Sistemas de pórticos de hormigón armado sin travesaños en la construcción moderna
El marco de hormigón armado prefabricado "KUB-2.5" es un diseño universal para la construcción de viviendas residenciales, públicas y edificios industriales tanto en condiciones normales de construcción como en áreas con actividad sísmica de no más de 9 puntos inclusive en una escala de 12 puntos. El sistema constructivo universal "KUB-2.5" permite en una variedad de condiciones climáticas, de relieve y sísmicas asegurar casi por completo la construcción de edificios residenciales, edificios para fines sociales y culturales, complejos de almacenes, estacionamientos de varios pisos, etc. - es decir. implementar desarrollo residencial y objetos de la zona industrial y comunal con él en una sola clave constructiva, en una sola tecnología para la fabricación e instalación de estructuras de edificación.
Edificios residenciales, instalaciones sociales, edificios administrativos: durante este tiempo se han erigido docenas y cientos de objetos utilizando un marco sin marco en muchas ciudades de Rusia y la CEI: Moscú, San Petersburgo, Nizhny Novgorod, Kiev y muchas otras ciudades.
Foto 1
Vista axonométrica de estructuras portantes
a) y diagramas de momentos (b) del marco sin barras transversales "Cube-2.5": NK - losa sobre columna; MK - placa intercolumna; PVC - inserto de placa; columna K
Hasta la fecha, el sistema de construcción constructivo KUB-2.5 del marco sin barras transversales es el único sistema de construcción en el mercado ruso en el que el marco es prefabricado, solo las juntas entre los elementos estructurales del marco son monolíticas: una columna y una losa. Esto hace que su uso sea prometedor en las condiciones del norte, donde el uso de hormigón armado monolítico está limitado por factores naturales. La tecnología de fábrica para la fabricación de elementos de construcción utilizada en este sistema transfiere al máximo los costos de mano de obra de los constructores a las condiciones del taller, lo que reduce significativamente los riesgos de factores naturales y humanos en el sitio de construcción, y también reduce significativamente el tiempo de construcción.
El diseño del marco sin barras transversales del sistema KUB-2.5 es un marco monolítico prefabricado (arriostrado con marco) con techos sin tapa (Fig. 1, a). La división del piso está diseñada de tal manera que las juntas de los paneles se ubican en áreas donde la magnitud de los momentos flectores es igual a cero (Fig. 1b). La rigidez espacial es proporcionada por una conexión monolítica de elementos (pisos y columnas) y, si es necesario, por la inclusión de conexiones o diafragmas en el sistema.
Las estructuras de marco desarrolladas prevén alturas de piso de 2,8 m, 3,0 m y 3,3 m con la cuadrícula principal de columnas de 6,0 x 6,0 m Es posible una luz de 3,0 m, 6,0 m y 12,0 m.
Figura 2 Opciones para estructuras de cerramiento externo del marco sin marco Kub-2.5
El sistema estructural del marco sin marco tiene 2 elementos de soporte: una columna y un panel de piso, lo que permite realizar estructuras de cerramiento externo en varias versiones. De acuerdo con la función estática, las paredes externas pueden ser articuladas (Fig. 2, a-b) o autoportantes (Fig. 2, c). Según el material: hormigón, bloques de espuma, ladrillo. El aislamiento se puede ubicar tanto en el interior como en el exterior, incluso con el uso de fachadas ventiladas. Las estructuras hechas de varios materiales también se pueden usar como paredes internas y tabiques.
Figura 3 Opciones de losa de piso y juntas de losa de piso
marco sin travesaños "Cube-2.5"
Los paneles de piso plano se prefabrican en dos modificaciones: un módulo con dimensiones 2980x2980x160 mm (tamaño máximo 2980x5980x160 mm) y dos módulos con dimensiones 2980x5980x160 mm.
Los paneles de suelo de un solo módulo se dividen según su ubicación en el marco (Fig. 3, b) en:
encima de la columna, entre columnas, medio (placas de inserción).
Los paneles de dos módulos se forman combinando dos paneles adyacentes: sobrecolumna e intercolumna; anular y medio (Fig. 3a).
Es preferible el uso de paneles de dos módulos, ya que permite duplicar el tiempo de instalación y ahorrar juntas monolíticas.
Al instalar los paneles, las salidas de refuerzo de los extremos se combinan de tal manera que se forma un bucle donde se inserta el refuerzo y luego se amarra (Fig. 3, c). Las costuras entre las placas se utilizan para pasar comunicaciones de ingeniería.
Las columnas se diseñan en dos tipos: de sección 400x400 mm con una longitud máxima de 14600 mm y de sección 200x400 mm con una longitud máxima de 9200 mm (Fig. 4.5).
A nivel de piso, las columnas tienen armadura vista (Fig. 4).
Figura 4 Columnas del marco sin barras transversales "Cube-2.5"
Figura 5 Columnas y juntas de columnas del marco sin marco Kub-2.5
La unión de las columnas prevé una instalación forzada, en la que la varilla de fijación del extremo inferior de la columna superior debe ingresar al tubo de bifurcación del extremo superior de la columna inferior (Fig. 5, c). Al mismo tiempo, no se requiere la instalación de encofrados, no se proporciona soldadura de refuerzo, se reduce la intensidad del trabajo de construcción. Además, la columna tiene riesgos verticales en todas las caras verticales para la conveniencia del control geodésico durante la instalación de las columnas (Fig. 5, b).
La unión de los dos elementos principales, el panel y la columna, se desarrolló utilizando una parte incrustada, una carcasa de acero (Fig. 5, d), conectada a las jaulas de refuerzo ubicadas en el cuerpo del panel. El hormigón en este nodo trabaja en condiciones de compresión total, como resultado de lo cual es autoendurecible. Esto permitió evitar la soldadura por baño en la unión de las columnas. Solo hay costuras de montaje en el nudo.
Instalación de estructuras, que componen el marco sin marco en su conjunto, se lleva a cabo en el siguiente orden: primero, las columnas se instalan, alinean y encajan en los vidrios de los cimientos; luego, se instalan paneles sobre columnas al nivel de diseño y se sueldan al refuerzo de las columnas; después de eso, los paneles intermedios y entre columnas se montan "en seco" utilizando tablas de montaje de hormigón (Fig. 3, d) previstas por el diseño de los paneles; las juntas entre paneles están hormigonadas
La práctica de usar un marco sin marco sin travesaño unificado del sistema KUB-2.5 mostró sus ventajas sobre otros sistemas:
Hasta la fecha, este es prácticamente el único sistema que realmente da total libertad. soluciones de planificación(Figura 6). Con su ayuda, puede construir edificios con una altura de 2 a 25 pisos, con cualquier altura de piso.
En comparación con las tecnologías tradicionales para la construcción de edificios de varias plantas, esta tecnología es económica: un consumo reducido de hormigón y acero proporciona una reducción global de los costes de construcción en un 5-7 %, incluso teniendo en cuenta los costes de la tecnología de fábrica para la fabricación de elementos. .
La ventaja del sistema en comparación con los marcos monolíticos se expresa: en un peso reducido de acero en el techo (78,9 kg por 1 m3 con un espacio entre columnas de 6x6m); en la posibilidad de utilizar hormigón de clases superiores (hasta B60) en columnas, lo que afecta los resultados de refuerzo y la conservación de secciones transversales típicas de columnas de 400 x 400 mm.
Todos los elementos del sistema, en contraste con la tecnología de un marco monolítico, se fabrican en fábrica, lo que permite excluir casi por completo la opción de matrimonio, ya que todos los componentes de la estructura del marco sin marco se someten a un estricto control de producción en el empresa.
El siguiente factor para determinar las ventajas de este sistema de construcción es la alta velocidad y facilidad de instalación.
Durante la construcción de objetos, un equipo de 5 personas ensambla hasta 300 m 2 de techos por turno, ensambla la estructura espacial a razón de 200 m 2, independientemente de la época del año y las condiciones climáticas. Con una buena habilidad de los instaladores, el marco de una sección de un edificio de 16 pisos se puede completar en tres meses con la instalación de todos los elementos de hormigón armado.
Al aumentar la velocidad de construcción del marco y ahorrar materiales básicos, la eficiencia económica general se logra hasta el 20% del costo total de la construcción de la parte sobre el suelo, lo que se confirma con los cálculos y la práctica del uso del sistema en 27 regiones de Rusia.
Figura 2.5 Un ejemplo de un edificio residencial de 16 pisos en el sistema de marco sin marco Kub-2.5
"KUB-2.5" permite producir elementos prefabricados de cualquier número de pisos usados en los mismos tipos de moldes.
Para la ejecución del desarrollo residencial (edificios residenciales y públicos), es necesario contar con 4 tipos de formas: columna, losa sobre columna, losa entre columnas, losa intermedia. Las escaleras, los bloques de ventilación, los huecos de los ascensores se pueden utilizar en cualquier otro sistema estructural dominado por las fábricas que producen productos de hormigón armado.
Estos techos eran un sistema de marco en dos direcciones: con pilares fijados en los cimientos y travesaños - placas cortadas. El nudo más difícil, la unión de la losa con la columna, se resolvió soldando la parte encajada de la losa en forma de caja a la armadura de trabajo longitudinal de la columna. Este marco de edificios de hormigón armado se denominó "marco unificado, sin barras transversales" (KUB-1). Posteriormente, se desarrollaron modificaciones del marco del sistema "KUB" para diversas cargas operativas y condiciones de fabricación.
El siguiente gran paso en el desarrollo de los sistemas KUB fue el desarrollo del sistema estructural monolítico prefabricado KUB-2.5, cuyo conjunto de documentación se desarrolló en 1990. En la nueva modificación, se mejoraron las principales soluciones de diseño del sistema: juntas de columnas de varios niveles sin cortar, juntas de paneles de piso, nodos para conectar paneles de piso con columnas que forman nodos de marco, solución de lazos, se introdujeron medidas para reduzca los costos de mano de obra para la fabricación e instalación de elementos y optimice las características económicas.El marco prefabricado se monta a partir de productos prefabricados con la posterior incrustación de nodos y juntas; en la etapa operativa, la estructura es monolítica.
El sistema KUB-2.5 prevé el uso de paneles de piso ampliados con dimensiones máximas de 2960x5980x160 mm, junto con paneles de un solo módulo con dimensiones máximas de 2980x2980x160 mm Si el contratista tiene las capacidades de elevación y transporte, es preferible utilizar un panel ampliado versión de las losas del piso.
El nuevo diseño de los puntos de unión de los tirantes a las columnas reduce la probabilidad de resonancia del marco durante vibraciones forzadas (actividad sísmica, cargas de viento, etc.). Sistema KUB-2.5 se puede utilizar para la construcción de edificios residenciales, públicos y algunos industriales, junto con las condiciones de construcción habituales, también en áreas con actividad sísmica de hasta 9 puntos inclusive en la escala MSK-64.
La estructura de soporte del marco, que consta de 2 elementos de soporte principales del sistema, que garantizan sus cualidades de resistencia: columnas y losas de piso, permite el uso de materiales no constructivos locales para la construcción de envolventes, incluidas las paredes monolíticas.
La instalación de estructuras se lleva a cabo en el siguiente orden: las columnas se montan e incrustan en los vidrios de cimentación, luego se instalan y sueldan paneles sobre columnas (NP) al refuerzo de las columnas; luego se montan los paneles intercolumna (MP) y central (SP).
La unión de columnas prevé una instalación forzada, en la que la varilla de fijación del extremo inferior de la columna superior debe ingresar a la tubería de derivación del extremo superior de la columna inferior. La soldadura del refuerzo se lleva a cabo bajo la condición de fuerzas de tracción en la unión.
Los paneles de la columna superior se instalan en la columna utilizando una plantilla de montaje, cuyos pernos especiales se ajustan preliminarmente a la marca de diseño de la parte inferior del panel, el nivel del panel instalado, si es necesario, se ajusta con los mismos pernos ., utilizando mediadores de acero en forma de esquinas o placas.. La instalación de paneles de piso "secos" en la posición de diseño se lleva a cabo utilizando tablas de montaje de hormigón previstas por el diseño de los paneles, mientras que las salidas de refuerzo de los extremos de los paneles adyacentes se combinan de tal manera que se forma un bucle. El refuerzo se pasa al bucle y se suelda. A continuación, las juntas son monolíticas.
Los estantes se quitan solo después de que se monta la superposición del siguiente piso (con una instalación similar de estantes), monolítico y el concreto del monolito ha ganado al menos el 70% de la resistencia de diseño.
El sistema estructural del marco de hormigón armado prefabricado sin vigas KUB-2.5 permite, en una variedad de condiciones climáticas, asegurar casi por completo la construcción de toda la gama de estructuras urbanas: viviendas, edificios administrativos, sociales, culturales y domésticos, multi -pisos de garajes, almacenes, algunas estructuras industriales (con luces de hasta 12 m).
Todas las estructuras de hormigón armado del sistema permiten diseñar (construir) edificios hasta el grado I de resistencia al fuego, lo que garantiza su uso para edificios de varias alturas: casas de campo, de poca altura y de gran altura (hasta 75 metros) casas
El número mínimo de elementos de marco verticales y la ausencia de barras transversales le permiten crear diseños libres de habitaciones para diversos fines dentro de los límites de las estructuras de soporte y cerramiento. Las particiones se pueden ubicar en cualquier lugar del plan arquitectónico, tanto durante el diseño y la construcción, como durante la operación del edificio. El sistema brinda la posibilidad de reurbanización de locales de acuerdo con las necesidades actuales durante la operación del edificio sin violar la estabilidad estructural del edificio (da libertad en la organización de oficinas, tiendas, complejos deportivos y recreativos y residenciales en las plantas bajas en residencial edificios).
La estructura portante del edificio consta únicamente de elementos internos (columnas, techos y, si es necesario, conexiones o diafragmas). Casi todas las soluciones de fachada se pueden utilizar como estructuras de cerramiento externo (muros): piedra liviana y eficiente en el calor (incluso revestida de ladrillo), varios paneles con bisagras, fachadas ventiladas, cercas de vidrieras, etc.
El sistema KUB le permite colocar en voladizo las losas del piso más allá de los ejes de las columnas exteriores (hasta 1,5 m) y dar a las losas a lo largo de su borde exterior casi cualquier forma en planta. El sistema contiene posibilidades ilimitadas para enriquecer la plasticidad de las fachadas, que pueden satisfacer todos los gustos más sofisticados, y están limitadas solo por la imaginación del arquitecto, las solicitudes del cliente y los requisitos de las normas.
Características de diseño del sistema.
Hasta la fecha, en el mercado ruso, el sistema estructural del marco sin barras transversales "KUB-2.5" es el único en el que el marco sin marco está completamente ensamblado.
El marco de un edificio (estructura) en el sistema de un marco estructural sin marco es una estructura espacial, como un "estante" de ejecución prefabricada, prefabricada-monolítica o monolítica. Las columnas sirven como bastidores del marco, las losas del piso desempeñan el papel de barras transversales, los lazos o los diafragmas se utilizan para reforzar los elementos. Las escaleras, los bloques de ventilación, los huecos de los ascensores se pueden utilizar en cualquiera de las plantas de fabricación. La capacidad de carga de los pisos permite el uso del marco en edificios con una intensidad de carga por piso de no más de 1300 kg / m 2 (modificación KUB-2.5K hasta 2500 kg / m 2).
El sistema estructural KUB-2.5 se basa en una unión original de dos elementos principales, un panel y una columna utilizando una parte empotrada, una carcasa de acero de diseño especial conectada a jaulas de refuerzo ubicadas en el cuerpo del panel. El hormigón en este nodo trabaja en condiciones de compresión total, como resultado de lo cual es autoendurecible. Esto permitió evitar la soldadura de bañera en la unión de las columnas, solo las costuras de ensamblaje están presentes en el nudo.
Las uniones de los elementos que componen el marco sin marco en su conjunto son monolíticas, formando un sistema estructural de marco, cuyas vigas transversales son los techos.
La división del piso está diseñada de tal manera que las juntas de los paneles se ubican en áreas donde el valor de los momentos flectores es igual a cero.
Una ventaja importante del sistema es la posibilidad de utilizar hormigón de clases superiores (hasta B60) en columnas, lo que afecta los resultados de refuerzo y conservación de secciones transversales típicas de columnas 400 × 400. Las columnas fabricadas en el sitio de construcción (en la construcción de viviendas monolíticas) pueden tener una clase de hormigón de hasta B30, y esto impone restricciones apropiadas en el diseño de las columnas.
Los muros externos no soportan carga, no necesitan cimientos, no necesitan diseñarse tan fuertes como se hace en los edificios sin marco. La carga sobre la base del marco es un 25% menor que en una versión monolítica. Independientemente de las condiciones del suelo, el volumen de cimentación necesario para distribuir las fuerzas sobre la cimentación desde la parte aérea de los edificios realizados en las estructuras del sistema KUB-2.5 siempre será mínimo, porque el peso propio del marco también es mínimo debido a la optimización lograda de todas las secciones.
Las estructuras de marco sin barras transversales están diseñadas para su uso en varias regiones de Rusia, incluidas áreas con sismicidad de 7-9 puntos.
La resistencia de las estructuras del marco KUB-2.5 está confirmada por cálculos técnicos y numerosas pruebas:
- Los diseños del KUB fueron considerados por el STC del Comité Estatal de Arquitectura bajo el Gosstroy de la URSS y recomendados para su uso mediante la carta No. IP-7-3691 del 19 de septiembre de 1986;
- TsNIISK ellos. Kucherenko del Comité Estatal de Construcción de la URSS, se recomienda el uso del marco del KUB (conclusión del 15.03.1990);
- Laboratorio de pruebas dinámicas de viviendas TsNIIEP bajo la dirección de Ashkinadze G.N.
En los últimos años, se han construido más de mil objetos en Rusia y en el extranjero utilizando el marco sin marco KUB-2.5.
Características de la construcción en el sistema.
El sistema estructural universal "KUB-2.5" está altamente industrializado, lo que se expresa en un alto grado de preparación de fábrica de sus elementos constituyentes. Todos los elementos se producen en las fábricas de productos de hormigón armado.
En el sitio de construcción, solo se lleva a cabo la instalación de elementos terminados por medios mecanizados, lo que garantiza altas tasas de construcción.
La tecnología de fábrica para la fabricación de elementos de construcción utilizada en el sistema permite la máxima transferencia de los costos laborales de los constructores a las condiciones del taller, lo que reduce significativamente los riesgos de los factores naturales y humanos en el sitio de construcción.
Al desarrollar el marco del sistema KUB, se aplicaron soluciones que reducen significativamente el proceso de construcción de erigir el marco del edificio:
- la instalación de estructuras verticales se realiza de inmediato en varios pisos;
- el diseño de la junta de la columna no requiere soldadura por baño del refuerzo de soporte;
- no hay necesidad de instalar (y posterior reinstalación múltiple) encofrado;
- las estructuras de juntas de columnas y paneles de piso entre sí no requieren la instalación de encofrados especiales para incrustar la junta, lo que reduce la intensidad del trabajo de construcción;
- Los productos de los tableros KUB-2.5 se almacenan en pilas de hasta 10 piezas, lo que le permite trabajar con éxito en un sitio de construcción estrecho.
Además, la instalación del marco se puede llevar a cabo en cualquier clima, y una pequeña cantidad de trabajadores en el sitio de construcción reduce la probabilidad de utilizar mano de obra no calificada.
Justificación económica
Las estructuras de hormigón armado del sistema KUB-2.5 no sólo son racionales, sino también óptimas por las soluciones que incorporan. La racionalidad se expresa en soluciones de diseño bien pensadas y razonablemente justificadas que prevén un número mínimo de materiales de construcción(acero y hormigón) y mano de obra.
Ahorro de materiales:
- el consumo de hormigón armado en el marco (paneles de piso, columnas, costuras monolíticas) es: 0,179 m³ por 1 m² de superficie de piso;
- consumo de acero en elementos de estructura de hormigón armado, incl. refuerzo y rodadura, es: 14,3 kg por 1 m² de superficie.
Ahorro de trabajo:
- costos laborales de construcción - 0.51 personas. hora por 1 m² de superficie construida;
- costos laborales de fábrica - 1.92 personas. hora por 1 m² de superficie construida.
El sistema estructural universal del marco sin marco monolítico prefabricado KUB-2.5 está diseñado sobre la base de métodos desarrollados y probados, lo que reduce significativamente el tiempo requerido para completar el trabajo.
La fabricación y la construcción del marco se llevan a cabo sobre la base de una organización eficaz probada en el tiempo de la producción de la construcción.
La mecanización del trabajo en todos los niveles de fabricación de productos prefabricados de hormigón y montaje del marco alcanza el 90%.
Para todo tipo de clima, la versatilidad y el flujo de construcción del marco, así como los estudios de diseño preliminares, le permiten planificar con precisión el tiempo de construcción.
El hormigón prefabricado no requiere calentamiento eléctrico, lo que ahorra costos de energía.
La velocidad de montaje reduce el tiempo de funcionamiento de las grúas torre y, por tanto, el alquiler de su funcionamiento.
El uso de un marco de hormigón armado prefabricado del sistema KUB-2.5 realmente reduce el tiempo de construcción y reduce su costo.
El uso del sistema prefabricado KUB-2.5 en la construcción ahorra hasta un 28% del coste total, lo que aumenta la rentabilidad de la instalación en cerca de un 60%.
Cuadro Unificado Sin popa "CUBO" es un sistema de construcción, cuya principal diferencia es el uso de elementos del marco del edificio fabricados industrialmente y su instalación en el sitio de construcción. Desarrollado por viviendas TsNIIEP en la época soviética y mejorado por los autores del desarrollo, que registraron la invención en NPO KUB, el sistema de marco prefabricado está diseñado para la construcción de edificios de hasta 25 pisos de altura en 4 zonas climáticas con resistencia sísmica de hasta 9 puntos inclusive.
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| columnas | |||
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| Panel de pared en el suelo (para separación de agua) |
Al analizar los sistemas de construcción en términos de costo, posibilidades de planificación, costos de mano de obra, velocidad de construcción, soluciones arquitectónicas Los expertos coinciden en que en los próximos 5 a 7 años, el marco industrial prefabricado ocupará con confianza el 35-40 % del mercado de la tecnología de la construcción, desplazando a los esquemas monolíticos de paneles grandes y marcos de las posiciones de liderazgo, sin mencionar la construcción a partir de piezas pequeñas. materiales Los argumentos son bastante obvios:
en primer lugar, las estructuras de marco son más versátiles, se pueden usar en todo tipo de producción de construcción, en la construcción de edificios residenciales y de oficinas, instalaciones industriales, complejos comerciales y de estacionamiento;
en segundo lugar, la ventaja de la moderna tecnologías de marco en que dan mucha más libertad en la elección de soluciones arquitectónicas;
en tercer lugar, la rentabilidad del marco prefabricado, en comparación con los esquemas tradicionales, es del 22 al 28% del costo total;
y, por supuesto, el indicador principal es la reducción del tiempo de construcción, lo que le permite al cliente devolver rápidamente la inversión con una ganancia, y al consumidor celebrar la inauguración de la casa mucho antes.
¿Qué es un marco sin marco prefabricado?
Los productos de CS "KUB-2.5" tienen una forma geométrica simple y un número mínimo de tamaños básicos (4).
El marco consta de columnas cuadradas de 400x400 mm y paneles de piso plano de 3x3m, de 160 mm de espesor.
Dependiendo de la ubicación en el plano, los paneles del piso se dividen en columnas superiores, intercolumnas y centrales.
La compartimentación del forjado se diseña de forma que las juntas de los paneles se sitúen en zonas donde el valor de los momentos flectores sea igual a cero. La rigidez espacial de la estructura está asegurada por la conexión monolítica de los elementos (pisos y columnas) y, si es necesario, por la inclusión de conexiones y diafragmas en el sistema.
La instalación de estructuras se realiza en el siguiente orden:
Las columnas están montadas y monolíticas en los vasos de los cimientos;
Los paneles sobre la columna se instalan y sueldan al refuerzo de las columnas;
Se montan paneles intermedios y entre columnas.
Después de instalar las abrazaderas, las costuras entre los paneles son monolíticas. A su vez, las juntas de losas sobrepilares con pilares son monolíticas en toda la planta en este nivel.
El diseño de las uniones de las columnas prevé una instalación forzada, en la que la varilla de fijación de la columna superior debe ingresar a la tubería de derivación de la columna inferior.
Solo hay costuras de montaje en el nudo.
Sistema de construcción estructural "KUB-2.5" revisado y recomendado para su uso
El sistema de marco sin marco prefabricado ha demostrado su eficacia en más de 30 regiones de Rusia. El número de sus seguidores y el volumen de desarrollo crecen cada año.
El sistema de construcción KUB-2.5 está destinado a la construcción de edificios residenciales, instalaciones administrativas, públicas y sociales, edificios residenciales, garajes de varios pisos, instalaciones industriales en diversas condiciones climáticas y sísmicas y es universal.
KUB-2.5 es uno de los pocos sistemas de construcción en Rusia en el que el marco sin barras transversales está completamente ensamblado. Por lo tanto, el sistema KUB-2.5 tiene ventajas arquitectónicas, de planificación y diseño sobre los sistemas de vigas tradicionales. Su característica principal es la ausencia de travesaños, cuyo papel desempeñan las losas del piso, y el uso de columnas de varios niveles sin partes sobresalientes (como resultado de lo cual no se viola la estética del local, el material y el espacio interior son salvado).
El marco sin vigas consta de columnas cuadradas, paneles de piso planos y, si es necesario, tirantes o diafragmas. La sección transversal de las columnas es de 400x400 mm, pueden ser de una sola planta o de varias plantas. Las estructuras de marco desarrolladas prevén la altura de los pisos en edificios de 2,8, 3,0, 3,3 y 3,6 m con la cuadrícula principal de columnas de 6x6 m. Al reforzar las columnas, la altura del piso se puede aumentar a 11 m. Los paneles del piso tienen dimensiones de 2,98x2 98 m, por lo que el desnivel entre ellos es de tan solo 20 mm, lo que permite empotrar las juntas sin necesidad de encofrar. El espesor de los paneles es de 160 mm. Los paneles del piso, dependiendo de la ubicación, se dividen en columnas superiores, intercolumnas y centrales. La capacidad portante de los pisos permite el uso del marco en edificios con intensidad de carga por piso de hasta 1300 kg / m 2.
El sistema estructural KUB-2.5 se basa en una unión original de dos elementos principales, un panel y una columna utilizando una hipoteca hecha: una carcasa de acero de diseño especial conectada a jaulas de refuerzo ubicadas en el cuerpo del panel. El hormigón en este nodo trabaja en condiciones de compresión total, como resultado de lo cual se produce su autoendurecimiento. Esto permitió evitar la soldadura de bañera en la unión de las columnas, solo las costuras de ensamblaje están presentes en el nudo.
La división del piso está diseñada de tal manera que las juntas de los paneles se ubican en áreas donde el valor de los momentos flectores es igual a cero. Las uniones de los elementos que componen el marco sin marco en su conjunto son monolíticas, formando un sistema estructural de marco, cuyas vigas transversales son los techos.
Las escaleras, los bloques de ventilación y los huecos de los ascensores se pueden utilizar como estándar. Casi todas las soluciones de fachada se pueden utilizar como estructuras de cerramiento externo (muros): piedra liviana y eficiente en el calor (incluso revestida de ladrillo), varios paneles con bisagras, fachadas ventiladas, cercas de vidrieras, etc.
La instalación de estructuras se realiza en el siguiente orden:
- Las columnas están montadas y monolíticas en los vasos de los cimientos;
- Los paneles sobre la columna se instalan y sueldan al refuerzo de las columnas;
- Se montan paneles intermedios y entre columnas. Después de instalar las abrazaderas, las costuras entre los paneles son monolíticas. A su vez, las juntas de losas sobrepilares con pilares son monolíticas en toda la planta en este nivel. El diseño de las uniones de las columnas prevé una instalación forzada, en la que la varilla de fijación de la columna superior debe ingresar a la tubería de derivación de la columna inferior. Solo hay costuras de montaje en el nudo.
Las principales ventajas del sistema KUB-2.5:
Versatilidad de aplicación y complejidad del marco.
- El montaje completo del marco significa la ausencia de trabajos monolíticos costosos y difíciles de controlar en el sitio de construcción.
- Debido a la falta de travesaños y muros de carga existe la posibilidad de diseños gratuitos de locales.
- El marco se puede utilizar para la construcción de edificios residenciales y no residenciales.
- Utilizando el mismo tipo de elementos, es posible construir edificios de hasta 25 pisos con diversas soluciones arquitectónicas y de planificación.
- estructuras de cerramiento y paredes internas se puede hacer de cualquier material de construcción (incluidos los no estructurales).
Fiabilidad y resistencia sísmica del marco.
- Debido a la prefabricación de estructuras, es posible usar hormigón de clases superiores (hasta B60) en columnas, lo que afecta los resultados del refuerzo y la conservación de secciones transversales típicas de columnas 400 * 400, mientras que las columnas fabricadas en la construcción El sitio (en la construcción de viviendas monolíticas) no puede tener una clase comparable de hormigón, lo que impone restricciones apropiadas.
- El sistema KUB 2.5 se ha elaborado desde el punto de vista del diseño.
- Todas las estructuras se fabrican en la fábrica, solo la instalación de elementos de marco terminados se lleva a cabo en el sitio de construcción. Esto permite la máxima transferencia de costos de mano de obra a las condiciones de la planta de hormigón armado, reduciendo así los riesgos de factores naturales y humanos. El control de producción en fábrica garantiza la calidad y fiabilidad de los diseños.
- Las estructuras de marco están diseñadas para su uso en varias regiones de Rusia, incluidas áreas con sismicidad de 7-9 puntos
- El sistema utiliza un nuevo diseño de puntos de unión para amarres a columnas, lo que reduce la probabilidad de resonancia de las estructuras durante las vibraciones forzadas.
Eficiencia económica de la construcción
- Bajo consumo de material del marco, el consumo de hormigón y acero por 1 m2 de la estructura es mucho menor en comparación con otros sistemas.
| Indicadores técnicos y económicos por 1 m2. pisos según TsNIIPI "Monolith", Moscú | |
| Hormigón (prefabricado) | 0,19 m3/m2 |
| Concreto (sellado de costuras) | 0,016 m3/m2 |
| Metal | 12,63 kg/m2 |
| Trabajo actual | 0,51 persona/hora por m2 |
- Eficiencia económica debido a los bajos costos de mano de obra para la instalación y alta velocidad de montaje del marco.
- Ahorro de recursos energéticos y uso de activos fijos. El hormigón prefabricado no requiere calefacción eléctrica, lo que ahorra costos de energía, debido a la velocidad de montaje del marco, se reduce el tiempo de operación de las grúas torre.
- Bajo consumo de hormigón armado por 1 m2 de solape de marco.
- Ahorro en el arreglo de la fundación. La carga sobre los cimientos de un edificio construido con el marco KUB-2.5 es un 25% menor que la de uno similar en un diseño monolítico. El peso propio del marco es mínimo debido a la optimización lograda de todas las secciones. Independientemente de las condiciones del suelo, el volumen de cimentación necesario para distribuir los esfuerzos sobre la cimentación desde la parte aérea de los edificios realizados en las estructuras KUB-2.5 siempre será menor.
| Indicadores | Unidad Rdo. | Soluciones conocidas | ||||
| eficiencia, serie | Sistema KUB-2.5 | Monolítico | Ladrillos | |||
| 90 | 111 | |||||
| Consumo de hormigón armado | M 3 | 0,85 | 0,80 | 0,17 | 0,20 | 0,14 |
| incluido monolítico | M 3 | 0,02 | 0,02 | 0,12 | 0,20 | 0,02 |
| Consumo de acero para estructuras de soporte | kg | 14,5 | 14,2 | 12,3 | 19,7 | 12,0 |
| Consumo de materiales para estructuras de cerramiento (ladrillo, piedras de hormigón celular) | M 3 | 0,02 | 0,02 | 0,30 | 0,30 | 0,85 |
| Garantizar soluciones de planificación gratuitas | ||||||
| Costo de construcción | % | 100 | 100 | 87 | 92 | 100 |
Posibilidad de aplicar diversas soluciones arquitectónicas
- El marco del sistema KUB-2.5 permite realizar la más amplia gama de soluciones arquitectónicas para la fachada del edificio, que pueden satisfacer cualquier gusto, y están limitadas solo por la imaginación del arquitecto, las solicitudes y los deseos del Cliente. , y los requisitos de las Normas de Construcción.
- El sistema KUB-2.5 permite voladizos de losas de piso más allá de los ejes de las columnas más exteriores (hasta 1,5 m) y dar a las losas casi cualquier forma a lo largo de su borde exterior, hasta el desplazamiento radial en cualquier piso, sin mencionar la instalación de ventanales, logias y balcones.
- El marco KUB-2.5 permite el uso de diferentes sistemas de fachada. Casi todas las soluciones de fachada se pueden utilizar como estructuras de cerramiento externo: piedra liviana y eficiente en el calor (incluso revestida de ladrillo), varios paneles con bisagras, fachadas ventiladas, cercas de vidrieras, etc.
Capacidades de diseño eficientes
- Libre disposición y remodelación de locales por ausencia de muros de carga y travesaños, incluso en edificio ya explotado.
- Con un espacio entre columnas principales de 6x6m, el sistema brinda más libertad para el diseño que otros tipos de marcos que utilizan una multiplicidad menor.
- La posibilidad de variar la distancia entre los techos y, en consecuencia, la altura del local a petición del cliente de 2,8 a 3,6 m.
- El sistema KUB-2.5 permite resolver diversas tareas de planificación urbana, es posible utilizar el sistema en una situación de planificación urbana compleja en condiciones de construcción estrecha y con compactación del desarrollo urbano en los barrios existentes.
Alta velocidad y facilidad de construcción del marco.
- Montaje del marco según el principio de "diseñador", ejecución de elementos según los estándares de fábrica.
- La instalación de estructuras verticales se realiza de inmediato en varios pisos. El diseño de la junta de la columna no requiere soldadura por baño de la armadura de trabajo.
- No hay necesidad de instalación (y posterior reinstalación repetida) del encofrado.
- Se requiere un número reducido de instaladores en el sitio de construcción, lo que reduce los riesgos del factor humano y la probabilidad de utilizar mano de obra no calificada (un equipo experimentado de 5 personas instala hasta 300 m2 de piso por turno).
- La instalación del marco se puede realizar en cualquier condición climática, lo que prolonga el período de construcción estacional.
- Capacidad para transportar las estructuras del sistema KUB 2.5 por ferrocarril, carretera o transporte de agua, incluyendo otras ciudades.
La resistencia de las estructuras del marco "KUB-2.5" se confirma mediante cálculos técnicos y numerosas pruebas:
- Los diseños del KUB fueron revisados por el NTS del Comité Estatal de Arquitectura bajo el Comité Estatal de Construcción de la URSS y por carta No. IP-7-3691 con fecha 19.09.1986 y recomendado para su uso;
- TsNIISK lleva el nombre de Kucherenko del Comité Estatal de Construcción de la URSS;
- Laboratorio de pruebas dinámicas de viviendas TsNIIEP bajo la dirección de Ashkinadze G.N. (pruebas dinámicas superadas con éxito).
