Расчётные предпосылки
Массивные стены способны воспринять значительные горизонтальные силы, так как благодаря своей большой прочности на сдвиг они имеют незначительные деформации. При работе в качестве ветровых дисков они воспринимают только те силы, которые действуют в их плоскости. Поэтому отдельно стоящие стены (рис. 1) могут воспринимать только ветровые усилия одного направления. Для обеспечения жесткости здания необходимы по крайней мере две стены, поставленные друг к другу под углом, близким к прямому (рис. 2). Замкнутая коробка (ядро жесткости) из массивных стен (рис. 3) может дополнительно воспринимать крутящие моменты, которые появляются вследствие несимметричного положения ядра жесткости здания в плане при условии, что поперечное сечение ядра жесткости сохраняет свою форму благодаря расположенным внутри диафрагмам или соединению с жесткими дисками перекрытий.
Производство работ
Массивные стеновые диски или ядро жесткости, как правило, бетонируются на месте, реже монтируются из сборных элементов. Они возводятся до монтажа стального каркаса, так как должны служить последнему опорой. Если они в виде исключения сооружаются после монтажа стального каркаса, то необходима установка монтажных связей. Отдельные стеновые диски из-за недостаточной устойчивости из своей плоскости могут возводиться с опережением монтажа каркаса только на несколько этажей. Ядра, которые сами по себе устойчивы, могут быть полностью возведены до монтажа стального каркаса или могут возводиться с опережением. В первом случае подъемные механизмы для монтажа каркаса устанавливаются на них или крепятся к ним. При возведении ядра жесткости используют следующие методы.
Способы возведения железобетонных стен
Установка опалубки на этаж применяется только в зданиях небольшой высоты. Опалубка может быть изготовлена с малыми допусками. Любые закладные и выступающие элементы крепления для перекрытий могут быть легко установлены.
Для высоких зданий лучше передвижная опалубка. Она поддерживается возведенными конструкциями здания. Возможно подтягивание на этаж. Выступающие элементы нежелательны, так как препятствуют передвижению опалубки.
Самым рентабельным является метод скользящей опалубки. Он применяется в основном при замкнутом плане ядра жесткости. Не должно быть выступающих деталей. Их фиксация представляет трудную проблему и возможна только путем армирования. При этом методе необходимо учитывать возрастающие с высотой размеры допусков и необходимость особенно точно выдержать размеры поперечного сечения ядра жесткости. Изменение толщины стены требует перестройки опалубки.
Стеновые диски из железобетонных сборных элементов могут изготовляться с очень малыми допусками, особенно если используются стальные формы. Точная заделка элементов крепления, в том числе заранее установленных, возможна. Соединение панелей друг с другом, обеспечивающее прочность крепления, требует тщательной проработки конструкции и ее выполнения. Способ не годится при передаче больших горизонтальных сил, так как панели получаются тяжелыми.
Передача усилий
Железобетонные диски конструируются и рассчитываются по нормам проектирования железобетонных конструкций. Особо следует отметить необходимость надежного крепления конструкции несущего перекрытия к железобетонным стенам. Так как горизонтальные силы передаются с помощью дисков перекрытий, то требуется их прочное соединение с железобетонными стенами, которые чаще всего удовлетворяют остальным требованиям, таким, как огнезащита и звукоизоляция.
Балки перекрытий нуждаются в опорах для передачи вертикальных сил (рис. 4).
С несущего перекрытия на железобетонные стены передаются следующие усилия (рис. 5):
- вертикальная сила V от постоянных и временных нагрузок;
- горизонтальная сила Н, действующая вдоль балок от ветрового напора и отсоса на расположенные параллельно диску фасадные плоскости, а также усилия от температурных изменений в том же направлении;
- горизонтальная сила 7 от ветра на фасадные плоскости, стоящие перпендикулярно плоскости диска, и от температурных изменений в том же направлении.
Момент защемления должен быть уменьшен соответствующей конструкцией крепления. Часть этих усилий должна быть воспринята во время монтажа для стабилизации основных конструкций. Большие трудности возникают в связи с необходимостью обеспечения допусков в размерах железобетонных дисков, так что для немедленного выполнения прочных соединений требуются особые мероприятия.