Группа компаний МКС предложила новое конструктивное решение железобетонного ригеля для сборного каркаса с жесткими монолитными стыками. Конструкции армируются предварительно напрягаемой арматурной проволокой Вр-14000, что позволяет изготавливать их на дорожках непрерывного формования. Разработана методика испытания неразрезного ригеля в два этапа: пролетной и опорной частей по отдельности. Проведено испытание опытных образцов. Полученные результаты наглядно подтвердили правильность принятого конструктивного и расчетного решения.

-1.JPG

В настоящее время в практике строительства многоэтажных гражданских каркасных зданий значительные объемы приходятся на сборно-монолитные ригельные системы. Их отличают возможность создания рамных и рамно-связевых схем за счет технологичного и качественного устройства жестких узлов сопряжения ригелей смежных пролетов. Простота конструкции сборной части ригеля позволяет выпускать широкую линейку типоразмеров и создавать разнообразные планировочные решения жилых зданий.
Конструктивные решения сборно-монолитных каркасов постоянно совершенствуются. В Поволжском регионе первоначальная версия серии «Сарет» возводится с различными вариантами настила: в классическом виде — из сборных тонких плит с последующей заливкой перекрытия с созданием сплошной плиты и в модернизированном — из сборных многопустотных плит. Во втором варианте существенно сокращается объем монолитного бетона. Высокой технологичностью отличается каркас «Казань — XXI век» (вариант «Казань-1000»), разработанный Мустафиным И.И. (КазГАСУ). Изготовление сборных ригелей в ненапряженном варианте и применение колонн различного поперечного сечения (прямоугольного, уголкового) позволяют расширить типологию возводимых зданий. Развивается и направление совершенствования конструктивных решений сборно-монолитных каркасов со «скрытыми» ригелями (с гладкой потолочной поверхностью). В развитии известной серии «АРКОС» с полностью монолитными ригелями предлагаются системы со сборными ригелями фигурного поперечного сечения, имеющего высоту, равную высоте плит перекрытия.
Новое направление появилось с развитием технологии безопалубочного формования сборных железобетонных конструкций. Саратовской фирмой «ИМТОС» разработана конструкция сборного ригеля корытообразного сечения, изготовляемого в предварительно напряженном варианте продольных стержней из проволоки ВР1400 без поперечного армирования. Установка поперечной арматуры производится в полую часть ригеля на строительной площадке с последующим бетонированием монолитной части конструкции. В таком варианте повышается доля монолитных работ на площадке и возникают определенные проблемы с обеспечением необходимого защитного слоя предварительно напрягаемой проволочной арматуры.
Проектным институтом компании МКС (г. Йошкар-Ола) предложен ригель с традиционной сборной частью прямоугольного сечения, но армированный проволочной арматурой. Ригель предлагается изготавливать на стендах непрерывного формования, но без использования формовочных машин, так как поперечная арматура устанавливается сразу в опалубку. Армирование ригеля показано на рис. 1.

a4_1.png
Рис.1. Схема армирования поперечного сечения ригеля.

При внедрении серии в производство были проведены контрольные испытания сборно-монолитного ригеля. В системе каркаса ригель работает по схеме неразрезной балки. Испытание такой конструкции является достаточно трудоемким, поэтому разрабатывалась поэтапная схема испытания. Отдельно испытывались пролетная и опорная части ригеля.
Пролетная часть ригеля испытывалась по схеме однопролетной балки на действие двух сосредоточенных сил, приложенных в третях пролета (рис. 2). Расчет контрольных нагрузок для испытания по прочности жесткости и трещиностойкости проводился по ГОСТу 8829-94.

a4_2.jpg
Рис.2. Схема испытания пролетной части ригеля.

При испытании фиксировались нагрузка, создаваемая винтовым домкратом ДВ-25, прогиб в середине пролета, осадка опор и характер трещинообразования. Общий вид испытания представлен на рис. 3. Испытываемый образец был загружен до контрольной нагрузки по прочности при С=1,6, при которой ширина раскрытия трещин превысила 1 мм. На рис. 4 показан график вертикальных перемещений среднего сечения испытываемой конструкции. Испытанный образец соответствовал требованиям по прочности жесткости и трещиностойкости.

a4_3.jpg
Рис.3. Общий вид испытания пролетной части ригеля.

a4_4.png
Рис.4. Характер прогиба пролетной части ригеля при испытании.

На втором этапе проведено испытание нагружением опорной части ригеля. В данном случае образец изготавливался как сборно-монолитная конструкция. К части колонны устанавливались два фрагмента сборных ригелей. После установки надопорной арматуры из 3Ø14 А400 бетонировалась монолитная часть ригелей. Схема испытания образца и общий вид испытания приведены на рис. 5. Загружение проводилось двумя сосредоточенными силами. При испытании фиксировались нагрузка, характер образования и раскрытия трещин. Для анализа стадий работы измерялись вертикальные перемещения консольных балок. На рис. 6 показан общий вид испытания, на рис. 7 — график зависимости «нагрузка — прогиб концов балок». На графике определены характерные этапы работы узла: до образования трещин (нагрузка 3000 кгс) и после образования трещин (изменение наклона графика).
Узел был загружен нагрузкой F=10500 кгс (что превысило значение контрольной прикладываемой нагрузки по проверке прочности при С=1,3 9086 кгс). При этом присутствовали признаки разрушения конструкции. Таким образом, узел выдержал испытание по прочности.

a4_5.png
Рис.5. Схема испытания опорной части сборно-монолитного ригеля.

a4_6.jpg
Рис.6. Общий вид испытания опорной части ригеля

При нагрузке F= 3000 кгс появилась первая трещина. При приложении нагрузки F=5500 кгс (контрольное значение по трещиностойкости 5523 кгс) после выдержки раскрытие трещин не превысило контрольное значение. Опорная часть ригеля соответствовала требованиям по трещиностойкости.

a4_7.png
Рис.7. Характер прогиба балок опорной части ригеля при испытании.

Проведенные контрольные испытания по двухэтапной методике (отдельно пролетной и опорной частей) показали: ригель соответствует требованиям по прочности, жесткости и трещиностойкости.
Планируется внедрение проектного решения для производства на  комбинате строительных материалов г. Йошкар-Олы.