Рекомендации
Расчет и конструирование индустриальных конструкций первых нежилых этажей крупнопанельных зданий

Государственный комитет по архитектуре и градостроительству при Госстрое СССР

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт типового и экспериментального проектирования жилища (ЦНИИЭП жилища)

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ И КОНСТРУИРОВАНИЮ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПЕРВЫХ НЕЖИЛЫХ ЭТАЖЕЙ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

Утверждены председателем Научно-технического совета, директором института С -В .Николаевым (протокол № 20 от 27/1Х-1990 г.)

Москва

3.1.6. При высоких свайных без ростверковых фундаментах    под

внутренними стенами для обеспечения возможности раскрытия проема в стенах нежилого этажа от 2 м и более необходимо для восприятия растягивающих усилий в уровне пола первого нежилого этажа выполнять затяжки в виде железобетонной балки ростверка либо соединять оголовники свай закладными деталями, работающими на растяжение.

3.1*7. Для обеспечения общей устойчивости конструкций здания рекомендуется объединять панели внутренних стен первого нежилого этажа между собой и с панелями наружных стен в единую пространственную систему путем заполнения монолитным бетоном вертикальных стыков, последующего уплотнения их вибраторами, устройства бетонных шпонок по боковым граням панелей, а также надежно соединять на сварке закладные детали плит перекрытий и стен. Внутренние и наружные стены нежилого этажа должны соединяться в вертикальном стыке не менее чем тремя сварными связями 612А-1.

3.1 .8. При разработке архитектурно-планировочных решений встроенных общественных помещений рекомендуется организовывать залы с увеличенными проемами только с одной стороны здания, располагая в другом пролете помещения обслуживания, не требующие проемов с большим раскрытием.

В зданиях высотой выше четырех этажей в диафрагмах с несимметричными проемами в первом нежилом этаже шириной 2 м и более либо с двумя и более проемами по поперечным осям необходимо наличие сквозных поперечных стен.

3.1.9.    При проектировании встроенных помещений рекомендуется не допускать, чтобы боковая внешняя грань панели первого типового этажа находилась над перемычкой проема первого нежилого этажа.

3.1.10.    Для увеличения размера проема в панели первого нежилого этажа рекомендуется выполнять следующие архитектурно-планировочные и конструктивные меры:

-    проем в панели в первом нежилом этаже располагать симметрично относительно оси стены;

-    проем в первом типовом жилом этаже располагать в зоне перемычки над проемом первого нежилого этажа;

-    высоту (жесткость) перемычки панели первого этажа в зоне ее заделки в простенок увеличивать путем применения вутов, арочных проемов;

-    увеличивать класс бетона стен;

-    увеличивать толщину стен первого нежилого этажа, применять в первом типовом жилом этаже над панелями с увеличенными проемами спаренные панели;

-    армировать платформенные стыки в уровне пола первого жилого этажа горизонтальными сетками.

Выбор наиболее эффективных мер для каждого конкретного случая рекомендуется производить согласно расчету (см.раздел 3.2).

10

3.1.11.    Панели внутренних стен с большими проемами (2 м и более) во встроенных первых этажах рекомендуется выполнять железобетонными из бетона класса не ниже В15. При кассетном изготовлении необходимо повысить класс бетона на одну ступень.

3.1.12.    Рекомендуется тщательно контролировать качество панелей первых этажей с большими проемами. Не допускаются трещины шириной более 0,05 мм в зонах опор и перемычки, нарушения горизонтальной поверхности нижней и верхней опорных граней, ослабления опорных граней отверстиями и гнездами для размещения закладных деталей, соединительных коробок и т.д.

Запрещается размещать внутреннюю электропроводку в теле панелей внутренних стен нижних нежилых этажей с увеличенными проемами.

3.1.13.    В панелях внутренних стен первых этажей с шириной проема 2 м и более обязательно устройство по низу затяжки сечением не менее 2 6 12А-Ш и надежная анкеровка стержней в теле простенков.

3.1.14.    Для стыковки наружных и внутренних стен жилой и встроенной частей здания из разных серий проектов необходима унификация горизонтальных стыков, очертаний граней панелей, конструкций лестничных клеток, привязок стен и других элементов жилой и встроенной части.

3.2. Расчет конструкций

3.2.1.    Расчет жилых зданий со встроенными нижними нежилыми этажами на действие вертикальной и горизонтальной (ветровой) нагрузок допускается вести независимо. В первом приближении усилия в конструкциях здания высотой до 12 этажей от действия горизонтальной нагрузки и их распределение между столбами и диафрагмами рекомендуется определять как для регулярной системы без учета изменения положения и размеров проемов в стенах нижних этажей по сравнению с их положением и размерами в типовых этажах. После определения усилий от действия горизонтальной нагрузки каждую из вертикальных диафрагм рекомендуется рассчитывать с учетом реальной схемы и расположения проемов на нагрузки, полученные из первоначального расчета.

При расчете рекомендуется учитывать, что для зданий высотой 10 этажей и менее, как правило, усилия от ветровых нагрузок не являются определяющими для назначения бетонных сечений конструкций и их армирования. Поэтому компоновку несущей системы таких зданий со встроенными нежилыми помещениями допускается выполнять исходя из расчета на вертикальные нагрузки.

3.2.2.    Расчет диафрагм, в первых нежилых этажах которых положение и размеры проемов не изменены по сравнению с типовыми этажами, следует производить Диалогичную расчету стен обычных крупнопанельных зданий Из].

11

3.2.3.    Несущую систему вертикальных конструкций нижних нежилых этажей с увеличенными проемами рекомендуется рассчитывать в стадии эксплуатации на действие вертикальной нагрузки совместно с опирающимися на них конструкциями стен верхних этажей, т.е. в виде диафрагм. При расчете допускается из несущей диафрагмы выделять фрагмент, состоящий из конструкции подвала, техподполья, первого нежилого этажа с увеличенными проемами, технического этажа и типового жилого этажа либо (при отсутствии технического этажа) из двух типовых этажей. По верху фрагмента должна быть приложена полезная нагрузка и нагрузка от веса конструкций всех вышерасположенных этажей, а в уровне перекрытий всех нижележащих этажей - нагрузка, действующая на перекрытие одного этажа. В расчетной схеме на диафрагму должны быть наложены все связи, соответствующие реальным закреплениям фрагмента в здании.

3.2.4.    Выбранный фрагмент диафрагмы рекомендуется рассчитывать как составную балку-стенку с использованием метода конечного элемента (МКЭ).

На начальном этапе проектирования расчет допускается выполнять в упругой стадии.

При разработке расчетной схемы (рис. 3) МКЭ рекомендуется: модель разбивать на прямоугольные элементы таким образом, чтобы размеры простенков и перемычек были кратны размерам сет

ки:

при арочных проемах дуги окружности заменять прямыми и вводить в углах треугольные плоские элементы;

платформенный стык моделировать в виде прямоугольных элементов толщиной, равной средней толщине верхней и нижней панелей, и с модулем упругости, который является обратной величиной податливости платформенного стыка на сжатие и определяется по формуле:

Еф =•    ^    »

где Кпд ~ жесткость платформенного стыка

(3.2)

F - площадь платформенного стыка,

£    -    высота платформенного стыка (высота перекрытия плюс

две толщины швов);

Дшв Д шн ~ коэффициент податливости при сжатии верхнего и нижне-'    го растворных швов;

г^пер- высота перекрытия;

Епер - модуль упругости перекрытия.

В плоскую расчетную модель необходимо включать горизонтальные связи между конструкциями, расположенными по одной оси, которые, как правило, работают в нижнем этаже на растяжение, а выше - на сжатие, с их реальными жесткостными характеристиками.

12

При несимметричных системах в расчетной схеме необходимо учитывать податливость основания» задавая ее в виде связей конечной жесткости в уровне заделки для каждого узла сетки конечных элементов.

В Рекомендациях рассмотрены вопросы расчета, конструирования и армирования индустриальных конструкций крупнопанельных жилых зданий с нежилым первым этажом панельной и каркасной систем.

Рекомендации разработаны на основании уточнения расчетных схем и анализа результатов статистических расчетов панельных и каркасных конструкций зданий с нижним нежилым этажом, конструирования изделий (панелей и балок) для стен первых этажей, статических испытаний диафрагм зданий с увеличенными проемами в первом этаже и балок-стенок технического этажа в 1/2 натуральной величины, панелей с арочными проемами в натуральную величину, сопоставления данных экспериментальных и теоретических исследований, анализа результатов экспериментального строительства.

Результаты исследований использованы при разработке первых нежилых этажей в ГСПД и мини-КПД и включены в альбом технических решений, а также в проекты зданий массовых серий 90,121, 83, 84 с панельными нижними этажами, разработанных ЦНИИЭП жилища.

Конструкции первых этажей из панелей с арочными проемами по серии 1.090, встраиваемые в крупнопанельные жилые здания серии 121 к, внедряются в экспериментальное проектирование и строительство 4J 9 и 10-этажных жилых зданий с нежилыми первыми этажами в г.г. Твери и Бежецке.

Рекомендации разработаны кандидатами техн.наук Э.Л.ВаЙеменом, ЕТ.Валь и канд.экон.наук С.Б.Кутуевым (раздел 6). В разработке их принимали участие канд.техн.наук М. Я .Розенберг (раздел 4, п. 4.3,14, пример расчета 2 к разделу 4), инж. Э.Ш»Багашвили (раздел 4, пример расчета 2 к разделу 4), инж. Н.Я.Кузьминер (раздел 3), канд.техн.наук Г.Н^Ашкинадзе (проведение испытаний, результаты которых использованы в разделах 3 и 4), инж. Л.А .Жарко (п. 3.2), канд.арх.Красильникова (раздел 2), инж. Л.Б.Гендельман (п.п. 3.1 и 4.1), инж. В .В .Соколова (раздел 6) В разделе 3 использованы результаты испытаний, проведенных на базе МНИИТЭП под руководством канд .техн.наук В.С.Коровкина.

ЦНИИЭП жилища, 1990

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Рекомендации могут быть использованы при разработке архитектурно-планировочных и конструктивных решений крупнопанельных жилых зданий с полносборными конструкциями встроенных первых этажей для размещения помещений общественного назначения, возводимых в обычных условиях строительства.

1.2.    Рекомендации могут применяться для расчета и конструирования крупнопанельных зданий высотой до 12 этажей (включительно) со сборными конструкциями первых встроенных этажей, расположенными соосно со стенами типовых этажей (панельный и каркасный варианты) и частично несоосно со стенами типовых этажей (каркасный сборный и сборно-монолитный варианты).

1.3. Рекомендации могут служить на всех стадиях проектирования зданий, начиная от разработки архитектурно-планировочных и технических решений и определения основных конструктивных параметров и кончая стадией рабочего проектирования, разработки номенклатуры изделий и их армирования.

1.4.    Рекомендации основаны на действующих нормативных докуг-ментах по расчету и конструированию железобетонных конструкций и крупнопанельных зданий.

1.5.    Рекомендации могут быть использованы при проектировании зданий с нежилыми первыми этажами с панельными конструкциями всех видов: высотой 2,8 м, высотой 3,3 м, с прямоугольным, ломаным и арочным очертанием проема, в частности, с применением изделий отдельно стоящих общественных зданий серии 1.090.

Часть панелей нижних этажей может иметь большее раскрытие проемов, чем панели верхних типовых этажей.

1.6.    В Рекомендациях рассмотрены расчет и конструирование каркасных первых нежилых этажей с переходной конструкцией в виде балочной клетки при соосном и несоосном со стенами типовых этажей расположения колонн в первом этаже в полносборном и сборномонолитном вариантах. Каркасный вариант с переходной конструкцией в виде сборно монолитно го 'стола" наименее экономичен для массового применения не рекомендуется и в данной работе не рассматривается.

3

1.7. Номенклатура общественных зданий, целесообразных для встраивания в первые панельные и каркасные нежилые этажи, и примеры их объемно-планировочных решений применительно к массовым сериям крупнопанельных зданий 90 и 83 приведены в работе £l3.Обзор конструктивных решений применяемых в настоящее время в жилищном строительстве каркасных и панельных вариантов первых встроенных этажей приведен в работе [21. Настоящие Рекомендации могут быть использованы для внедрения рассматриваемых вариантов конструкций первых этажей в практику проектирования.

2. ОБЛАСТЬ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПЕРВЫХ НЕЖИЛЫХ ЭТАЖЕЙ

2.1.    Жилые крупно панельные дома с каркасом в первом этаже следует размещать на магистралях общегородского значения и проектировать с техническими средствами шумозащиты. Все первые этажи домов или комплекса домов, выходящих на магистраль, целесообразно занимать помещениями общественного назначения.

2.2.    При каркасном решении со смешанным шагом колонн в первых этажах можно разместить большинство учреждений и предприятий (около 100 наименований объектов) культурно-бытового обслуживания. Однако экономически это не всегда целесообразно, так как небольшие предприятия коммунально-бытового и культурно-массового назначения могут быть размещены в более экономичных панельных конструкциях с высотой этажа, равной жилому - 2,8 м, или в специальных панельных конструкциях высотой 3,3 м. При этом все учреждения и предприятия обслуживания из этой номенклатуры, кроме продовольственных магазинов торговой площадью 250 м^ и более, можно запроектировать целиком встроенными в габариты здания.

2.3.    Наиболее целесообразно и экономически обоснованно размещение в каркасе со смешанным шагом колонн помещений для крупных учреждений и предприятий,- которые трудно или невозможно разместить в габаритах жилого дома в панельных конструкциях (непродовольственные магазины торговой площадью 400, 650, 1000 м^, ателье мод, выставочные залы, библиотеки, транспортные агенства и пр., включающие зальные помещения).

2.4.    По технологическим условиям эксплуатации предприятий, перечисленных в п. 2.3, а также по конструктивным требованиям при каркасном решении со смешанным шагом колонн необходимым эксплуатируемый технический этаж. Высота его определяется требованиями СНиП 2.08-01-85 - минимальная высота от пола до низа выступающих конструкций или проемов для прохода людей равна 1,9 м. При минимальной высоте перемычки над проходом в несущих конструкциях панелей нежилого этажа 0,4-0,5 м для обеспечения унификации изделий и параметров помещений высота технического этажа должна быть равна высоте жилого этажа, т.е. 2,8 м.

4

2.5.    Каркасные первые этажи со смешанным шагом колонн конструктивно наиболее рационально и экономично встраивать в жилые

здания со смешанным шагом поперечных стен, причем таким образом, чтобы оси колонн совпадали с осями несущих стен здания.

В этом случае можно обойтись без усложнения поддерживающих конструкций, вызванного несоосностью панелей верхних и колонн нижнего этажей.

2.6.    При наличии в регионе базы для производства каркасных изделий, например, каркаса серии 1.020 рационально при малом шаге стен типовых этажей (до 4,5 м) применять в первых этажах вместо индивидуального панельного решения (на основе изделий существующей базы) каркасное решение с малым шагом колонн, соответствующим шагу несущих стен. При этом по сравнению с панельным решением с малым шагом стен расширяется номенклатура встраиваемых помещений. Она становится такой же, как при панельных решениях первых этажей со смешанным шагом поперечных стен, и включает комплексные приемные пункты бытового обслуживания на 15 и 25 рабочих мест, лечебно-профилактические учреждения, кафе и закусочные, специализированные бары до 50 мест.

При каркасном решении с малым шагом колонн конструкций первых этажей проще решается вопрос повышения звукоизоляции помещений, так как по конструктивным требованиям образуется неэкс-плуатируемое техническое пространство высотой около 1 м, что создает условия для достижения требуемой звукозащиты.

2.7.    При решении первых этажей в панельных конструкциях технически наиболее просто осуществляется встраивание предприятий и учреждений обслуживания, которые по условиям эксплуатации могут иметь высоту 2,8 м. Сюда относятся помещения для приближенного обслуживания населения (приемные пункты прачечных и химчисток, пункты проката, бюро бытовых услуг, небольшие мастерские срочного ремонта, мастерские самообслуживания, небольшие кафе, закусочные, магазины кулинарии, булочные), а также помещения для культурно-массовой работы с населением и помещения для руководства жилищно-эксплуатационной организации (ЖЭО); всего около 20 наименований.

2.8.    В габариты крупнопанельных зданий с малым шагом поперечных несущих стен рекомендуется встраивать предприятия обслуживания, имеющие мелкоячеистую структуру помещений,- небольшие мастерские срочного ремонта, приемные пункты прачечных и химчисток, бюро обслуживания и пр., а также ЖЭО (помещения для руководства, общественных организаций, пункты охраны порядка, помещения для культурно-массовой работы с населением).

2.9.    В зданиях со смешанным шагом поперечных несущих стен номенклатура встроенных помещений расширяется. Это небольшие кафе и закусочные на 25 мест, специализированные бары до 50 мест, магазины-кулинарии, магазины хлебо-булочных товаров торговой

5

площадью 50-100 м^, комплексные приемные пункты бытового обслуживания.

2,10. При высоте панельного первого нежилого этажа 3*3 м номенклатура встраиваемых помещений увеличивается примерно до 65 наименований.

Для организации торговых залов в магазинах, кафе, кружковых помещений ЖЭО, салонов прачечных* сберкасс, аптек необходимо устройство проемов в стенах шириной раскрытия 3,5-4*2 м, чтобы объединить две, три и более планировочные ячейки. Для объединения ячеек при устройстве кладовых и других помещений возможно уменьшение проемов до 3 м. Для решения коридоров в магазинах, кафе и КПП размер проемов в соответствии с технологическими требованиями составляет 1,5 - 1*8 м.

2.11 • Жилые дома с встроенными помещениями общественного назначения, решаемые в панельных конструкциях* при высоте этажа 3*3 м в соответствии с технологией производства можно проектировать как с техническим этажом* так и без него, при высоте этажа 2,8 м - как правило, без технического этажа.

2Л 2. Жилые дома со встроенными помещениями для приближенного обслуживания населения следует располагать во внутриквартальных пространствах - на жилых улицах или проездах либо на второстепенных магистралях районного значения с возможностью обслуживания населения жилых домов в радиусе 200-300 м.

2ЛЗ. Ввиду однотипности конструкций блок-секции с встроенными помещениями высотой 2,8 м могут соседствовать с блок-секциями с квартирами в первом этаже.

Блок-секции с встроенными помещениями высотой 3,3 м желательно компоновать с блок-секциями аналогичного назначения, с тем, чтобы весь первый этаж жилого дома был занят общественными помещениями.

Размещение в первом этаже рядом общественных (высотой 3,3м) и жилых помещений (высотой 2,8 или 2*7 м) возможно, однако при этом усложняются участки с перепадом высот, конструкции цокольной части здания и первого этажа.

3. ПАНЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПЕРВЫХ НЕЖИЛЫХ ЭТАЖЕЙ ЗЛ. Конструирование

3.1.1. Панельные конструкции первого встроенного этажа в зависимости от назначения и возможностей индустриальной базы могут быть высотой 2,8 либо 3,3 м (рис. 1).

При высоте 2,8 м внутренние и наружные стены встроенного этажа могут быть выполнены в той же опалубке, что и стены типовой жилой части здания. Лишь для производства панелей стен с увеличенными проемами требуется переналадка форм (другие проемооб-разователи).

6

При высоте 3*3 м стены выполняются либо в специальной опалубке, либо в формовочном оборудовании для изготовления изделий отдельно стоящих общественных зданий, например изделий серии 1.090 с увеличенными проемами во внутренних стенах, в том числе с проемами непрямоугольного очертания - в виде арок и т.п.

В зданиях до пяти этажей при высоте нижнего этажа 3,3 м и отсутствии изделий такого размера допускается полосовая разрезка стен (например, 2,8 + 0,5 м) нижнего этажа с устройством контактного горизонтального стыка в среднем по высоте сечении стены.

3.1.2.    Наилучшие эксплуатационные качества в жилых зданиях с

предприятиями обслуживания, к которым предъявляются повышенные требования к звукоизоляции от воздушного шума    55    дБ    (мага

зины, кафе, мастерские срочного ремонта, парикмахерские, универсальные залы культурно-массового назначения), обеспечивают при наличии технического этажа над ними. Технический этаж может служить также для размещения инженерных коммуникаций жилого дома и общественных помещений, что позволяет не пропускать через залы стояки и вентиляционные шахты. Однако из-за значительного удорожания строительства допускается встраивание этих предприятий в жилые дома без технического этажа. При этом для выполнения требований по звуко- и шумоизоляшга необходимо увеличить толщину перекрытий до 300 мм, что приводит к снижению высоты помещения первого типового либо нежилого этажа примерно на 100 мм. Возможнее варианты конструкций перекрытий с повышенной звукоизоляцией и узлы их сопряжений с внутренними и наружными стенами представлены на рис. 2.

Размещение помещений, требующих изоляцию от воздушного шума    60    дБ    (например,    рестораны,    большие    кафе и т.д.), в пер

вых нежилых этажах без наличия технического этажа не допускается.

3.1.3.    При сохранении платформенного стыка между стенами ти

пового и встроенного этажей во встроенной части целесообразно сохранять размеры и номенклатуру плит перекрытий жилой    части

здания. Панели стен жилой части здания при встраивании рекомендуется оставлять без изменения.

3.1.4.    В зданиях с малым шагом, с несущими наружными стенами и о пира ни ем перекрытий по четырем сторонам при увеличенной по лезной нагрузке на перекрытие нижнего нежилого этажа (до 400 кг/м2) возможно сохранение в первом нежилом этаже плоской конструкции плит перекрытий жилой части здания толщиной 16 см с измененным (в случае необходимости) армированием.

3.1.5.    В зданиях со встраиваемым первым нежилым этажом рекомендуется применять приставную конструкцию лоджий с опирани-ем стен на отдельные фундаменты.

При навесных наружных стенах и лоджиях дополнительная нагрузка от них должна быть учтена при расчете поперечных стен встроенных этажей, что приведет к уменьшению ширины раскрытия проемов в них.

8