной системы KУБ-3V:

1. Система КУБ-3V это сборно-монолитный безригельный каркас для строительства жилых зданий до 24-х этажей в несейсмических районах и до 16-ти этажей в сейсмических районах, при этом предельная высота здания (этажность) в сейсмических районах зависит от интенсивности сейсмических воздействий в баллах (сейсмичность) в районе строительства.

2.Каркасная система KУБ-3V соответствует современным техническим регламентам Российской Федерации (СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». - регламентирует нагрузки и воздействия на строительные конструкции, в частности постоянные, длительные, кратковременные, ветровые, снеговые и другие типы нагрузок. Также в данном нормативном документе приведены данные по коэффициентам сочетания и запаса прочности. СП 20.13330.2011 является аналогом Еврокод 1, BAEL 91, DTR C2-47/NV99 (RNV 99). СП 14.13330.2014 «Строительство в сейсмических районах» - регламентирует и устанавливает требования по расчету с учетом сейсмических нагрузок, по объемно-планировочным решениям, конструированию элементов и их соединений, для обеспечения сейсмостойкости зданий и сооружений.

Рис. 1 Соединение колонн в уровне плиты перекрытия.

4.Пространственная жесткость зданий системы KУБ-3V в обоих направлениях обеспечивается несущим сборно-монолитным каркасом в сочетании с вертикальными диафрагмами, а также связями раскосами по восходящей схеме, что обеспечивает достаточную прочность здания. Каркас здания имеет усиленный внутренний ригель в двух направлениях, который находится в теле сборно-монолитного перекрытия.

5.Стык между колоннами в системе KУБ-3V выполняется в уровне плиты перекрытия (смотри рис. 1). В колоннах в местах максимальных нагрузок несущие арматурные стержни усиливаются хомутами шагом (на расстоянии)100 мм из арматуры класса А1 диаметром от 8 до 10 мм. Плита перекрытия в местах крепления с колонной имеет усиленную обойму из металлического уголка 100х63х6 мм. Данные технические решения в системе KУБ-3V не позволяют выпучиваться рабочей арматуре в местах крепления между колоннами, тем самым предотвращает разрушение колонны.

3.В 2015 выполнен подробный расчет соответствия системы КУБ-3V (KUB-3V-ALG) для строительства в сейсмических районах Алжирской Народной Демократической Республики (АНДР). Статический и прочностной расчет несущих конструкций жилого здания системы КУБ-3V (KUB-3V-ALG) выполнялся в программе Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2016 с учетом сейсмических воздействий по нормам RPA 99 (нормы АНДР). Расчёты показали возможность использования системы КУБ-3V (KUB-3V-ALG) в жилых зданиях до 16-ти этажей в сейсмических районах АНДР.

Подробное описание системы KУБ-3V. Основными частями составляющие каркас системы KУБ-3V являются - панели перекрытия (разделяющиеся на надколонные, межколонные и средние) и колонны. В качестве элементов жесткости применяются диафрагмы и связи.

Процесс монтажа изделий системы KУБ-3V производиться в следующей последовательности:

1. Производиться установка колонн на железобетонные фундаменты стаканного типа с последующим бетонированием (смотри рис.2).

2. После установки колонн производится монтаж панели перекрытия на колонну (смотри рис.5). При монтаже надколонной панели перекрытия применяют кондуктор, который фиксирует панель строго по проекту в горизонтальном направлении , а усовершенствованный опорный столик фиксирует расположение панели по вертикали (проектная отметка) (смотри рис.3 и 4). Установленная на проектную отметку надколонная панель перекрытия - крепится к колонне с помощью сварки обечайки панели с рабочей арматурой колонны, используя стальные посредники в виде уголков или пластин. Далее монтируются межколонные панели перекрытия и затем средние панели, при этом арматурные выпуски торцов смежных панелей совмещают таким образом, что образуется петля, в просвет которой вставляются арматурные стержни. После установки арматуры стыки панелей перекрытия бетонируются (смотри рис.9), одновременно бетонируются стыки надколонной панели с колонной, с добавлением в бетон добавок повышающие сцепление свежего бетона с бетоном изделий. Установка панелей перекрытия в проектное положение производится с помощью специальных стоек, которые устанавливаются под стыками смежных панелей (смотри рис.6);

3. Далее производится монтаж следующего яруса колонн. Стык колонн предусматривает принудительный монтаж, при котором фиксирующий стержень нижнего торца верхней колонны должен войти в патрубок верхнего торца нижней колонны. Сварка арматуры выполняется при условии растягивающих усилий в стыке.

4. Монтаж диафрагм производится на смонтированное перекрытие. Диафрагмы устанавливаются поэтажно друг на друга, опираясь на панель перекрытия специальными закладными, установленные в нижней части торца изделия. Крепление диафрагм производится к панелям перекрытий в верхней и нижней части с установкой дополнительных арматурных стержней, а так же к колоннам с помощь установленных закладных деталей на колонне и диафрагме. Одновременно с замоноличиванием перекрытий бетонируется горизонтальный шов диафрагмы;

7. Система KУБ-3V - это безригельная система каркасного домостроения в ней отсутствуют внешние ригели. Ригель встроен в плиту перекрытия.8. Вертикальные диафрагмы жесткости в системе KУБ-3V устанавливаются в продольном и в поперечном направлении. Плиты перекрытия в системе KУБ-3V жестко крепятся между собой при помощи выступающих металлических петель. Тем самым создается единый жесткий сборно-монолитный диск перекрытия.

6. В системе KУБ-3V диафрагмы жесткости имеют усиленное армирование. Диафрагмы жесткости устанавливаются поэтажно друг на друга опираясь на панель перекрытия специальными металлическими закладными деталями, установленными в нижней части торца изделия с последующим соединением диафрагм жесткости между собой с плитой перекрытия и колоннами, образуя жесткость каркаса

Рис.2 Установка колонн на железобетонный фундамент стаканного типа.

Рис.1 Колонна. Кондуктор. Сборный опорный столик. Плиты перекрытия (надколонная, межколонная, средняя)

Рис. 3 Установка сборного опорного столика

Рис.4 Установка кондуктора и опорного столика

Рис.5 Монтаж надколонной панели перекрытия на колонну

Рис.6 Опорные стойки устанавливаются по периметру панели перекрытия

Рис.7 Монтируются надколонные панели перекрытия, затем межколонные

Рис.9 Швы между панелями перекрытия заполняются мелкозернистым бетоном

Рис. 8 Последними монтируют средние плиты перекрытия

Рис.10; 11; 12. Этапы строительства

Описание работы каркаса системы KУБ-3V

В основе каркаса лежит принцип заменяющих рам. Заменяющие рамы образуются в двух взаимно перпендикулярных направлениях путем рассечения каркаса вертикальными плоскостями, проходящими параллельно осям колонн через середины смежных поперечных пролетов (внутренних и крайних). В результате заменяющие рамы получаются в виде ряда колонн, соединенных условными ригелями (балками), состоящими из полосы (части плиты) шириной равной расстоянию между серединами двух поперечных пролетов примыкающих к соответствующему ряду колонн. (Рис. 1)

При нерегулярном расположении отдельных колонн в общем случае рекомендуется рассматривать регулярную систему рам с взаимно перпендикулярными осевыми линиями, проходящими через центр всех колонн. При этом в точках пересечения осевых линий, где колонны отсутствуют, принимается условная (фиктивная) упруго податливая опора, податливость которой характеризуется прогибом условного ригеля заменяющей рамы в направлении, перпендикулярном рассматриваемому.

Условный ригель (балка) получается за счет определенной укладки арматурных стержней в конструктивных элементах. (Рис.2)

Рис. 1 Схема заменяющих рам (заштрихован скрытый ригель)

Рис. 2 Схема усиления армирования (надколонной) плиты для получения

скрытого ригеля (балки).

Также следует отметить, что в системе KУБ-3V разработана конструкция узлов крепления связей к колоннам, снижающая вероятность резонанса сооружения при вынужденных колебаниях (сейсмическое воздействие). Также узел крепления плит между собой обладает хорошими распределительными возможностями т.к. является условно жестким (с несущей способностью по моменту силы 50кН*м), что позволяет при превышении максимальных усилий в элементе перераспределять нагрузки за счет образования шарнира в стыке плит, без разрушения самого несущего конструктивного элемента. Это дает преимущество по восприятию динамических воздействий и противостоянию разрушения конструкций здания.

Описание взаимодействия между элементами каркаса.Основные соединения:

1. Соединение колонна - плита перекрытия – жесткое, выполнено за счет приварки обечайки плиты к арматурным стержням колонны, используя стальные посредники в виде уголков или пластин и последующим бетонированием соединения (смотри Рис.1.1).

Рис.1.1 Соединение плиты перекрытия с колонной

2. Соединение колонна – диафрагма жесткости – жесткое, выполнено путем сварки закладных деталей колонны и сборной диафрагмы жесткости.

Рис.2.1. Соединение колонна - диафрагма жесткости

Заделка бетоном

Соединительный элемент

Колонна

Панель перекрытия

3. Соединение плита перекрытия – диафрагма жесткости - шарнирное, осуществлено путем навешивание плит перекрытия над стеной жесткости с частичной передачей нагрузок вдоль оси О.

Рис.3.1. Соединение плита перекрытия – диафрагма жесткости

4. Соединение колонна – фундамент – жесткое, выполнено путем заведение колонны в фундамент стаканного типа, либо приваркой арматурных выпусков из фундамента и колонны с последующим бетонированием.

Рис. 4.1.Соединение колонна - фундамент стаканного типа

5. Соединение колонна – колонна – жесткое, осуществляется приваркой арматурных стержней колонн между собой с последующим бетонированием стыка.

Рис.5.1. Стык колонна – колонна

6. Соединение плита-плита – жесткое (конечной жесткости на изгиб из плоскости плиты в 50кН*м), осуществляется путем бетонирование выпусков из плит перекрытия.

Рис.6.1. Соединение плита – плита

7. Соединение сборных элементов стены диафрагмы жесткости– жесткое, осуществляется путем бетонирования выпусков из сборных элементов стены диафрагмы жесткости.

Рис.7.1. Соединение сборных элементов стены диафрагмы жесткости.

Общая схема передачи нагрузок.

Вертикальные нагрузки передаются с плит перекрытия на колонны, а после на фундамент здания. Горизонтальные нагрузки передаются с перекрытий на колонны, с колонн на стены диафрагмы жесткости и фундамент здания. Динамические нагрузки воспринимаются совокупностью конструктивных решений каркаса здания - рамными связями плит перекрытия с колоннами и стенами диафрагмы жесткости с учетом жесткого соединения колонн с фундаментом здания.

Рис.7.2. Соединение колонна - диафрагма жесткости

Варианты наружных ограждающих конструкций

1. Керамическая плитка 2. Гибкие связи 3. Лицевой кирпич 4. Воздушный зазор 5. Газобетонные блоки 6. Термовкладыш

1. Доборный кирпич 2. Гибкие связи 3. Лицевой кирпич 4. Воздушный зазор 5. Блоки «СКЦ» 6. Термовкладыш 7. Утеплитель

1. Крепёжный элемент 2. Штукатурный слой 3. Газобетонные блоки 4. Утеплитель

1. Крепёжный элемент 2. Фасадная плитка 3. Воздушный зазор 4. Кирпич 5. Утеплитель

1. Защитное покрытие 2. Наружная стеновая панель 3. Термовкладыш 4. Утеплитель

Несущий каркас здания состоит только из внутренних элементов (колонн, перекрытий и при необходимости связей или диафрагм). В качестве наружных ограждающих конструкций (стен) могут использоваться практически любые фасадные решения: облегченные теплоэффективные каменные (в т.ч. облицованные кирпичом), различные навесные панели, вентилируемые фасады, витражные ограждения и т.д.

Вариант фасадных панелей и обоснование системы креплений.Для сборного железобетонного каркаса системы KУБ-3V, эффективно использовать наружные стены МЕТТЭМ по технологии ЛСТК. Легкие конструкции наружных стен – это прочность , надежность и долговечность конструкции здания , его пожаробезопасность, защита от шума, устойчивость к воздействию внешней среды. Наружные стены МЕТТЭМ по технологии ЛСТК состоят из следующих элементов: в качестве каркаса используется стальной холоднокатаный оцинкованный прокат, заполнителем каркаса наружной панели служит высокоэффективная минераловатная плита, для внутренней отделки наружной панели применяют цементно-стружечные плиты, а для наружной применяют: цементно-стружечные плиты, фиброцементные листы и т.д.. Монтаж легких конструкций наружных стен производится с частичны заходом стен во внутрь здания, при этом верхняя часть стены примыкает к плите перекрытия, боковые части примыкают к колоннам, а нижняя часть частично опирается на плиту перекрытия. Смонтированная наружная стена крепится в верхней части с помощью стальной пластины, а нижняя с помощью стального уголка. К наружной стене стальной уголок и пластина крепятся с помощью самонарезающих винтов, а к плите перекрытия с помощью анкерных болтов.

Объекты со сборно-монолитным безригельным каркасом системы КУБ

Малоэтажные дома

Россия, г. Санкт-Петербург, Межозёрная улица, дом 16, литер А,

Жилой многоквартирный дом

со встроенной подземной автостоянкой

5 336 м.кв. общ. пл.

Россия, Ленинградская обл.,

п. Усть-Луга, квартал Ленрыба,

малоэтажный жилой комплекс

10 000 м.кв. общ. пл.

Россия, Ленинградская обл., г. Шлиссельбург, ул. Красный тракт,

малоэтажный жилой комплекс

23 000 м.кв. общ. пл.

Многоэтажные дома

Россия, Ленинградская обл., Всеволжский р-он, шоссе в Лаврики, 64

жилой комплекс переменной этажности

12-14-16 этажей по сборно-монолитной технологии КУБ-3V

88 008 м.кв. общ. пл.

Россия, г. Санкт-Петербург, п. Парголово

три 24-этажных дома жилого комплекса комфорт-класса

возводятся по сборно-монолитной технологии КУБ-3V

Россия, г. Нижний Новгород, ул. Генкиной 61,

10-ти этажный жилой дом

10 490 м.кв. общ. пл.

Россия, г. Нижний Новгород, ул. Ошарская 96,

10-ти этажный жилой дом

8 090 м.кв. общ. пл.

Россия, г. Ульяновск,

ул. Октябрьская 1,2,

24-ти этажный жилой дом

51 189 м.кв. общ. пл. парковка для авто

4 475 м.кв.

Россия, г. Королёв,

Московская обл.,

жилой комплекс