Конструирование основных элементов зданий

Каркасные здания,вертикальными несущими конструкциями которых являются каркас и несущие стены (например, наружные, межсекционные, стены лестничных клеток),называются каркасно-стеновыми.

Здания каркасно-стеновой конструктивной системы рекомендуется проектировать с безригельным каркасом или с ригельным каркасом, имеющим нежесткие узлы соединения ригелей с колоннами.

В ствольных конструктивных системах вертикальными несущими конструкциями являются стволы, образуемые преимущественно стенами лестнично-лифтовых шахт, на которые непосредственно или через распределительные ростверки опираются перекрытия.

По способу опирания междуэтажных перекрытий различают ствольные системы с консольным, этажерочным и подвесным опиранием этажей (рис. 5).

Рис. 5. Ствольные конструктивные системы (с одним несущим стволом)

а, б — консольные; в, г — этажерочные; д, е — подвесные

1 — несущий ствол; 2 — консольное перекрытие; 3 — консоль высотой в этаж; 4 — консольный мост; 5 — ростверк; 6 — подвеска

Ствольные конструктивные системы рекомендуется применять при строительстве зданий, в которых необходимо свободное пространство под зданием, а также при сложных инженерно-геологических условиях.

Конструктивные типы и схемы гражданских зданий

Здания, выполняемые из заранее изготовленных крупнораз­мерных плоскостных элементов стен, перекрытий, покрытий и других элементов, называют крупнопанельными. Панели, про­изводимые в заводских условиях, имеют повышенную готовность: в них вмонтированы окна, двери, отопительные приборы. При­менение таких конструкций повышает производительность тру­да, сокращает сроки строительства.

Конструктивные элементы здания (фундаменты, стены, ко­лонны и перекрытия), соединяясь между собой в пространстве, об­разуют несущий остов.

По особенностям пространст­венного остова различают следующие конструктивные типы зданий: бескаркасный, каркасный и с неполным каркасом (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Конструктивные типы гражданских зданий:

а — бескаркасный;

б — каркасный;

в — с неполным каркасом;

1 — несу­щие стены;

2 — междуэтажные перекрытия;

3 — колонны; 4 — ригели;

5 — самонесущие стены

Бескаркасные здания (с несущими стенами) представляют со­бой системы ячеек, образованных стенами и перекрытиями. На­ружные и внутренние стены воспринимают нагрузки от между­этажных перекрытий. Бескаркасный тип получил широкое распространение при возведении жилых домов, школ и других общественных зданий.

Для пятиэтажных крупнопанельных домов наибольшее при­менение нашли следующие основные конструктивные бескар­касные типы:

1) с несущими продольными стенами (рис. 2.2, а);

2) с часто расположенными поперечными стенами и с пере­крытиями размером «на комнату» (рис. 2.2,6);

3) с несущими поперечными стенами и опиранием перекры­тий на две или три стороны, с несущими редко расположенными стенами, с перекрытиями из предварительно напряженных много­пустотных железобетонных настилов, с поперечными несущими стенами, работающими на изгиб как балки-стенки (рис. 2.2, в);

4) с несущими продольными наружными и внутренними сте­нами, поперечными диафрагмами жесткости и перекрытиями из железобетонных предварительно напряженных многопустотных настилов, опирающихся на две стороны.

Рис. 2.2. Конструктивные типы бескаркасных крупнопанельных зданий

Крупнопанельные жилые дома повышенной этажности со­оружаются как бескаркасные здания с поперечными несущими стенами:

· с опиранием панели по контуру, с шагом поперечных стен 2,6 и 3,2 м и расстоянием между осями трех продольных стен зда­ния по 5,75 м;

· с шагом 3,2 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5,6 м;

· с шагом поперечных стен 2,7 и 3,3 м и расстоянием между осями трех продольных стен 6 м;

· с шагом 3,2 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5 м;

· со взаимосмешанным шагом 3,0 и 3,3 м и расстоянием меж­ду осями трех продольных стен 5,7 и 4,8 м;

· с поперечным шагом 6 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5 м;

· с шагом поперечных несущих стен 2,65 и 3,4 м и расстояни­ем между осями трех продольных стен 5,76 м;

· с продольными несущими стенами с двумя пролетами по 6 м каждый.

Каркасные крупнопанельные здания выполняют в виде мно­гоярусной пространственной системы, состоящей из колонн и ме­ждуэтажных перекрытий. Несущими элементами являются ко­лонны, ригели и перекрытия, а роль ограждающих элементов выполняют наружные стены. Такой конструктивный тип исполь­зуют для возведения высотных зданий, а также в тех случаях, ко­гда необходимы помещения значительных размеров, свободные от внутренних опор (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Конструктивные типы каркасных зданий:
а — с продольным расположением ригелей;

б — с поперечным расположе­нием ригелей;

в — безригельное решение;

г — с пространственным карка­сом;

д — с неполным поперечным каркасом и несущими наружными стенами;

е — с опиранием панелей на наружные панели и две стойки по внутреннему ряду;

1 — самонесущие стены; 2 — колонны; 3 — ригели; 4 — плиты междуэтажных перекрытий; 5 — надколонная плита перекрытия; 6 — межколонные плиты; 7 — панель-вставка

Пространственная жесткость в крупнопанельных зданиях достигается устройством:

· многоярусной рамы, которая образована пространствен­ным сочетанием колонн, ригелей, перекрытий и представляет собой геометрически неизменяемую систему;

· стенок жесткости, устанавливаемых между колоннами (на каждом этаже);

· плит-распорок, уложенных в междуэтажных перекрытиях (между колоннами);

· стен лестничных клеток и лифтовых шахт, связанных с кон­струкциями каркаса;

· надежного сопряжения элементов каркаса в стыках и узлах.

В зданиях с неполным каркасом наряду с внутренним рядом колонн нагрузку от междуэтажных перекрытий воспринимают наружные стены. В современном строительстве такой конструк­тивный тип имеет ограниченное применение (см. рис. 2.1, в).

Каждый конструктивный тип здания, в свою очередь, имеет несколько конструктивных схем, различающихся взаимным рас­положением несущих элементов.

Для бескаркасных типов зданий характерны следующие схемы:

· с продольным расположением несущих стен (в этом случае на них опираются междуэтажные перекрытия);

· с поперечным расположением несущих стен (в данном слу­чае наружные стены, за исключением торцовых, — самонесу­щие, на них не передаются нагрузки от перекрытий);

· перекрестная — с опиранием плит перекрытия (по контуру) на продольные и поперечные стены.

·

Для каркасного типа зданий могут применяться схемы с попе­речным расположением ригелей, с продольным расположением ригелей и безригельные.

Выбор конструктивной схемы влияет на объемно-планировоч­ное решение здания и определяет тип его основных конструкций.

Здание и его элементы, подвергающиеся воздействию верти­кальных и горизонтальных нагрузок, должны иметь достаточ­ную прочность (способность отдельных конструкций и всего здания воспринимать приложенные нагрузки), устойчивость (способность здания сопротивляться воздействию горизонталь­ных нагрузок) и пространственную жесткость (способность отдельных элементов и всего здания не деформироваться при действии приложенных сил.

При увеличением этажности здания возрастают различные на­грузки, действующие на него. С помощью специальных мер дос­тигаются необходимые устойчивость и пространственная жест­кость здания.

В бескаркасных зданиях пространственная жесткость обеспе­чивается устройством внутренних поперечных стен и стен лест­ничных клеток, связанных с продольными (наружными) стена­ми, а также междуэтажных перекрытий, связывающих стены между собой и расчленяющих их на отдельные ярусы по высоте.

Фундаменты.

Фундаменты под наружные и внутренние стены выполняются из сборных бетонных и железобетонных элемен­тов. На фундаменты опираются цокольные панели. Наибольшее распространение получили ленточные фундаменты, состоящие из железобетонных трапецеидальных подушек, укладываемых по песчаной подготовке толщиной 10 см, и бетонных панелей стен технического подполья (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Фундаменты крупнопанельных зданий:
1 — внутренняя стеновая панель; 2 — плита перекрытия; 3 — панель техподполья; 4 — фундаментная плита; 5 — отмостка; 6 — наружная стеновая панель; 7 — цокольная панель

Цоколи. Выполняются из панелей длиной, равно длине панели стен наружных ограждений.

Панели цоколя подразделяются:

· на несущие из армированного бетона (цокольная панель опирается на фундаментный блок или рандбалку);

· самонесущие;

· навесные в виде железобетонной скорлупы, утепленной га­зобетоном или минераловатными плитами.

Сопряжения цокольных панелей между собой и с поперечны­ми стенами технических подполий осуществляются сваркой ме­таллических закладных деталей