Трубобетонная опорно-стержневая система каркаса высотных зданий | ООО «Нижнетагильский завод металлических конструкций»
НТЗМК разработал технологию возведения высотных зданий с трубобетонными вертикальными конструкциями заводской готовности и применил ее в проекте офисного центра в комплексе Екатеринбург-Сити. Данное здание стало уникальным, так как это первое в России стометровое здание с использованием трубобетона.
Трубобетонная опорно-стержневая система является сталежелезобетонной каркасно-стволовой системой здания. Пространственная жесткость здания обеспечивается совместной работой с жесткими узлами сопряжения трубобетонных колонн, монолитных ядер жесткости, стен и горизонтальных монолитных дисков перекрытий с вкладышами в виде пустообразователей, а также жесткими узлами сопряжения вертикальных конструкций с фундаментом.
Разработанная трубобетонная колонна (ТБК) является современным техническим изделием заводской готовности и представляет собой достаточно сложный объект, состоящий из различных элементов и частей.
Каждая из частей ТБК имеет иногда несколько функций, за счет которых учтены все технические аспекты высокоэффективной, быстромонтируемой, безопасной несущей конструкции.
ТБК — это внешняя стальная оболочка из металлической трубы из высокопрочной стали, с сварным каркасом из высокопрочной арматуры, заполненная высокопрочным самоуплотняющемся бетоном (СУБ), а так же оснащена опорными столиками в виде фланцев.
Соединения ТБК между собой при помощи болтовых соединений через опорные фланцы обеспечивают одновременно ускоренный монтаж колонн и усиление связей колонн с перекрытиями.
Заполнение ТБК бетоном улучшает ее противокоррозионную стойкость, защищая от коррозии ее внутреннюю поверхность, повышая жесткость элементов, увеличивает локальную устойчивость стенок трубы, сопротивление оболочки смятию при ударных воздействиях, существенно повышает огнестойкость конструкций.
Дополнительная защита от среза плиты обеспечивается тем, что в опорных элементах размещены удерживающие стальные ребра и опорные консоли, частично заведенные в тело колонны, а также приколонная зона дополнительно армированы.
Поскольку узлы сопряжений колонн с этажными перекрытиями располагаются внутри монолитных дисков перекрытий, они надежно изолированы, обеспечивая улучшение показателей огнестойкости каркаса, и улучшают эстетику и эргономику внутренних помещений здания, увеличивают их полезный объем.
ТБК, выполненные с арматурными выпусками в верхней части, входящими при монтаже из нижней колонны в верхнюю, обеспечивают повышение надежности узла соединения колонн и усиление несущей способности каркаса в целом. При этом в узлах соединения стыков колонн заполнение нижней колонны самоуплотняющимися бетонными смесями (СУБС) при монтаже осуществляется до уровня, не превышающего нижнюю границу вышележащего перекрытия. При такой разбежке шов бетонирования располагается ниже перекрытия, что позволяет улучшить сопротивляемость узлов вертикальным и горизонтальным нагрузкам за счет перераспределения усилий нагрузок и упрочения связей элементов узлов.
Возведение каркаса может быть осуществлено следующим образом:
На стройплощадку в виде изделий заводской готовности завозятся колонны, а также пустотообразователи для монолитных перекрытий.
После устройства фундамента и подземной части здания производится возведение одного или более ядер жесткости здания, после чего осуществляется поярусный монтаж колонн и перекрытий.
Для повышения качества бетонирования и уплотнения бетона, его укладку в тело колонны необходимо производить методом напорного бетонирования на полную высоту колонны до проектной отметки.
Использование данное технологии позволяет:
- снизить вес здания на 30%
- уменьшить поперечное сечение колонн в 2 раза
- уменьшить толщину фундаментной плиты
- уменьшить сечение перекрытий, исключить балки и капители
- снизить металлоемкость в 1,5 раза, снизить объем бетона на 40%
- снизить трудоемкость возведения вертикальных конструкций на 30%
- снизить срок строительства в 2 раза за счет исключения операций, связанных с армированием и опалубочными работами
