Что такое неполный каркас здания

§ 2.1. Конструктивные схемы зданий

Основные несущие элементы (фундаменты, стены и т. д.) в совокупности образуют несущий остов здания, который воспринимает все нагрузки, воздействующие на здание, и передает их на основание, а также обеспечивает пространственную неизменяемость (жесткость) и устойчивость здания.

По конструктивной схеме несущего остова здания подразделяются на бескаркасные, каркасные и с неполным каркасом. В бескаркасных зданиях основными вертикальными несущими элементами служат стены, в каркасных — отдельные опоры (колонны, столбы), в зданиях с неполным каркасом — и стены, и отдельные опоры.

Жилые и общественные здания, как правило, строят из кирпича, камней и из крупноразмерных деталей и элементов: крупноблочные, крупнопанельные и объемно-блочные.

Рис. 2. Конструктивные схемы бескаркасных зданий с несущими стенами:
а — продольными, б — поперечными и продольными

Бескаркасные здания из кирпича и мелких камней возводят обычно с продольными несущими (рис. 2, а) наружными и внутренними стенами. Поперечные стены в таких зданиях устраивают преимущественно в лестничных клетках, в местах, где проходят дымовые и вентиляционные каналы, а также в промежутках между ними для придания большей устойчивости продольным стенам и зданию в целом. В зданиях с поперечными несущими стенами продольные наружные стены являются самонесущими, а перекрытия опираются на поперечные стены. Возводятся также бескаркасные здания, у которых несущими являются как поперечные, так и продольные стены (рис. 2, б). В таких зданиях панели перекрытий размером на комнату опираются всеми четырьмя сторонами на поперечные и продольные стены.

Бескаркасные крупноблочные здания со стенами из бетонных и других блоков имеют конструктивную схему с поперечными и продольными несущими стенами (рис. 3). Общественные многоэтажные здания чаще возводят с продольными несущими стенами. При этом в зависимости от ширины здания может быть не одна, а две внутренние продольные стены.

Бескаркасные крупнопанельные здания бывают: с тремя продольными несущими стенами; с поперечными несущими стенами-перегородками, устанавливаемые с малым или большим шагом (расстоянием) друг от друга.

В домах с поперечными несущими стенами-перегородками (рис. 4) все основные элементы несущие: поперечные стены-перегородки, внутренняя продольная и наружные стены. Панели перекрытий имеют опоры по четырем сторонам. При этом наружные стеновые панели 2, которые мало отличаются от наружных панелей в домах с продольными несущими стенами, считаются также несущими. Перегородочные панели 4 и панели внутренней продольной стены в таких домах изготовляют из тяжелого (конструктивного) бетона.

Рис. 4. Конструктивная схема крупнопанельного дома с несущими стенами-перегородками:
1 — наружные панели, 2 — санитарно-технические кабины, 3 — несущие перегородки, 4 — внутренние несущие поперечные стены (перегородки), 5 — панели перекрытия, 6 — цокольные панели, 7 — блоки фундаментов

Каркасными сооружают, как правило, общественные и административные здания. В последние годы начали строить также и каркасные многоэтажные жилые дома.

Несущий каркас состоит из колонн и ригелей, выполняемых в виде балок с четвертями для рпирания конструкций перекрытий. Скрепленные между собой колонны и ригели образуют несущие рамы, воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагрузки здания. Наружные стены зданий могут выполняться как самонесущие. В этом случае они опираются непосредственно на фундаменты или на фундаментные балки, устанавливаемые по столбчатым фундаментам. Ненесущие наружные стены в виде навесных панелей прикрепляют к наружным колоннам каркаса.

В зданиях с неполным каркасом наружные стены делают несущими, а колонны располагают лишь по внутренним осям здания. При этом ригели укладывают между колоннами, в иногда и между колоннами и наружными стенами.

Объемно-блочные здания возводят из крупноразмерных элементов — объемных блоков, которые представляют собой готовую часть здания, например комнату. Размеры объемных блоков зависят от схемы разрезки здания на блоки-комнаты. Такие дома имеют две конструктивые схемы: блочную и блочно-панельную. Блочные здания возводят только из объемных блоков, устанавливаемых вплотную друг к другу, в блочно-панельных — объемные блоки устанавливают на расстоянии один от другого так, что между ними образуется комната, которую перекрывают панелями.

Производственные здания строят одно-и многоэтажными. Основные конструктивные элементы их выполняют те же функции, что и в гражданских.

Одноэтажные бескаркасные здания возводят с несущими наружными и внутренними стенами.

Здания с неполным каркасом имеют внутренний каркас (колонны или столбы, ригели) и несущие наружные стены. Конструктивная схема таких зданий аналогична схеме гражданских; в таких зданиях может быть один ряд или несколько внутренних несущих колонн или столбов в зависимости от ширины здания.

Рис. 5. Схемы каркасов одноэтажных промышленных зданий:
а — с плоской, б — со скатной кровлей; 1 — фундаментные балки (рандбалки), 2 — фундаменты, 3 — колонны крайнего ряда, 4 — колонны среднего ряда, 5 — подкрановые балки, 6 — балки покрытия, 7 — панели покрытия, 8 — воронка водостока, 9 — утеплитель и кровля, 10 — парапет, 11 — панели стены, 12 — оконные переплеты, 13 — пол по грунту, 14 — фонарь, 15 — стропильные фермы

Одноэтажные каркасные здания возводят с самонесущими или ненесущими навесными наружными стенами, все конструкции внутри здания опираются на элементы каркаса. Здания бывают многопролетные с пролетами одинаковой (см. рис. 5) или разной ширины и высоты или однопро-летные. Покрытия делают плоские (рис. 5, а) или скатные (рис. 5, б), с бесфонарными или фонарными надстройками.

Основные элементы каркаса: колонны 3 и 4, балки 6 покрытий или стропильные фермы 15, которые образуют плоские поперечные рамы. Рамы устанавливают на расстоянии 6 или 12 м друг от друга. Эти элементы каркаса бывают стальными и железобетонными. На рамы опирают продольные элементы каркаса: подкрановые балки 5, по которым прокладывают пути для мостовых кранов: ригели стенового каркаса (фахверка), используемого для крепления оконных переплетов 12 и стеновых ограждающих панелей в случае вертикальной разрезки их; панели покрытий 7 или прогоны кровли, по которым укладывают листы профилированной стали или панели из асбестоцементных листов и других материалов: фонари 14, назначение которых — обеспечить естественную аэрацию и освещение зданий.

Стены устраивают из кирпича, панелей, навесных крупноразмерных железобетонных, армопенобетонных, асбестоцементных и других плит, которые прикрепляют непосредственно к колоннам каркаса.

Источник

Конструктивные системы и схемы зданий: с несущими стенами, каркасная и с неполным каркасом.

Пространственная система вертикальных и горизонтальных несущих элементов (фундамент, стены, отдельные опоры, конструкции перекрытий и покрытий) образует несущий остов здания.

Конструктивный тип здания (система) определяется пространственным сочетанием стен, колонн, перекрытий и других несущих элементов, которые образуют его остов. Каждый конструктивный тип зданий в свою очередь может иметь несколько конструктивных схем, которые отличаются особенностями расположения несущих элементов и их взаимосвязью.

Конструктивная система – представляет совокупность размещенных в строго определенном порядке взаимосвязанных несущих конструкций здания, обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость.

Простейшими конструктивными системами являются балка и стойка.

Балка– прямой брус, который опирается на две или большее количество опор. Если балка свободно лежит на двух опорах и перекрывает один пролет, то она называетсяразрезной однопролетной. Если балка лежит на нескольких опорах и перекрывает несколько пролетов, то она называется неразрезной многопролетной. Балка, жестко заделанная в опору одним концом, и со свободным вторым концом, называется консолью.

Балки воспринимают только поперечные (вертикальные) нагрузки и передают их на опоры. Балки работают на изгиб.

Вторая простейшая конструктивная система –стойка= прямой брус, который используют в качестве вертикальной опоры (столб, колонна). Стойка воспринимает продольную (вертикальную) нагрузку и передает ее на фундамент. Стойка работает на сжатие и одновременно на изгиб.

Если балки или стойки расположены вплотную друг к другу и жестко связаны между собой, то они образуют простейшие плоские конструктивные системы. Первая такая система – плита (горизонтальная панель), вторая – стена (вертикальная панель).

1.Каркасная система – система, в которой несущими элементами служат колонны, ригели, перекрытия. Основной несущей конструкцией имеют каркас из колон и ригелей, располагаемых поперёк и вдоль здания.

Типы каркасных систем:

В зависимости от расположения ригелей могут подразделятся на:

-с поперечным расположением ригелей

-с продольным расположением ригелей

-с перекрёстным расположением ригелей

-безригельный каркас перекрытия (с опиранием плиты перекрытия на 4 колоны).

По характеру статической работы различают три вида каркасов:

Рамный каркас представляет собой систему колонн, ригелей и перекрытий, соединенных в конструктивных узлах в жесткую и устойчивую пространственную систему, воспринимающую как вертикальные, так и горизонтальные (ветровые и др.) усилия. Колоны и балки соединены жесткими узлами и воспринимают все вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Рамно-связевый: в одном направлении устанавливаются рамы, в другом – связи жесткости.

2.Комбинированная система – здание с неполным каркасом

В таких зданиях наружные стены, наряду с внутренним рядом колонн воспринимают нагрузку от межэтажных перекрытий и покрытий.

Обеспечение устойчивости и пространственной жесткости

Пространственная жесткость – способность отдельных элементов и всего здания не деформироваться от действия приложенных сил, сохранять геометрическую неизменяемость формы.

В бескаркасных зданиях пространств жесткость обеспечивается устройством внутренних поперечных стен, стен лестничных клеток, связанных с продольными наружными стенами и междуэтажными перекрытиями.

В каркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается:

За счет многоярусной рамы, состоящей из колонн, ригелей, перекрытий.

1) За счет стенок жесткости, устанавливаемых между колоннами на каждом этаже

2) За счет лестничных кл. и лифтовых шахт, связанных с конструкциями каркаса.

3) За счет установки плит – распорок между колоннами.

4) За счет надежного сопряжения элементов каркаса в стенах и узлах.

3.Бескаркасная система – представляет собой жесткую, устойчивую коробку из взаимосвязанных между собой наружных и внутренних стен и перекрытий, где большинство конструктивных элементов совмещают несущие и ограждающие функции.

Такой тип делят на здания:

а) с продольными несущими стенами

б) с поперечными несущими стенами

в) перекрёстные, с продольными и поперечными несущими стенами

Бескаркасная продольная— плиты перекрытий располагают поперек здания. Устойчивость такой конструктивной схемы в поперечном направлении обеспечивается специально устраиваемыми поперечными стенами, которые не несут нагрузки от перекрытий. Такие поперечные стены возводятся лишь для ограждения лестничных клеток и в местах, где они нужны для придания устойчивости наружным стенам. Применение этой конструктивной схемы дает большие возможности для решения планировки помещений.

Бескаркасная с поперечными несущими стенамиплиты перекрытий располагают вдоль здания.Используются либо пустотные, либо сплошные плиты настила с рабочим армированием в одном направлении. Ширина плит настила пустотных 1.2м и 1.5м, сплошных до 3-х метров.

Внутренние стены в продольном направлении могут быть либо навесными (перегородки) либо самонесущими. Если внутренняя продольная стена совпадает с межкомнатной стеной то по условиям звукоизоляции ее делают самонесущей.

Смешанные бескаркасные схемы – схемы, в которых несущими являются одновременно продольные и поперечные стены.

а)Все внутренние все наружные стены а плиты перекрытия опираются по контуру.

б)С наружных стен снята несущая способность, плиты перекрытия опираются на внутренние стены.

Различают типы конструктивных схем объёмно-блочных зданий.

-Блочная, панельно-блочная, каркасно-блочная, объёмно ствольная конструктивная схемы.

Блочная. Объёмные блоки армируютсякаркасами из рабочей арматуры по рёбрам и армируются сетками.Рёбра пред-ся главные и второстепенные. Главные по несущим граням, второстепенные для обеспечения конструктивной жесткости к-ции. Передача нагрузки с блока на блок может быть точечная по углам, либо по 2 сторонам, либо по 3 или 4 граням.

панельно-блочная Особенность панельно-блочной системы зданий заключается в совместном применении объемных блоков и плоских панелей.В этом случае внутренние стены получаются однослойными. Однако при такой конструктивной схеме более половины отделочных работ приходится выполнять на строительной площадке. Кроме того, создаются неудобства при монтаже элементов разного веса и разных габаритов.

каркасно-блочная Объёмные блоки унифицированы воспринимают только собственный вес. Объёмные блоки навешиваются на стойки каркаса или т-образно. Испытывают одинаковую нагрузку вне зависимости от этажа.

*2.Понятия здания и сооружения. Классификация зданий по виду, размеру строительных изделий, назначению, этажности.

Здание – надземное сооружение, имеющее внутреннее пространство, предназначенное для проживания, труда и удовлетворения нужд людей.

Инженерное сооружение – объект, предназначенный для выполнения сугубо технических задач (мосты, переходы)

Классификация по виду и размеру :

· Из мелкоразмерных элементов (кирпичные, деревянные, из мелких блоков)

· Из крупноразмерных элементов (крупноблочные, панельные, из объемных блоков)

Классификация по назначению :

o Гражданские (для обслуживания бытовых и общественных нужд людей)

o Промышленные (для выполнения трудовых процессов и размещения орудий труда)

o Сельскохозяйственные (для обслуживания нужд сельского хоз.)

Классификация по этажности :

Классификация в гражданском строительстве :

§ Повышенной этажности 12 и >

Классификация по способу возведения:

! полносборные (панельные или объемные блоки);

! не индустриальные (кирпичные).

*3.Требования, предъявляемые к зданиям. Понятие о классе зданий, надёжности, долговечности, огнестойкости и пожарной безопасности.

¨ Функциональной целесообразности (здание должно полностью удовлетворять своему назначению)

¨ Технической целесообразности (здание должно надежно защищать людей от внешних воздействий, сохраняя при этом нормальные эксплуатационные качества)

¨ Архитектурно-художественной целесообразности (здание должно быть привлекательным по своему внешнему и внутреннему виду, благоприятно воздействовать на психологическое состояние человека)

¨ Экономической целесообразности (в здании должны быть предусмотрены оптимальные затраты труда, времени и средств на возведение и эксплуатацию здания)

В любом здании можно выделить три группы элементов, связанных между собой:

! объемно-планировочные элементы (этаж, отдельные помещения);

! конструктивные элементы (стены, перекрытия);

! строительные изделия (кирпич, плиты перекрытия).

Классификация по долговечности (по способности здания в течение длительного времени сохранять свои эксплуатационные качества:

I. со сроком службы более 100 лет (уникальные общественные здания);

II. 50-100 лет (здания высотой от 9-ти этажей);

III. 20-50 лет (здания высотой до 5-ти этажей);

IV. до 20 лет (временные здания и сооружения).

Классификация по огнестойкости:

I,II, III здания с каменными конструкциями;

IV с деревянными оштукатуренными;

Классификация по классу ответственности зданий:

Класс ответственности здания назначает проектная организация, разрабатывающая проект. Все требования к зданиям соответствуют в нормах на проектирование.

Надёжность (англ. reliability) — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Долговечность – свойство объектов сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта (то есть с возможными перерывами в работе).

Сопротивляемость зданий и сооружений воздействию огня зависит от группы возгораемости и пределов огнестойкости основных конструктивных элементов этих зданий и сооружений и называется степеньюогнестойкости.

Предел огнестойкости – сопротивление воздействию огня до потери прочности или устойчивости, или до образования сквозных трещин, или повышения температуры на поверхности конструкции противоположной воздействию огня 140°С.

Пожарная безопасность – комплекс мероприятий, уменьшающих возможность возгорания конструкции и снижающих риск возникновения пожара.

*5. Объёмно-планировочные решения зданий. Классификация помещений. Основные композиционные схемы архитектурно-планировочных решений.

Функциональный процесс – основа для разработки планировочного решения здания.

Основной прием планировки жилого дома — зонирование, т. е. четкое планировочное выделение групп помещений, предназначенных для протекания однородных бытовых процессов и имеющих внутренние функциональные связи.

В практике проектирования жилых зданий широко применяют двухчастное и трехчастное функциональное зонирование.

При двухчастном зонирование дом делят на две части: общесемейного и личного использования. Общесемейная зона содержит следующие помещения: переднюю, общую жилую комнату, кухню, уборную и кладовую (гостиную, столовую, кабинет). Индивидуальная зона включает в себя личные жилые комнаты (спальни), ванную, гардероб и коридор.

Трехчастное зонирование дома предполагает его разделение на три части: общесемейную, индивидуальную и хозяйственно-бытовую (зону обслуживания). Первые две части включают в себя общую комнату, столовую и спальни соответственно. Третью образуют входной узел, кухня, кладовые, санузлы, рабочие комнаты и т. п. Зону хозяйственно-бытового назначения располагают в центре дома, она служит буфером между общесемейными и личными помещениями, а также входом в дом.

Наряду с принципом функционального зонирования при проектировании жилых домов используют вариантную, свободную и гибкую планировки.

Вариантная планировка — разработка ряда вариантов планировочных решений одного помещения или всего дома в одних и тех же конструктивных габаритах. Необходима для преодоления морального старения планировки жилого дома.

Свободная планировка характеризуется использованием функциональных зон в качестве структурного элемента построения плана дома, которые свободно размещают в жилом пространстве. В результате образуется большое, нерасчлененное пространство зального типа многофункционального использования. Свободная планировка применяется в особняках и виллах в общесемейной части.

Гибкая планировка дает возможность как раздельного использования комнат, так и объединения их в одно большое помещение. Суть гибкой планировки — изменяемость в течение суток и часов в зависимости от изменения потребностей жителей. Для гибкой планировки применяют трансформируемые перегородки (границы) и мебель (предметы). Гибкая планировка эффективна в экономичном и комфортабельном жилище.

-главные – для основных функций (аудитории)

-вспомогательные – помещения, предназначенные для выполнения вспомогательных функций (кухня, гардероб)

1вертикальные (лестницы, лифты)

2горизонтальные (коридоры, переходы)

Основные композиционные схемы:

1.коридорная(с 1 или 2 сторон коридоры, связанные лестничной клеткой, если с 2 сторон L

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Источник

Конструктивная схема зданий. Классификация.

Классификация зданий по конструктивной схеме:

В состав несущего остова могут входить различные конструктивные элементы, которые определяют конструктивную схему здания.

Конструктивная схема зданий с несущими стенами. Здания с неполным каркасом. Область применения.

Конструктивные схемы бескаркасных зданий

Бескаркасная система образуется в виде системы ячеек, наружные и внутренние стены воспринимают нагрузку от междуэтажных перекрытий.

В зданиях с несущими стенами все нагрузки воспринимают продольные и поперечные стены. Пространственную жесткость здания обеспечивают перекрытия, внутренние стены и лестничные клетки.

В бескаркасной системе различают следующие конструктивные схемы:

С продольными несущими стенами плиты перекрытий располагают поперек здания. Устойчивость такой конструктивной схемы в поперечном направлении обеспечивается специально устраиваемыми поперечными стенами, которые не несут нагрузки от перекрытий (рис. 1, а).Такие поперечные стены возводятся лишь для ограждения лестничных клеток и в местах, где они нужны для придания устойчивости наружным стенам. Применение этой конструктивной схемы дает большие возможности для решения планировки помещений.

Рис. 1. Здание с продольными (а) и поперечными (б) несущими стенами:

С поперечными несущими стенамиплиты перекрытий располагают вдоль здания (рис. 1, б).В таких зданиях обеспечена большая жесткость системы, однако увеличивается общая протяженность несущих внутренних стен. Но такое решение часто является рациональным, так как к конструкциям наружных ненесущих продольных стен предъявляются только теплозащитные требования и для их устройства можно применить легкие эффективные материалы.

Перекрестная.Иногда применяется смешанный вариант, при котором опорами для перекрытий служат как продольные, так и поперечные стены

Конструктивные схемы каркасных зданий

В каркасной системе различают следующие конструктивные схемы:

с продольным расположением ригелей;

— с поперечным расположением ригелей;

— безригельными.

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.).

В практике строительства часто применяют здания с комбинированным типом каркаса, который называется рамно-связевым. В нем в одном направлении ставят рамы, в другом связи.

Конструктивные схемы зданий с неполным каркасом

каркасный здание конструктивный схема

Такая система менее затратна при возведении, но ограничивает свободу внутренней планировки. Она актуальна при строительстве торговых центров.

Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость.

По виду вертикальной несущей конструкции различают пять основных и семь комбинированных конструктивных систем, которые можно представить так:

Классификация конструктивных систем

Каркасная система с пространственным рамным каркасом применяется преимущественно в строительстве многоэтажных общественных зданий в 9 и более этажей.

Бескаркасная система самая распространённая в жилищном строительстве, ее используют в зданиях различных планировочных типов высотой от одного до 16 этажей и более.

Объемно-блочная система зданий в виде установленных друг на друга объемных блоков применяется для жилых домов высотой до 12 этажей в обычных и сложных грунтовых условиях.

Ствольную систему применяют в зданиях высотой более 16 этажей.

Наиболее целесообразно применение ствольной системы для компактных в плане многоэтажных зданий, особенно в сейсмостойком строительстве, а также в условиях неравномерных деформаций основания (на просадочных грунтах, над горными выработками и т.п.)

Оболочковая система присуща уникальным высотным зданиям жилого административного или многофункционального назначения.

Конструктивная схема представляет собой вариантконструктивной системы по признакам состава и размещения в пространстве основных несущих конструкций (продольному, поперечному, смешанному, каркасному).

Для бескаркасных типов зданий характерны следующие схемы: с продольным расположением несущих стен (на них опираются междуэтажные перекрытия); с поперечным расположением несущих стен (наружные стены, за исключением торцовых – самонесущие, на них не передаются нагрузки от перекрытий); перекрёстная – с опиранием плит перекрытия (по контуру, т.е. опирание на четыре стороны) на продольные и поперечные стены.

Для каркасного типа зданий используются следующие схемы: с продольным расположением ригелей; с поперечным расположением ригелей; с перекрёстным расположением ригелей; безригельные.

Выборконструктивной схемы влияет на объёмно-планировочное решение здания и определяет тип его основных конструкций.

Источник