Как выбрать лучшее настенное соединение?

Первое, что учитывают Шарма и его коллеги-инженеры-строители из команды Elematic Design Services при проектировании соединений для сборных зданий, - это то, как различные типы нагрузок будут воздействовать на конструкцию.

Независимо от того, идет ли речь о горизонтальных или вертикальных соединениях, на них будет воздействовать осевая нагрузка, момент и сдвигающее усилие. Ограничение трещин и изменение температуры также являются частью уравнения.

"Мы смотрим, как эти нагрузки будут воздействовать на конструкцию, и это диктует требования к соединениям", - объясняет Шарма.

Говоря о способах соединения элементов, мы различаем сухие и мокрые швы.

Мокрое соединение означает соединение элементов с помощью мокрого бетона или цементного раствора. Этот метод обычно используется для сборных конструкций в сейсмических районах, говорит Шарма.

"Примером мокрого шва является горизонтальное соединение "стена-стена", где арматура проходит из нижнего сборного элемента в соединительный элемент в верхнем сборном элементе. Когда стена опускается вниз краном, арматура автоматически вставляется в муфту, а затем процесс затирки производится на месте".

Сухой шов означает, что две стеновые панели крепятся друг к другу, как правило, с помощью стальных пластин, скрепленных болтами или сваренных на месте. Как следует из названия, оно не требует бетонирования на месте. Бетон обладает хорошей огнестойкостью, но сталь имеет тенденцию быстро плавиться, поэтому сухие соединения требуют соответствующей огнезащитной обработки.

"Какой бы тип соединения мы ни решили использовать для проекта, каждое соединение будет испытывать все категории сил, и инженер должен убедиться, что соединение сможет их выдержать".

Стеновые панели соединяются в двух направлениях: Горизонтально соединенные сборные панели, расположенные друг на друге, как правило, на разных этажах здания. Они предназначены для восприятия нагрузки, идущей сверху вниз по элементам стен, опирающимся друг на друга.

Вертикальные соединения, напротив, соединяют элементы на боковых гранях.

Они оба важны, но инженеры-конструкторы уделяют особое внимание горизонтальным швам.

"Если горизонтальное соединение разрушится, то элемент, расположенный выше, естественно, разрушится, что приведет к разрушению элемента, расположенного выше, и так далее. Постепенно вся конструкция разрушится", - говорит Шарма.

Он сравнивает важность горизонтальных соединений с любыми вертикальными элементами конструкции, такими как колонны и стены. Горизонтальные элементы, такие как балки и перекрытия, естественно, тоже важны, но их, как правило, можно устранить на месте в случае разрушения.

Высотные конструкции в средней и высокой сейсмической зоне требуют прочных соединений. Из-за сильного сжатия, возникающего на концах стены, требуется двойной слой дюбелей (проектируемых стержней) для продолжения от нижней стены до верхней.

Мокрое бетонирование на объекте производится не только внутри межстенного шва, но и продолжается через арматурную сетку по всему перекрытию, образуя диафрагму. Все различные сборные элементы - стены, колонны, балки и перекрытия - имеют выступы арматуры, загнутые в диафрагму перед заливкой.

Диафрагма выступает в качестве связующего элемента, обеспечивая единство всех сборных элементов этого этажа при воздействии боковых сил, возникающих, например, при землетрясении или ветре. Инженеры-строители называют это эмулятивным поведением, поскольку оно имитирует поведение эквивалентной монолитной конструкции.

Поскольку гравитационная нагрузка меньше, для передачи нагрузки не требуется два слоя дюбелей, проложенных от нижней стены к верхней. С одним слоем средних дюбелей пустотелые плиты могут опираться на верхнюю поверхность стены и, следовательно, не нуждаются в карнизе.

Как правило, вертикальные швы бывают двух видов: сейсмо- и ветроустойчивый шов, имитирующий поведение одной стены, отлитой на месте, и шов, соединяющий две отдельные стены.

Шарма и остальные члены команды Elematic Design Team работают в Индии, стране с высокой сейсмической активностью. Не забывая о риске землетрясений, Шарма также напоминает, что главной задачей является удобство строительства.

"Мы должны помнить о последовательности строительства, чтобы убедиться, что вертикальный шов в таком типе соединения, где пытаются добиться эмульсионного поведения, не должен вызывать затруднений у команды строителей".

Это вертикальное соединение призвано заставить две стены вести себя так, как будто они были отлиты как одна стена. С обоих концов стены выходят перевернутые U-образные стержни, а внутри находятся стремена.

Его легко возвести: у вас есть боковые двойные брусья, затем вы устанавливаете опалубку с каждой стороны и заливаете бетон сверху (изображение - вид в плане).

Та же философия используется для Т-образных переходов. Вокруг всех вертикальных колонн проходит дополнительная стяжка, что также позволяет добиться эмулятивного поведения.

В ситуации, когда единственной критической передаваемой силой является сдвигающая сила, мы не хотим, чтобы момент передавался от одной стены к другой. Здесь эмулятивное поведение не требуется.

Не требуется дополнительных работ по установке опалубки и бетонированию. Вместо этого используются соединения с помощью проволочных петель: система, использующая перекрывающиеся проволочные петли, одну перекидную планку и цементный раствор.