Конструктивные системы.Принципы обеспечения жесткости и устойчивости зданий

Вся совокупность конструктивных элементов несущего остова многоэтажных зданий в каждом отдельном случае объединена между собой вполне определенном образом, образуя в пространстве единство закономерно расположенных частей, т.е. конструктивную систему. Так называют способ размещения несущих горизонтальных и вертикальных конструкций в пространстве,их взаимное расположение, способ передачи усилий и т.п.

Виды конструктивных систем:

1)При стеновом несущем остове

Системы с продольно расположенными несущими или, с продольными несущими стенами (расположены вдоль длинной,фасадной стороны здания и параллельно ей). Таких параллельно расположенных стен может быть две, три, четыре. Соответственно бытуют названия «двухстенка», «трехстенка» и т.п.

Системы с поперечно расположенными (с поперечными) несущими стенами. Разновидности: с широким шагом (более 4,8м); узким шагом (4,2…4,8м); со смешанными шагами.

Системы с перекрестным расположением несущих стен (перекрестно-стеновая система).

2)При каркасном несущем остове

Определяющим признаком в этом случае является расположение ригелей каркаса. Ригель- стержневой горизонтальный элемент несущего остова (главная балка, ферма и т.п.),передающий нагрузки от перекрытий непосредственно на стойки каркаса. Различают четыре типа каркасных систем: с поперечным расположением ригелей, с продольным, с перекрестным, с безригельным каркасом, при котором ригели отсутствуют, а безбалочные плиты перекрытий опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны.

При комбинированном несущем остове

Сочетания стержневых и плоскостных вертикальных опор:

Системы, в которых каркас расположен в пределах нижних 1…3 этажей, а выше бескаркасный несущий остов. Расположение стен- по переферии, а стоек каркаса- внутри здания (неполный каркас).Системы со стеновым остовом- в одном или в несколько центрально расположенных стволах, которые обстроены по переферии стойками каркаса в один или несколько рядов и т.д.

Стеновой несущий остов – самый распространенный в жилищном строительстве, каркасный применяется для зданий с большими, не разгороженными перегородками помещениями.Этот остов является основным для производственных зданий, многих типов общественных зданий и сооружений.Комбинированный- при строительстве гражданских многоэтажных зданий

Устойчивость здания- его способность противодействовать усилиям, стремящимся вывести здание из исходного состояния статического или динамического равновесия. Пространственная жесткость- это характеристика системы, отражающая ее способность сопротивляться деформациям или, что тоже, способность сохранять геометрическую неизменяемость формы. Шарнирный треугольник- геометрически неизменяемая система, поэтому в четырехугольную конструкцию вводят диагональный стержень(связевая система) или заменяют узел шарнирного соединения стержней на жесткий, неизменяемый (так называемый рамный)- рамная система. При этом достаточно придать геометрическую неизменяемость только одному пролету, чтобы система стала геометрически неизменяемой.

Помимо диагональных стерженей геометрическая неизменяемость систем обеспечивается и другими способами: введением диафрагмы, ядер жесткости и т.п.

Таким образом существует два способа обеспечения жесткости плоских систем – по рамной и по связевой схемам. Комбинируя их можно получить три варианта конструктивных схем здания: связевую. Рамную и рамно-связевую (при проектировании каркасного несущего остова)

8. Требования к ограждающим конструкциям зданий и средства их реализации.

Для ограждающих конструкций первычными являются воздействия несилового характера: потоков влаги и тепла, распространение звуковых волн и т.п.

Наружные стены

Теплозащитные свойства стен зависят от способности строительного материала передавать теплоту. Чем меньше плотность, тем меньше величина коэфициента его теплопроводности, тем лучше теплозащитные свойства стен. Теплоустойчивость- характеризует способность стены сохранять неизменныйм тепловое состояние своих внутренних слоев. Это состояние может быть нарушено тепловыми волнами. Воздухопроницание характеризует интенсивность фильтрации воздуха через поры материала и неплотности конструкций (инфильтрация). Одновременно, стена должна обладать сопротивлением паропроницанию, ухудшению теплозащитных свойст стены, увлажнению стен и выпадению конденсата.

Паропроницание ограничивается пароизоляцией на внутренней поверхности стены (если материал стен или теплоизоляция имеет пористую структуру). В случае плотной структуры материала, наиболее плотные слои следует располагать ближе к внутренней поверхности. Также защита от паров – это меры по их удалению.

В этих целях материалы большей пористости следует размещать ближе к наружным слоям стены, но не на самой наружной поверхности, т. к. она подвержена воздействию осадков и т.п. Поэтому на наружной поверхности необходим защитный слой из плотных структур.

Два метода совместного учета ограждающих и несущих свойст стеновых конструкций: совмещение этих функций (однослойная конструкция) и разделение(многослойная или слоистая конструкция).

Стеновые ограждения будут эффективны, если ко всему вышеперечисленному принять меры по устранению «мостиков холода». К ним относятся случаи, когда в наружную стену включают конструктивные элементы из материалов большей теплопроводности:плиты балконов, железобетонные колонны или балки, втопленые с внутренней стороны и т.п. в следствии понижения температур внутренней поверхности образуется конденсат. Меры борьбы: введение слоя эффективного утеплителя.

Междуэтажные перекрытия

Факторы, воздействующие на них: движение теплового потока, диффузия водяного пара, воздушный шум, ударный шум, воздухопроницание, возможное газопроницание.

Важнейшая ограждающая функция перекрытий: звукоизоляция. Различают ударный и воздушный звуки. Мероприятия по звукоизоляции: 1. Тщательная заделка всех неплотностей в стыках между сборными элементами, в местах сопряжений перекрытий со стенами и т.д. 2.для устранения мембранных колебаний: увеличение массивности конструкций и их веса или устройство многослойных конструкций со слояит различной звукопроницаемости. На границе двух смежных сред (слоев) энергия звуковых волн уменьшается за счет отражения каждой новой. Акустически однородные, неоднородные конструкции. 3.Изоляция от ударного звука обеспечивается:применением упругих прокладок между конструктивными элементами пола и несущими конструкциями перекрытий, применение упругого основания пола (из релина, тапифлекса и т.п.). 4. Изоляция структурного шума в перекрытиях из-за жестких узлов- раздельные полы и потолки.

Другие типы перекрытий

В чердачных перекрытиях главнвя функция- теплоизоляция. Поэтому основные требования: толщина теплоизоляционного слоя(с учетом отапливаемый чердак или нет), дополнительная теплоизоляция отдельных мест,в которых возможно образование мостиков холода, предупреждение увлажнения теплоизоляционных материалов: устройство защитного слоя пароизоляции по ходу движения паров (т.е. в чердачных перекрытиях ниже утеплителя), проветривание чердаков и т.д.

Над эркером совмещаются функции чердачного перекрытия и кровли – совмещенное бесчердачное покрытие. Такая конструкция может выполняться двумя способами: 1. Крыша и перекрытие остаются в виде раздельных частей со сплошным воздушным продувом- вентилируемые совмещенные покрытия.2. Кровля и чердачное перекрытие объединяются.

Особенности перекрытий под эркером и над проездом в том, что они должны предусматривать теплоизоляцию и защитный слой пароизоляции укладывается выше утеплителя – под конструкцие пола. Эти перекрытия должны также тиеть защитный слой рна нижней поверхности- для предохранения от воздухо- и паропроницания.

Для предотвращения водопроницаемости в таких помещениях, как душевые и санитарные узлы вбытовых помещениях и т.п., под полом устраивается гидроизоляционный ковер, края которого заводят на стену.