1)Понятие о конструктивной системе здания бескаркасная и каркасная система.
Основные несущие элементы образуют остов здания (скелет, основу).
Особенности расположения несущих элементов определяют конструктивные системы или типы зданий.
1.Бескаркасный тип. (Рис 1,а)
Перекрытия опираются на стены.
Виды зданий.
1.С каменными стенами ручной кладки.
2.Крупноблочные.
3.Крупнопанельные.
4.Объёмно-блочные.
Рис 1.Конструктивные типы гражданских зданий
а — бескаркасный тип; б — каркасный тип; в — неполный каркасный тип;1-несущие стены;2- междуэтажные перекрытия;
3-колонны;4-ригели;5-самонесущие стены.
2.Каркасный тип. (Рис 1,б)
Перекрытия опираются на ригели, а ригели на опоры-колонны.
Виды зданий.
1.С полным связевым каркасом (между колонами диафрагма жёсткости).
2.С полным рамным каркасом (колонны и ригели поперечны раме).
3.С рамно-связевым каркасом (есть рамы, и есть рамы с диафрагмами).
Рисунок 2.Схема каркасов здания:
1 — элементы каркаса,2 — жёсткие углы,3 — горизонтальные диафрагмы,4 — вертикальные поперечные и продольные диафрагмы
3.Тип здания с не полным каркасом.
Ригели опираются на колонны с одной стороны, и на стены с другой стороны, перекрытия на ригели реже перекрытия опираются на стены и ригели.
Тема: Конструктивные схемы зданий
( с продольными и поперечными несущими стенами, ригелями)
Взаимное расположение основных несущих элементов определяет основную конструктивную схему здания.
1.Для бескаркасных систем здания несущие стены могут, располагаться:
а) в продольном направлении (применяется для зданий до 5 этажей)(Рис 1,а)
Продольные стены выполняют только одну ограждающую функцию.
Рисунок 1. Конструктивные схемы бескаркасных зданий
а — с продольным расположением несущих стен; б — с поперечным расположением несущих стен; в – с перекрестным расположением несущих стен;1-наружные и внутренние несущие стены;2-плит междуэтажных перекрытий;
3-наружные самонесущие стены;4-торцовая несущая стена;5-продольные и поперечные несущие стены;6-плиты
перекрытия, опёртые по контуру
б) в поперечном направлении (более жёсткий остов в здании, можно выполнять повышенной этажности) (Рис 1,б)
в) с перекрёстным расположением несущих стен. (Рис 1,в)
2. Для каркасных систем здания.
а) с поперечным расположением ригелей. (Рис 2,а)
Рисунок 2.Конструктивные схемы каркасных зданий
а – с поперечным расположением ригелей; б — с продольным расположением ригелей; в – безригельное решение;
1-самонесущие стены;2-колонны;3-ригели;4-плиты междуэтажных перекрытий;5-надколонная плита перекрытия;6-межколонные плиты;7-панель-вставка
б) с продольным расположением ригелей. (Рис 2,б)
в) безригельные системы. (Рис 2,в)
Основные конструктивные схемы зданий
Здание состоит из взаимосвязанных конструктивных элементов: фундаментов, стен, отдельных опор, прогонов и перекрытий. Сочетание этих основных элементов, каждый из которых выполняет свои специфические функции, представляет собой несущий остов здания (рис. 1).
По своему назначению конструкции подразделяют на несущие и ограждающие. Несущие конструкции несут на себе нагрузки от вышележащих частей здания, от снега, ветра и т. д. Ограждающие конструкции изолируют помещения от внешней среды и смежных помещений. Некоторые несущие конструкции (например, перекрытия) являются одновременно и ограждающими.
Фундаменты являются подземными конструкциями, воспринимающими на себя всю нагрузку от здания и действующих на него сил и передающими эти нагрузки на грунт (основание). Нижняя плоскость фундамента, непосредственно соприкасающаяся с основанием, называется подошвой фундамента.
Стены отделяют помещения друг от друга или от внешней среды и подразделяются на внутренние и наружные. В зданиях, построенных до пятидесятых годов, наружные стены чаще всего делали толще внутренних, так как, кроме восприятия различных нагрузок, они выполняют и теплотехнические функции. Стены, опирающиеся на фундаменты и воспринимающие, кроме собственного веса, нагрузки от перекрытий, крыши и других конструкций, называются несущими. Стены, несущие только свой вес, называются самонесущими. Стены, опирающиеся на другие конструкции здания и выполняющие только ограждающие функции, называются ненесущими.
Наружные и внутренние стены, связанные между собой, а также с перекрытиями и покрытиями, создают жесткую коробку, способную сопротивляться горизонтальным нагрузкам (ветру и др.), т. е. обеспечивают пространственную жесткость здания (неизменяемость его конструктивной схемы).
Рис. 1. Поперечный разрез гражданского здания:
1 — фундаменты; 2 — наружные стены; 3 — внутренние стены; 4 — надподвальное пере- крытие; 5 — междуэтажные перекрытия; 6 — чердачное перекрытие; 7 — чердак; 8 — крыша; 9 — двери; 10 — перегородка; 11 — лестница; 12 — окна; 13 — крыльцо; 14 — отмостка
Расстояния между внутренними поперечными стенами или другими конструкциями, обеспечивающими пространственную жесткость, нормируются. В обеспечении пространственной жесткости здания участвуют также опоры, представляющие собой столбы или колонны, которые воспринимают нагрузки от вышележащих частей здания и передают их нагрузки на конструкции, расположенные ниже, или на свои собственные фундаменты.
Перекрытия делят здания на этажи, несут собственный вес, вес перегородок, мебели, людей, оборудования и передают эти нагрузки на стены или отдельные опоры.
Этажом называется ярус помещений, пол которых находится примерно на одном уровне. Этаж называется надземным, если пол его расположен выше тротуара или отмостки, цокольным или полуподвальным — если этаж заглублен в землю не более чем на половину его высоты, и подвальным — при большем заглублении.
В ряде зданий (лабораторные корпуса, здания повышенной этажности и др.), кроме основных этажей, устраивают технические этажи, на которых размещается инженерное оборудование (отопительные устройства, вентиляционные камеры, насосные и т. д.). Общая этажность здания определяется числом надземных этажей. Цокольные этажи используют для нежилых помещений.
Перекрытия играют большую роль в обеспечении общей устойчивости здания и в зависимости от системы соединения их элементов со стенами или отдельными опорами влияют на несущую способность последних. Так, отдельно стоящая высокая стена обладает меньшей несущей способностью, чем такая же стена, связанная с перекрытиями.
Различают надподвальные, междуэтажные и чердачные перекрытия. В зданиях с подвалами, имеющими более Одного этажа, перекрытия между подвальными этажами называют нижними перекрытиями.
Перекрытия могут опираться либо непосредственно на стены или отдельные опоры, либо на соединяющие стены с отдельными опорами горизонтальные балочные конструкции, называемые прогонами.
Кроме перечисленных выше несущих элементов или частей здания, к числу основных относятся крыша, лестницы, перегородки, окна, двери и фонари.
Крыша защищает здание сверху от дождя, снега, ветра и солнца. Она состоит из кровли (сплошной водонепроницаемой оболочки) и несущих эту кровлю конструкций.
Чердаком называется пространство между чердачным перекрытием и кровлей. Если крыша совмещена о чердачным перекрытием и чердак отсутствует, то такая конструкция называется бесчердачным покрытием.
Лестницы являются путями сообщения между этажами и путями эвакуации при пожаре и других бедствиях. Из противопожарных соображений лестницы замкнуты в капитальные стены, образующие лестничную клетку. Устройство каких-либо проемов, кроме дверей, во внутренних стенах лестничной клетки не допускается. Лестницы должны освещаться естественным светом (через окна в наружных стенах).
Лестничная клетка в силу малой протяженности образующих ее стен представляет собой жесткую коробку и, будучи связана с другими элементами здания, существенно повышает его пространственную жесткость.
Внутри некоторых зданий высотой до двух этажей (магазины и др.) располагают парадные лестницы, которые выполняют из монолитного железобетона и делают открытыми, без лестничной клетки.
Перегородки опираются на перекрытия и делят помещения на отдельные комнаты.
Окна являются ограждающей конструкцией и служат для освещения и вентиляции помещений.
Двери являются ограждающей конструкцией и служат для сообщения между соседними помещениями или между помещением и наружным пространством.
Фонарями называют остекленные конструкции в покрытиях зданий. Фонари устраивают преимущественно в промышленных зданиях; они служат для вентиляции и усиления освещения помещения.
Рис. 2. Здания с несущими стенами:
а — опирание перекрытий на продольные стены; б — то же, на поперечные стены в — то же, по всему контуру
В зависимости от сочетания элементов, составляющих несущий остов здания, различают три основных конструктивных схемы: бескаркасная, каркасная и комбинированная (с неполным каркасом).
Рис. 3. Каркасное здание:
1 — колонны каркаса; 2 — ригель; 3 — перекрытие
Здание с несущими стенами (бескаркасная схема) представляет собой жесткую и устойчивую коробку из взаимосвязанных наружных и внутренних стен и перекрытий (рис. 2). Этот тип зданий, в свою очередь, подразделяется на здания с продольными несущими стенами (несущие элементы перекрытий лежат поперек здания), с поперечными несущими стенами (элементы перекрытий лежат вдоль здания) и с продольными и поперечными несущими стенами. В последнем случае крупноразмерные плиты перекрытий (панели перекрытий) с размерами в плане, равными размерам ячейки между четырьмя стенами, опираются на внутренние и наружные стены. Такие плиты называют опертыми по контуру.
Если же для стен применяется легкий материал с небольшой прочностью и низким коэффициентом теплопроводности, используют каркасную схему здания (рис. 3). В этом случае каркас из колонн и горизонтальных связей между ними (прогонов, ригелей) воспринимает на себя нагрузку от крыши, перекрытий и стен. Стены каркасных зданий являются ограждающим заполнением между элементами каркаса.
Промежуточной между каркасной и бескаркасной является схема здания с неполным каркасом (комбинированная схема). В этом случае наружные стены являются несущими и нагрузка от перекрытий, крыши и других элементов передается непосредственно или через прогоны на наружные стены и внутренние колонны каркаса (рис. 4).
Рис. 4. Здание с неполным каркасом:
1 — наружные несущие стены; 2 — колонны неполного каркаса; 3 — ригели (балки) каркаса; 4 — фундаменты; 5 — перекрытия
Для зданий дореволюционной постройки наиболее типична бескаркасная схема. В современном строительстве каркасная и комбинированная схемы получили широкое распространение в промышленных и частично в жилых и общественных зданиях.
Основным материалом каркаса в современном строительстве является сборный железобетон, а при больших высотах — сталь.
До 50-х годов для каркаса многоэтажного здания использовали монолитный железобетон или сталь, при малых нагрузках и небольшой высоте — деревянные стойки, обвязки и балки, а также комбинацию из кирпичных столбов и деревянных, железобетонных или стальных балок.
| ПРОДОЛЖЕНИЕ >>> |
|---|
11. Каркас и его элементы. Конструктивные схемы каркасов.
Каркас представляют собой систему, состоящую из стержневых несущих элементов — вертикальных (колонн) и горизонтальных балок (ригелей), объединенных жесткими горизонтальными дисками перекрытий и системой вертикальных связей. Каркасы, применяемые в гражданском строительстве, можно классифицировать по следующим признакам:1. По характеру статической работы: 1)рамные — с жестким соединением несущих элементов (колонны, ригели) в узлах в ортогональных направлениях плана здания. Каркас воспринимает все вертикальные и горизонтальные нагрузки. 2) рамно-связевые — с жестким соединением в узлах колонн и ригелей в одном направлении плана здания (создание рамных конструкций) и вертикальными связями, расставленными в перпендикулярном направлении рамам каркаса. Связями служат стержневые элементы (крестовые, портальные) или стеновые диафрагмы., соединяющие соседние ряды колонн. Вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимаются рамами каркаса и вертикальными пилонами жестких связей. 3)связевые — отличаются простотой конструктивного решения соединений колонн с ригелями, дающее подвижное (шарнирное) закрепление. Каркас (колонны, ригели) воспринимает только вертикальные нагрузки. Горизонтальные усилия передают на связи жесткости — ядра жесткости, вертикальные пилоны, стержневые элементы. 2. По материалам: 1)железобетонный каркас, выполняемый в сборном, монолитном или сборно-монолитном вариантах.; 2) металлический каркас, часто применяемый при строительстве общественных имногоэтажных гражданских зданий, возводимых по индивидуальным проектам ; 3). деревянный каркас в зданиях не выше двух этажей. Выбор материала каркаса является важной технико-экономической задачей. В массовом строительстве каркас, как правило, проектируют из сборного ж/б, реже из стали., и в редких случаях деревянные( малоэтажном сельском строительстве. В отечественном строительстве для зданий 16-20 эт получил унифицированный ж/б сборный каркас, выполненный по связевой схеме. Значительно реже проектируют здания с монолитным ж/б каркасом. Применение стального каркаса по экономическим расчетам наиболее оправдано для высоких зданий.
Конструктивные элементы
Колонны имеют высоту в 2 — 4 этажа, что позволяет в зданиях, с соответствующей этажностью, применять бесстыковые колонны. Наряду с бесстыковыми колоннами в номенклатуру включены следующие типы колонн: — нижние высотой в два этажа и расположением низа колонны ниже нулевой отметки на 1,1м.; средние — высотой в три-четыре и верхние в один-три этажа. Предусмотрены колонны сечением 30×30 см для зданий высотой до 5-ти этажей и колонны сечением 40х40см для всех остальных. Колонны выпускаются двухконсольнымии и одноконсольными. Ригели — таврового сечения с полкой понизу для опирания плит перекрытия, что уменьшает его конструктивную высоту. Стык ригеля с колонной выполняет со скрытой консолью и приваркой к закладным деталям консоли и колонны (частичное защемление).Перекрытия — многопустотные плиты высотой 220 мм и пролетом до 9,0м.. Плиты типа 2Т применяют для пролетов 9 и 12м. Элементы перекрытий разделяют на рядовые и связевые (плиты распорки). Связевые плиты перекрытия устанавливают между колоннами в направлении перпендикулярном ригелям, обеспечивая их устойчивость.Перекрытия испытывают поперечный изгиб от вертикальных нагрузок и изгиб в своей плоскости от горизонтальных (ветровых, динамических) воздействий.Стены — диафрагмы жесткости монтируют из бетонных панелей высотой в этаж, толщиной 140мм. и длиной, соответствующей расстоянию между колоннами в преде¬лах, которых они установлены. При шаге колонн 7,2 и 9,0м стены-диафрагмы проектируют составными из двух-трех панелей, с координационными размерами по ширине 1,2, 3,0 и 6,0 м. Они могут быть глухими или с одним дверным проемом. Элементы диафрагм жесткости между собой и элементами каркаса соединяют сваркой закладных деталей, не менее чем в двух местах по каждой стороне панели с последующим замоноличиванием.Шаг диафрагм определяется расчетом, но не превышает 36,0 м.Панели наружных стен могут быть запроектированы самонесущими или ненесущими (навесными) конструкциями. Разрезка стен на панели — двухрядная. В номенклатуру входят поясные простеночные, под карнизные, парапетные, цокольные панели.Панели самонесущих стен устанавливают по цементно-песчаному раствору на цокольные или простеночные панели и крепят поверху к закладным деталям колонн. Панели ненесущих стен навешивают на ригели, консоли или опорные металлические столики колонн и закрепляют в плоскости перекрытия.
Привязка панелей самонесущих и несущих стен к каркасу единая — с зазором 20 мм между наружной гранью колонны и внутренней гранью панели наружной стены.
Конструктивные схемы и классификация зданий и сооружений
Навигация:
Главная → Все категории → Схемы зданий
В зависимости от вида несущего остова различают две основны конструктивные схемы зданий и сооружений — каркасную и бескар касную.
Каркасные здания и сооружения делят на полнокаркасные (рис. лп и неполнокаркасные (рис. 22). В полнокаркасных зданиях все нагрузки передаются на каркас, т. е. на систему связанных между собой вертикальных колонн и горизонтальных балок (ригелей). В этих зданиях колонны каркаса располагают как по периметру наружных стен, так и внутри здания. Полнокаркасные здания и сооружения проектируют главным образом в случаях, когда имеют место значительные нагрузки (тяжелое технологическое оборудование, мостовые краны). Промышленные здания, как одноэтажные, так и многоэтажные, проектируют преимущественно с полным каркасом.
Рис. 21. Конструктивные схемы каркасных зданий: а — с продольным расположением ригелей; б — то же, с поперечным; в — то же, с перекрестным; г — безригельное решение
В зданиях и сооружениях с неполным каркасом (внутренним) все возникающие в них нагрузки передаются на внутренний каркас и наружные стены. Неполный каркас чаще проектируют для жилых и общественных гражданских зданий. В зданиях с полным и неполным каркасом ригели могут иметь продольное, поперечное или перекрестное расположение.
В бескаркасных зданиях и сооружениях (рис. 23) все нагрузки от перекрытий и крыши воспринимаются стенами. Несущими могут быть стены: наружные и внутренние, продольные и поперечные, а также одновременно продольные и поперечные. Наиболее эффективной конструктивной схемой бескаркасных зданий является схема зданий с внутренними поперечными несущими стенами. Эта схема наиболее распространена в крупнопанельном домостроении.
В зависимости от качественных показателей здания различных конструктивных схем подразделяют на степени или классы. К важнейшим качественным показателям относятся: огнестойкость, долговечность, капитальность. По огнестойкости здания делятся на пять степеней: I, II, III, IV, V. К I, II и III степеням относятся каменные оштукатуренные.
Рис. 22. Конструктивные схемы зданий с неполным каркасом: а — с продольным расположением ригелей; б — то же, с поперечным; в — безригельное решение
Рис. 23. Конструктивные схемы бескаркасных зданий: а — с продольным расположением несущихстен; б — то же, с поперечным; в — смешанная
По долговечности ограждающих конструкций здания подразделяют на три степени: I; II и III. К I степени относятся здания со сроком службы не менее 100 лет, ко II — со сроком службы не менее 50 лет, к III — со сроком службы не менее 20 лет. По капитальности здания делят на четыре класса: I, II, III и IV. К I классу относятся здания, к которым предъявляются повышенные требования, а к IV — здания, удовлетворяющие минимальным требованиям. Капитальность зданий определяется исходя из совокупности требований к огнестойкости, долговечности основных конструктивных элементов, а также эксплуатационных качеств здания (внутренняя отделка, техническое оборудование, планировка).
Для зданий различного назначения установлены разные требования, определяющие их класс. Эти требования изложены в нормах проектирования соответствующих зданий.
Похожие статьи:
Опоры зданий и сооружений
Навигация:
Главная → Все категории → Схемы зданий
Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум
Конструктивные схемы зданий — Строительство зданий
Конструктивные схемы зданий
Основными несущими элементами зданий являются фундаменты, стены, отдельные опоры, элементы перекрытий и покрытий, составляющие несущий остов здания. Совокупность элементе несущего остова должна обеспечивать восприятие всех нагрузок, воздействующих на здание, и передачу их на основание, а также пространственную неизменяемость (жесткость) и устойчивость зданий.
По конструктивной схеме несущего остова здания подразделяются на бескаркасные, каркасные и с неполным каркасом. В бескаркасных зданиях основными вертикальными несущими элементами являются стены, в каркасных — отдельные опоры (колонны, столбы), в зданиях с неполным каркасом — и стены и отдельные опоры.
Бескаркасные здания получили широкое распространение в гражданском .одноэтажном, малоэтажном и многоэтажном строительстве. Имеются примеры возведения бескаркасных жилых зданий высотой в 25 этажей. Бескаркасные здания встречаются также в одноэтажном и малоэтажном промышленном строительстве.
Несущий остов таких зданий, состоящий из несущих стен и перекрытий, представляет собой как бы коробку, пространственная жесткость которой создается совместной работой стен и дисков перекрытий.
Рис. 1. Конструктивные схемы бескаркасных зданий: а — с продольными несущими стенами, б — с поперечными несущими стенами, в — с поперечными и продольными несущими стенами
Бескаркасные здания могут возводиться с продольными несущими стенами. Поперечные стены в таких зданиях устраивают только в лестничных клетках, а также в промежутках между ними для придания большей устойчивости продольным стенам и, в тех местах, где должны; проходить дымовые и вентиляционные каналы. Ширина гражданских зданий обычно не превышает целесообразные величины пролетов констструкций перекрытий. В таких зданиях, помимо наружных несущих продольных стен, приходится возводить внутренние несущие продольные, стены.
Гражданские бескаркасные здания часто возводят и с поперечными несущими стенами. В таких зданиях продольные наружные стены являются самонесущими. При возведении таких зданий из сборных железобетонных конструкций (панельных) поперечные несущие стены выполняются из железобетонных панелей, а ограждающие наружные стены — из легких панелей.
Возводятся также бескаркасные здания, где несущими являются как поперечные, так и продольные стены. В таких зданиях панели перекрытий размером на комнату опираются всеми четырьмя сторонами на поперечные и продольные стены.
Здания с неполным каркасом вместо внутренних продольных и внутренних поперечных стен, на которые должны опираться конструкции перекрытий, имеют отдельные опоры в виде столбов или колонн. На колонны в продольном или поперечном направлении укладывают прогоны, служащие опорами для плит перекрытий.
Каркасными в большинстве случаев строят одноэтажные, малоэтажные и многоэтажные промышленные здания, а также многоэтажные гражданские здания. Ряд малоэтажных гражданских зданий возводят также в каркасных конструкциях.
Рис. 2. Конструктивные схемы зданий с неполным каркасом: а — с продольными прогонами, б — с поперечными прогонами; 1 — прогон, 2 — колонна
Несущий остов таких зданий состоит из колонн и горизонтальных ригелей, выполняемых в виде балок или ферм. Колонны и жестко или шарнирно скрепленные с ними ригели образуют рамы. В многоэтажных зданиях ригели иногда располагают в продольном направлении. При применении в многоэтажных зданиях безбалочных перекрытий ригелем рамы является безбалочная плита, жестко связанная с капителями колонн.
Рис. 3. Конструктивные схемы каркасных здачий: а — с самонесущими стенами, б — с несущими навесными стенами
Наружные стены каркасных зданий, выполняющие ограждающие функции, являются самонесущими или ненесущими, навесными. Самонесущие стены в этом случае опираются на фундаменты или фундаментные балки, ненесущие стены в каждом этаже — на бортовые балки или ригели рам (при продольном расположении ригелей), а навесные стены навешиваются на наружные колонны каркаса.
—
Несущие элементы здания в совокупности образуют пространственную систему, называемую его несущим остовом. Несущий остов должен иметь достаточную прочность и обеспечивать пространственную жесткость и устойчивость здания, тогда как ограждающие конструкции должны обладать стойкостью против атмосферных и других физико-химических воздействий, а также достаточными тепло- и звукоизоляционными свойствами.
В зависимости от вида несущего остова различают две основные конструктивные схемы зданий — бескаркасную (с несущими стенами) икаркасную.
Остов бескаркасных одноэтажных и многоэтажных зданий с несущими наружными и внутренними (продольными или поперечными) стенами представляет собой коробку, пространственная жесткость которой обеспечивается перекрытиями и стенами, образующими жесткие горизонтальные и вертикальные диафрагмы. Устойчивость такого несущего остова зависит от надежности связи между стенами и перекрытиями, их жесткости и устойчивости.
В каркасных зданиях все нагрузки воспринимаются системой стоек (колонн), которые вместе с горизонтальными элементами (прогонами, ригелями) образуют каркас. Каркасные схемы зданий бывают с полным и неполным каркасами. Каркас называют полным, если его вертикальные элементы расположены как по периметру наружных стен, так и внутри здания.
Возможна схема с несущими наружными стенами и внутренним каркасом, колонны которого заменяют внутренние несущие стены. Такие каркасы называют неполными. Устойчивость наружных стен в зданиях с неполным каркасом обеспечивают в основном элементы каркаса и перекрытия. Такую конструктивную схему применяют в многоэтажных гражданских и промышленных зданиях при отсутствии значительных динамических нагрузок.
Одноэтажные каркасные здания. Каркас одноэтажного промышленного здания состоит из железобетонных или стальных колонн, образующих вместе с несущими конструкциями покрытия поперечные рамы, и разного рода продольных элементов — фундаментных, обвязочных и подкрановых балок, подстропильных ферм, а также различного рода связей, которые придают каркасу в целом и отдельным элементам пространственную жесткость и устойчивость. Расстояние между колоннами каркаса в продольном направлении (вдоль оси здания) называется шагом колонн, в поперечном — пролетом. Размеры пролетов и шага колонн принято называть сеткой колонн. Одноэтажные каркасные здания широко применяют в промышленном и сельскохозяйственном строительстве. Такие здания состоят из железобетонного (стального) каркаса, стен и покрытия. Каркас состоит из вертикальных элементов — колонн и горизонтальных — ригелей, балок й ферм. По балкам или фермам укладывают плиты покрытия, выполняют кровлю, а в необходимых случаях устраивают световые или аэрациониые фонари.
Рис. 4. Одноэтажные промышленные и сельскохозяйственные здания
а — промышленное здание с мостовыми кранами: б — сельскохозяйственное здание с несущими стенами; 1 — колонна; 2 — ригель; 3 — покрытие; 4— подкрановая балка
Каркас воспринимает все внешние нагрузки от покрытия и массы конструкций каркаса, вертикальные и горизонтальные крановые нагрузки’, а также горизонтальные нагрузки от ветра, воздействующего на стены.
В зданиях сельскохозяйственного назначения используют в основном каркасы из железобетонных конструкций.
В промышленных зданиях при пролетах 30 м и более каркас делают смешанным: колонны железобетонные, а фермы стальные.
Многоэтажные промышленные здания каркасного типа широко распространены в легкой, пищевой, химической, приборостроительной, электротехнической промышленности и аналогичных производствах.
Каркас зданий состоит из колонн и ригелей, образующих многоярусные рамы с жесткими узлами. Рамы располагают поперек здания, а в продольном направлении устойчивость здания обеспечивают стальными связями, которые устанавливают по каждому продольному ряду колонн в середине температурных отсеков. Число пролетов в каркасах бывает различным — от одного до трех-четырех, а иногда и больше. Размеры пролетов 6, 9 и 12 м. Верхние этажи шириной 12 и 18 м перекрывают стропильными балками или фермами и плитами аналогично покрытиям одноэтажных зданий. Этажи могут иметь высоту 3,6—7,2 м с градацией размеров через 0,6 м. Стены выполняют из панелей или кирпичной кладки.
Рис. 5. Схема многоэтажного промышленного здания каркасного типа
1 — фундамент; 2 — колонна; 3 — ригель; 4 — связь; 5 — балка покрытия; 6 — плита покрытия; 7 — стеновая панель
Многоэтажные гражданские здания сооружают трех типов: кар-касно-панельными, бескаркасно-панельными и с несущими кирпичными стенами. Каркасно-панельные здания состоят из каркаса, плит перекрытий и покрытий, перегородок и панелей стен (рис. 22). Пролеты каркасов зданий приняты 5,6 и 6 м. Шаг колонн вдоль здания 3,2 и 3,6 м. Высота этажа в гражданских зданиях зависит от назначения зданий и принимают ее равной (м): 2,8 — для жилых домов и гостиниц; 3,3 — для административных зданий, учебных заведений, торговых предприятий; 3,6 и 4,2 — для зданий специального назначения (конструкторские бюро, лаборатории).
Широкое распространение, особенно в жилищном строительстве, получили бескаркасные крупнопанельные здания.
Пятиэтажные жилые дома и здания гостиничного типа строят с несущими наружными и внутренними поперечными и продольными перегородками, с самонесущими наружными стенами и несущими поперечными перегородками (рис. 23, б), а также с несущими наружными и внутренними стенами. Последнее решение допускает более свободную внутреннюю планировку зданий.
Панели несущих наружных стен изготовляют сплошными из бетонов на легких заполнителях, а при самонесущих стенах — также из двух- и трехслойных железобетонных панелей с утеплителем из минераловатных плит. Длина панелей наружных стен равна шагу поперечных панельных стен-перегородок и для различных зданий в зависимости от их типа бывает 2,5; 2,8; 3,2; 3,6 и 6 м, а длина панелей поперечных стен для различных типов зданий — 5,2; 5,6 и 6 м. Панели внутренних поперечных и продольных стен имеют толщину 14 и 16 см.
Междуэтажные перекрытия панельных зданий выполняют из панелей с различным опиранием в зависимости от расположения несущих стен (перегородок).
В настоящее время интенсивно развивается строительство панельных бескаркасных зданий высотой 12, 16 этажей и более. Конструктивное решение таких зданий имеет свою специфику и отличается от решения бескаркасных пятиэтажных зданий. Несущими элементами этих зданий являются поперечные стены, а наружные стены навесные. Толщина железобетонных панелей поперечных стен 16 см, внутренних продольных 14 см, наружных (сплошных керамзитобетонных) 30 см.
Рис. 6. Схемы многоэтажных гражданских зданий
а — с поперечными рамами каркаса; б — с пространственными рамами; в — с продольными рамами; г — с неполным каркасом (продольные рамы и несущие наружные панельные или кирпичные стены)
Рис. 7. Конируюивные схемы панельных бескаркасных зданий
Дальнейшим развитием крупнопанельного домостроения явились разработка и внедрение в практику жилищного строительства объемных железобетонных элементов, которые могут быть собраны из отдельных плоских панелей в порядке укрупнительной заводской сборки или изготовлены на заводе в виде цельного объемного элемента.
Читать далее:
Полы в здании
Каркасы многоэтажных зданий
Естественные и искусственные основания
Классификация зданий
Конструкции лестниц
Общие сведения о лестницах и лифтах
Ворота производственных и складских зданий
Двери гражданских и промышленных зданий
Окна гражданских и промышленных зданий
Заполнение оконных, дверных и воротных проемов
Эффективная эксплуатация зданий, т. е. постоянный квалифицированный уход за ними, периодическая оценка их технического состояния (диагностика повреждений) и предупреждение начала развития повреждений, своевременное проведение профилактического и восстановительного ремонтов возможны только при знании конструкций сооружения, особенностей его устройства и работы, эксплуатационных требований и степени их фактического удовлетворения, умении выявить уязвимые места, с которых возможно начало развития повреждений, и др. Именно поэтому работники эксплуатационной службы должны тщательно изучать проект здания; если же оно строится, то в ходе строительства они контролируют качество выполнения всех работ, изучают полученные от строителей исполнительные чертежи и инструкцию по эксплуатации здания, ведут на каждом сооружении паспорт, журнал учета технического состояния (ЖТС) и другие документы, необходимые в процессе эксплуатации зданий и сооружений. Несмотря на большие отличия зданий различного назначения, обусловленные происходящими в них процессами, все они состоят из ограниченного числа конструктивных элементов, выполняющих в любых сооружениях одни и те же функции. Это основания, фундаменты, стены или каркас, крыша или покрытие, перекрытия, перегородки, лестницы, а также наружные элементы —- входные площадки, балконы, световые галереи или приямки у окон подвалов и др. Конструктивные схемы зданий различного назначения также являются общими: одно-, двух-, трех- и многопролетные. Однако их конкретное конструктивное осуществление может быть отличным в гражданских и производственных зданиях, что вызывается их размерами в плане и по высоте, нагрузками и др. Сочетание основных несущих элементов фундаментов, стен, опор, ригелей, перекрытий и покрытий можно свести в четыре основных конструктивных схемы (рис. 1.2): с продольными несущими стенами; с поперечными несущими стенами или смешанная— с продольными и поперечными стенами; с полным каркасом— каркасная; с неполным каркасом. Рис. 1.2. Конструктивные схемы зданий В конструктивной схеме с продольным несущими стенами нагрузки от крыши и перекрытий на фундаменты и основания передают продольные стены. Они являются определяющими конструктивными элементами в обеспечении устойчивости здания, которая дополняется жесткостью и надежной связью с их перекрытиями, при заанкеривании перекрытий в стены, а также связью продольных стен с лестничными клетками, с внутренними связевыми стенами. Толщина и свободная длина стен определяются расчетом прочности, устойчивости и теплозащитных качеств. Число продольных стен может быть от двух до четырех и более в зависимости от назначения и планировки здания. Стены могут быть кирпичными, блочными, крупнопанельными, причем высота зданий с таким остовом не должна превышать девяти этажей. При конструктивной схеме здания с поперечными несущими стенами пространственную жесткость и нагрузки от вышележащих частей на фундамент и основание передают поперечные внутренние стены, усиленные в случае необходимости увеличения жесткости и устойчивости перекрытиями, лестничными клетками, наружными продольными стенами. Главное преимущество такой схемы в том, что внутренние несущие стены, в отличие от наружных, не должны обладать теплозащитными качествами и поэтому могут быть возведены из высокопрочного материала, например железобетона, при малом его расходе. При этом продольные наружные стены как ненесущие могут быть выполнены только для обеспечения теплозащиты, т. е. из малопрочного теплоизоляционного материала, что также весьма целесообразно. При такой схеме лишь торцевые стены выполняют несущие и ограждающие функции. Схема с поперечными несущими стенами принимается при проектировании как малоэтажных, так и зданий повышенной этажности. Чем больше этажность, тем меньше должен быть шаг поперечных стен, придающих устойчивость всему зданию. На практике часто осуществляется смешанная конструктивная схема, в которой несущими являются как продольные, так и поперечные стены. Каркасная схема (рис. 1.2, в) представляет собой систему, состоящую из фундаментов, колонн, горизонтальных элементов — ригелей, балок, перекрытий и связей жесткости. Пространственная жесткость здания с такой схемой определяется либо жесткой связью вертикальных и горизонтальных элементов, либо установкой специальных элементов связи, воспринимающих горизонтальные нагрузки, действующие на здание. Главное преимущество каркасной схемы состоит в том, что каркас воспринимает все виды нагрузок, а стены выполняют лишь функции ограждения, что позволяет рационально использовать для них наиболее эффективные строительные материалы: для каркаса — металл или железобетон, для стен — материалы с высокими теплозащитными качествами, например легкий бетон, слоистые конструкции. Каркасная схема широко применяется в производственных зданиях с большими пролетами и значительными крановыми нагрузками. Здания повышенной этажности жилого и служебного назначения также возводятся каркасными; их конструктивные элементы могут быть полностью унифицированы, что обеспечивает высокую индустриальность их возведения. Широко применяется также схема с неполным, или внутренним каркасом (рис. 1.2,г), который представляет собой систему, состоящую из фундаментов, продольных наружных стен, одного или нескольких продольных рядов внутренних колонн, связанных ригелями, перекрытиями и покрытием. Пространственная жесткость и устойчивость такой схемы обеспечивается жесткой связью колонн с фундаментами, поперечными стенами связи, лестничными клетками, перекрытиями и покрытием. Рис 1.3. Конструктивные схемы заглубленных сооружений (а) и их конструкции: сборные (6), сборно-монолитные (в) и монолитные (г) 1 — наружная гидроизоляция При проектировании зданий, в частности при выборе их несущей конструктивной схемы, исследуют все факторы, характеризующие строительство объекта: назначение и размеры здания в плане и по высоте, возможности производственной базы, климатические, гидрогеологические и другие (в том числе и долговечность) факторы, а также возможности модернизации при изменении технологического процесса. Общим требованием к упомянутым трем типам зданий и сооружений при использовании любой из указанных выше несущих конструктивных схем является максимальное внедрение заводских методов домостроения. Каждая из таких схем допускает высокую степень индустриальности и может быть полностью реализована при строительстве любого из трех типов сооружений. Строительство по индивидуальным проектам ведется только в порядке исключения.
|
Каркасная конструктивная система. Достоинства и недостатки. Классификация по схеме несущего остова, конструктивной схеме здания. Материалу. Габаритные схемы.
⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 11Следующая ⇒
В зданиях каркасной системы несущим остовом служит система из опирающихся на фундаменты стоек (колонн) и горизонтальных связей (ригелей), образующих каркас здания. Колонны каркаса размещены как по периметру, так и внутри здания. Такие конструктивные схемы широко используются в промышленном строительстве, а также при сооружении общественных зданий. Основным достоинством каркасных зданий является их высокая экономичность, так как при каркасных системах стены служат лишь ограждающими конструкциями и поэтому их можно делать тонкими, одинаковой толщины по всей высоте здания (рис. 3).Каркас обычно выполняют из железобетонных сборных конструкций. Колонны сечением 300X300 или 400Х400 мм устанавливают на расстоянии 6 и 12 ж друг от друга. Они опираются на железобетонные башмаки стаканного типа, которые установлены на железобетонные блочные или свайные фундаменты. Ригели каркаса также сборные железобетонные, прямоугольного сечения, высотой 450 мм. Соединяют элементы каркаса, сваривая закладные стальные детали, которые заложены в конструкции при их изготовлении..
Для каркасного типа зданий используются следующие конструктивные схемы: с продольным расположением ригелей; с поперечным расположением ригелей; с перекрёстным расположением ригелей; безригельные.
Каркасная систем (каркас (франц.) — скелет) (рис. 2 3). Остов образуется путем совместной работы колонн с ригелями и междуэтажными перекрытиями.
В каркасной системе различают следующие конструктивные схемы:
с продольным расположением ригелей;
— с поперечным расположением ригелей;
— безригельными.
Несущие элементы такой системы — колонны, ригеля, перекрытия, в данном случае воспринимают все нагрузи, действующие на здание.
Ограждающие — стены, они могут быть самонесущими и навесными. Наружные стены защищают помещения от воздействия внешней среды.
По характеру работы каркасы бывают трех типов: рамные, связевые и рамно-связевые. Стойки и ригели рамного каркаса (рис. 4, а) соединяются между собой жесткими узлами и образуют поперечные и продольные рамы, воспринимающие все действующие на каркас вертикальные и горизонтальные нагрузки.
В зданиях со связевым каркасом (рис. 4, б) узлы между стойками и ригелями нежесткие, поэтому для восприятия горизонтальных нагрузок (например, ветровых) необходимы дополнительные связи. Роль этих связей в многоэтажных зданиях выполняют чаще всего перекрытия, образующие горизонтальные диафрагмы и передающие горизонтальные нагрузки на жесткие вертикальные диафрагмы (стены лестничных клеток, шахты лифтов, железобетонные перегородки и др.)
28. Покрытия. воздействия на покрытия и требования, предъявляемые к ним. Классификация покрытий по конструктивному решению, материалу несущих конструкций, наличию чердаке,величине уклона, форме.
Покрытием называют верхнюю конструктивную часть здания, предназначенную для защиты от атмосферных воздействий. Покрытие имеет несущую и ограждающую части. Несущая часть покрытия воспринимает нагрузки от снега, ветра, собственной массы и передает их на стены или каркас здания. Ограждающая часть служит гидроизоляционной и теплоизоляционной защитой и состоит из кровли и основания под нее.
В зависимости от материала кровли устраивают из рулонных и безрулонных (мастичных) материалов, асбестоцементных волнистых листов, плит, черепицы, кровельной листовой стали, деревянные и др. Несущая часть крыши должна иметь необходимую прочность и устойчивость, ограждающая часть должна быть водонепроницаемой, малотеплопроводной, легкой, стойкой против атмосферных и химических воздействий.
Кровли из волнистых асбестоцементных листов (рис. 15.19, а) отличаются долговечностью, невозгораемостью, имеют малую массу и небольшое количество швов, не требуют сплошной обрешетки, дешевы в эксплуатации. Кровли из плоских асбестоцементных плиток устраивают по сплошной или разреженной обрешетке. Асбестоцементные плитки размером 300×300 и 400×400 мм бывают рядовые, краевые, фризовые и коньковые. Кровли из глиняной черепицы (рис. 15.19, б) состоят из обрешетки (брусков 50×50 мм) с расстояниями, кратными размерам черепиц. Они бывают гончарные и цементно-песчаные, пазовые штампованные и пазовые ленточные. Пазы и гребни используются при нахлестке черепицы на черепицу.
Для предупреждения задувания снега под листы асбестоцемента или черепицы иногда под настил кровли укладывают строительный картон или пергамин.
Кровли из рулонных материалов выполняют двухслойными (при уклоне более 12°) или трехслойными (при уклоне до 12°).
Кровли из рулонных полимерных материалов (бризола, изола, полиэтиленовой пленки) устраивают по типу рубероидных. Полиэтиленовая пленка толщиной 0,2— 0,3 мм совсем не пропускает влаги. Наклеивается на основание с помощью битумных или специальных пластмассовых мастик. Для крыш из сборного железобетона широко применяются современные безрулонные мастичные кровли.
Покрытие в целом должно быть долговечным индустриальным и экономичным не только по первоначальным затратам, но и по эксплуатационным расходам.
Крыши классифицируют по различным признакам. По общему решению: чердачные — с холодными и теплым чердаком, бесчердачные — совмещенные; по способу водоотвода — с внутренним или наружным; по виду кровли — с кровельным или без кровельного слоя; по способу выполнения — сборные и построечного изготовления. Полносборные чердачные покрытия также классифицируют по конструктивному решению панели — форме, ее составу и структуре; условию работы панели — теплозащите, вентилированию, нагрузке; по материалу панели — виду бетона, арматуры и утеплителя.
У чердачных крыш пространство, образуемое между несущей и ограждающей частью покрытия (чердак), используют для размещения различных устройств инженерного оборудования (труб центрального отопления, вентиляционных коробов и шахт, машинного отделения лифтов).
Совмещенными крышами называют пологие бесчердачные покрытия, в которых крыша совмещена с конструкцией чердачного перекрытия и нижняя поверхность является потолком помещения верхнего этажа. Чаще всего совмещенные покрытия выполняют из железобетонных элементов.
Покрытия промышленных зданий состоят из плит покрытия, укладываемых по фермам или балкам. Наибольшее распространение получили предварительно напряженные железобетонные ребристые плиты размерами 1,5х6; 1,5х12; 3х6; 3х12 м (рис. 15.24).
Конструкции покрытий больших пролетов. Для строительства большепролетных гражданских и промышленных зданий применяют различные пространственные конструкции: различные виды цилиндрических оболочек и складок, оболочек двоякой кривизны, волнистых сводов, куполов и др. Особенностью пространственных конструкций покрытий являются совмещение несущих и ограждающих функций и совместная статическая работа конструкции.
ПОКРЫТИЕ – ограждающий конструктивный элемент сверху здания. Покрытие состоит из крыши и чердачного перекрытия. Крыша состоит из несущей конструкции и кровли. Назначение покрытия – обеспечение защиты здания от атмосферных осадков, потерь тепла и перегрева здания. На покрытие действуют давление ветра, нагрузки от снежного покрова, работающих людей на покрытии, от собственной массы покрытия. Оно нагревается от солнечной радиации, на покрытие действуют также химические вещества, содержащиеся в воздухе.
Для несущих конструкций покрытия используют дерево, сталь, бетон и железобетон. Предпочтение отдают сборным конструкциям.
Форму крыши принимают с учетом быстрого и полного стекания воды и возможности снижения снеговых нагрузок. Поэтому покрытия делают с уклоном. У = h/l, где h – высота подъема крыши, l – заложение крыши. Уклон зависит от материала кровли и климатических условий.
Существует 2 вида покрытий: раздельные и совмещенные.
Раздельное покрытие возводят над чердаками и вентиляционными прослойками. Оно представляет собой крышу, верхний слой которой – это кровля с основанием, а нижний – несущая конструкция.
Совмещенные покрытия объединяют кровлю и верхнее перекрытие сооружения. Низ такого покрытия – это потолок, а верх – кровля. Несущая конструкция у них общая.
Деревянные несущие конструкции делают из круглого леса, брусков и досок. Железобетонные – из сборных деталей двух видов: панелей, которые укладываются по скату, — это детали крупной массы, и стоек, балок-стропил и плит средней массы.
Теплоизоляционные материалы применяют в совмещенных кровельных покрытиях. Кровли делают по жесткому основанию. Поэтому теплоизоляционный слой укладывают из достаточно твердых ячеистых, газо, керамзито- и пенобетонов или собирают из блоков (пеностеклянных, например). В зданиях невысокой степени капитальности используют фибролит и др. плитные материалы на органической основе.
2. Несущие конструкции покрытий
Конструкции раздельных и совмещенных покрытий различаются своими несущими элементами.
Раздельные покрытия делают чердачными или бесчердачными.
Чердачные крыши бывают скатными и плоскими. Наиболее разнообразны скатные крыши. Делают одно-, двух-, трех- и четырехскатные крыши, вальмовые, полувальмовые, многоскатные и мансардные.
Щипец – верхняя часть торцовых стен здания, ограждающая чердак при 2-х- и 3-х-скатной крыше.
Ендова – лоток для сброса воды в месте стыка двух смежных скатов крыши, образующих входящий угол.
Конек – ребро двухгранногро угла, образованного двумя скатами крыши.
Спуск – верхняя часть ската.
Обрез – нижняя часть ската.
Фронтон – если скаты крыши выступают за торцевую стену.
В чердачных покрытиях между крышей и чердачным перекрытием образуется помещение – чердак. Чердак используется для устройства инженерного оборудования, а при крутых уклонах крыши – как жилое помещение (мансарда).
Скатные чердачные покрытия устраивают в виде наклонных плоскостей – скатов, покрытых кровлей из водонепроницаемых материалов. Формы крыш принимаются в зависимости от формы здания и от их архитектурного решения.
Односкатные крыши устраиваются в зданиях небольшой ширины.
У двухскатных крыш сток воды осуществляется на две стороны по двум скатам.
Четырехскатные (вальмовые) имеют треугольные наклонные скаты-вальмы, которые под углом срезают торцы 2-х-скатной крыши.
Полувальмовые крыши имеют наклонные торцевые скаты-полувальмы, которые срезают не весь торец 2-х-скатной крыши, а только верхнюю частью
Шатровые крыши имеют несколько наклонных треугольных скатов, сходящихся в верхней точке покрытия.
Слуховые окна делают не только для освещения и выхода наружу, но и как вентиляционные отверстия, через которые проветривают чердаки.
Кровли делают с организованным и неорганизованным водостоком. В первом случае воду собирают у карнизов в настенные желоба и по ним направляют в водосточные трубы. Кровли с неорганизованным водостоком настенных желобов и труб не имеют, вода со скатов стекает по всему обрезу карнизов.
Плоские чердачные крыши делают по образцу бесчердачных. При этом получаются холодные чердаки, которые называют техническим этажом. Эту конструкцию применяют редко, т.к. в климатических зонах с устойчивой отрицательной tо зимой лучше такой этаж утеплить. Для этого применяют совмещенные покрытия.
Конструкции чердачных крыш называют стропильными системами. Эти системы бывают наслонными и висячими.
Наслонные стропила – это раскосная система. Она состоит из стропильных ног, подкосов и промежуточных опор – стоек.
Мауэрлат укладывается по верхнему обрезу стен. Он воспринимает вертикальные и горизонтальные нагрузки от стропил. Деревянные стропильные системы собирают на врубках – узлах соединения.
Применяют и железобетонные системы. Панели скатов укладывают на две опоры или собирают из отдельных деталей (стропильных ног и стоек) стропила.
Висячие стропильные системы – это фермы с затяжкой, воспринимающей распор. Их употребляют в зданиях, у которых нет внутренних стен, на которые можно опереть стойки наслонных стропил. Вначале фермы делами деревянными, затем стальными, а сейчас – железобетонными.
Бесчердачные крыши – это плоские конструкции с пологими скатами. Из поверхность иногда используют как прогулочные площадки. Поэтому уклоны принимают минимальными, но не менее 1%. Водостоки делают наружными и внутренними.
Наружный водосток – неорганизованный. Эти крыши могут быть раздельными и совмещенными.
Воздушное пространство под такими крышами делают высотой до 1,2 м. В самом низком месте оставляют только щели для воздуха. Для проветривания делают продухи – отверстия в наружных стенах.
Несущие конструкции бесчердачных крыш выполняют по типу междуэтажных перекрытий балочной панельной системы. Утеплитель на них не укладывают. Чаще всего применяют железобетонные панели, которые с одной стороны опираются на наружные стены, а с другой – на выложенные на перекрытии столбики из кирпича.
Совмещенные покрытия бывают вентилируемые и невентилируемые. Выбор типа зависит от климатических условий и условий эксплуатации.
Невентилируемые совмещенные покрытия – это сплошная конструкция, которая устраивается только над помещением с сухим и нормальным влажностным режимом.
Вентилируемые покрытия имеют между кровлей и утеплителем вентилируемую воздушную прослойку – зазор или каналы в толще железобетонной плиты. Воздушная прослойка содействует удалению влаги из утеплителя. Это улучшает его теплотехнические свойства. Влага может попадать из-за нарушения герметичности покрытия. Индустриальный тип вентилируемых покрытий – крыши из ребристых железобетонных плит с утеплителем.
Плиты изготовляют из материалов, не поглощающих влагу. Их обрабатывают водоотталкивающими составами, поэтому они не гигроскопичны и морозостойки. Попадающие на конструкцию осадки стекают по гидроизоляции и по поверхности слоя утеплителя, но это ему не вредит. Расположение утеплителя сверху кровли предохраняет покрытие от перегрева. Поэтому не устраивается пароизоляция.
Совмещенные покрытия выполняют с наружным и внутренним водостоком.
Рекомендуемые страницы: