Диафрагмы жесткости в каркасных зданиях: назначение, конструкция, крепление и установка

Когда большинство людей слышит выражение «каркасный дом», то они представляют деревянную постройку. Однако существуют здания, возводимые по каркасно-монолитной технологии, которые имеют в основе бетон. Использоваться при проведении работ может металлический профиль или железобетонные конструкции. Каркас обшивается цементно-стружечными плитами, а сами стены могут быть выполнены из блоков или кирпича. Важно помнить о том, что такие здания предусматривают необходимость установки диафрагмы жесткости, о конструктивных особенностях которой и пойдет речь ниже.

Назначение

Между колоннами на всю высоту каркасных построек устанавливаются вертикальные стеновые панели. У последних в верхней части могут присутствовать полки для установки плит перекрытия.

Данные элементы связывают между собой и друг с другом колонные панели, при этом они обеспечивают пространственную жесткость всей постройке. Они должны находиться в зданиях во всех направлениях таким образом, чтобы происходило пересечение и образовывались Т-образные или Г-образные фигуры. Их крепление с колоннами осуществляется по высоте минимум в трех точках. При этом используется сварка закладных деталей. Диафрагмы жесткости наиболее часто устанавливаются на ленточных фундаментах, в некоторых случаях основаниями выступают монолитные плиты.

Конструкция

Диафрагмы, которые используются для повышения жесткости, могут иметь разный тип конструкции, среди них можно выделить:

• двухполочные;
• однополочные;
• сплошные;
• с дверными проемами;
• составные;
• с вентиляционными каналами.

В последнем случае речь идет о диафрагмах, которые представляют собой вентиляционные блоки. Панели для таких диафрагм изготавливаются из бетона класса М-300, это касается нижних этажей здания, тогда как для самых последних применяется раствор марки М-200.

Диафрагмы жесткости могут изготавливаться в разные периоды года. Если работы ведутся летом, то прочность бетона должна составлять 70% от проектной, тогда как в зимний сезон этот показатель должен достигать 100%. Арматура железобетонных сборных панелей изготавливается из нижних и верхних стоек, а также арматурного блока, который обладает укрупненными размерами. Если высота каркаса не превышает 3 м, а конструкция диафрагмы не имеет дверных и других проемов, то каркас может быть облегченным.

Что еще необходимо знать об особенностях конструкции

Диафрагмы жесткости могут иметь в своем составе проемы для армирования по периметру. При этом следует учитывать концентрацию напряжения в углах. Основной задачей при этом выступает сбор пилонов жесткости. Важно осуществить расчеты геометрических параметров и проверить, соответствует ли прочность характеристикам. Анализу следует подвергнуть еще и действующие усилия в конструкциях. Какими бы конструктивными особенностями ни обладали диафрагмы жесткости, они рассчитаны на центральное сжатие, а также сдвигающие усилия от горизонтальных и вертикальных нагрузок. Если присутствуют проемы, то элементы следует проверить на совместное воздействие напряжения в верхней части стены.

Особенности крепления диафрагм жесткости

Монолитные диафрагмы жесткости должны находиться в пролете между колоннами, их соединение между собой осуществляется с помощью монолитного ригеля, он монтируется по верхней части диафрагмы. Последние должны простираться по всей высоте постройки, а в отдельных случаях возможен вариант, когда элементы не устанавливаются на техническом этаже.

Нижний этаж должен опираться на ростверк фундамента с помощью закладных деталей. Для того чтобы обеспечить устойчивость здания, диафрагмы устанавливаются в обоих направлениях. Вертикальные должны быть размещены по плану равномерно, они совмещаются с ограждениями лифтовых узлов. Диафрагма жесткости в каркасных зданиях должна устанавливаться в количестве не менее трех в одном температурном блоке. Геометрические оси данных элементов не должны пересекаться, центр тяжести должен совпадать с центром тяжести оси постройки.

Для того чтобы увеличить пространственную жесткость здания, которое имеет повышенную этажность, необходимо предусмотреть мероприятия, обеспечивающие совместность работы диафрагм с каркасом. Этого можно достичь методом устройства шпоночного соединения между колонной и диафрагмой.

Рекомендации по установке

Для того чтобы была максимально прочной стена, диафрагма жесткости должна присутствовать в здании. Если речь идет о серии ИИ-04, то в верхних углах таких изделий должны быть подрезки, на которых впоследствии будут размещаться консоли колонн. Помимо этого, в углу диафрагмы имеются выпуски стальных стержней. Для фиксации диафрагмы этой серии применяется замкнутый контур на каркас из стальных стержней, диаметр последних может изменяться от 12 до 28 мм. Стержни всегда привариваются, что гарантирует дополнительную прочность конструкции.

Серия диафрагмы жесткости может выглядеть как 1.020-1, в этом случае на элементах нет угловых подрезок. Такие конструкции армируются специальными вертикальными каркасами, а по периметру конструкции фиксируется стальная сетка, диаметр ее стержней может изменяться от 5 до 12 мм, тогда как ячейки обладают размером 200 мм. Диафрагмы данной серии устанавливаются параллельно по отношению к ригелям, а после замещают данные строительные элементы.

Заключение

Те диафрагмы, которые располагаются параллельно по отношению к ригелям, лишены дополнительных консолей. На вертикальных гранях ИИ-04 имеются места, с помощью которых конструктивные каркасы будут соединены с колоннами. Если же вы будете использовать диафрагму серии 1.020-, то для нее следует подготовить закладные детали.

Стоит упомянуть еще и о том, что диафрагмы называются ядрами жесткости, и представляют собой один из основных элементов построек любого назначения. В качестве задачи данной составляющей выступает восприятие горизонтальных нагрузок по типу сейсмических и ветровых, которые воздействуют на здание.