§ 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.
Рис. 3. Конструктивная схема крупноблочного здания с поперечными и продольными несущими стенами:
1 — фундамент, 2 — стены подвала, 3 — перекрытия, 4 — внутренние поперечные стены, 5 — наружные стены, 6 — лестничная площадка, 7 — лестничный марш, 8 — внутренняя продольная стена, 9 — балкон, 10 — межкомнатная перегородка
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 решения монолитных зданий
Монолитные здания выполняют в различных вариантах конструктивных систем в зависимости от решений основных несущих конструкций:
— стеновая система с малым шагом несущих внутренних стен (вариант 1);
— стеновая система с широким шагом несущих внутренних стен (вариант 2):
— каркасная безригельная система;
— конструктивная безригельная система с несущими пилонами;
— конструктивная ригельная система с несущими пилонами;
— каркасная система с плоским перекрытием коробчатого типа.
Стеновая система с малым (широким) шагом несущих стен (варианты I и 2).
При этих конструктивных схемах несущими конструкциями являются поперечные сплошные стены из монолитного бетона, расположенные с малым (3,0 -3,6 м) или с широким шагом (до 9,0 м) (рис.1).
Расположение стен с малым шагом усложняет свободу планировки, особенно в случаях перепланировки квартир.
Несущие внутренние стены — это бетонные пластины, работающие на внецент-ренное сжатие. Их армируют двумя сетками, соединенными между собой специальными арматурными шпильками. Возможен вариант армирования вертикальными каркасами, к которым крепят арматурные сетки (рис.2).
Источник
Конструктивные решения монолитных зданий
Специфика возведения монолитных зданий
Принято различать по конструктивным типам: монолитные и сборно-монолитные здания. Монолитными называются здания в которых основные несущие конструкции (внутренние стены, колонны и перекрытия) выполнены из монолитного бетона. Сборными могут быть ограждающие конструкции, лестничные марши , перегородки и т.п. Доля монолитности должна составлять 70 и более % от общего объема конструктивных элементов здания. Сборно-монолитными называются здания, в которых часть конструкций выполнена в монолите, а другая в сборном варианте. Доля монолитности должна быть от 30 до 70% от общего объема конструктивных элементов.
Организация технологического процесса возведения зданий из монолитного бетона создает большие возможности для творческих поисков и в силу гибкости формообразования позволяет достичь наибольшего соответствия архитектуры зданий их функциональному назначению.
Конструктивные решения монолитных зданий
Здания из монолитного бетона могут проектироваться перекрестно-стеновой конструктивной системы с несущими или ненесущими наружными стенами, поперечно-стеновой, когда несущими вертикальными элементами являются только поперечные стены, или продольно-стеновой с несущими продольными стенами.(Рис.1.1.)
 |
  |
 |
 |
Рис. I.1. Бескаркасные стеновые конструктивные системы жилых зданий:
а, б — поперечно-стеновая (с параллельными и радиальными несущими стенами); в — продольно-стеновая; г, д — перекрестно-стеновая
Используя монолитный бетон можно практически реализовать любую архитектурную идею. Монолитный бетон является наиболее «удобным» материалом для создания уникальных сооружений, крупных общественных зданий со сложными функциями и соответственно сложной, многоплановой структурой. Гибкость монолитного бетона в жилищном строительстве в первую очередь проявляется в возможности свободного выбора планировочного решения зданий.
Без значительного усложнения технологии возведения могут сооружаться жилые дома различных типов: обычные квартирные, гостиничного типа, спальные корпуса пансионатов и др. Легко достигается в монолите изменение высоты этажа, что весьма важно для размещения в первых этажах нежилых помещений и офисов. В таких помещениях величина пролетов и высота может приниматься в соответствии с функциональными требованиями встраиваемых предприятий.
В зависимости от величины пролета плит перекрытий стеновые конструктивные системы подразделяют на малопролетные (до4,8м), среднепролетные (до7,2м) и большепролетные (более 7,2м). В практике жилищного строительства применяют малопролетные и среднепролетные конструктивные системы.
В зданиях с поперечными несущими стенами горизонтальные нагрузки, действующие перпендикулярно несущими стенами, воспринимаются отдельными диафрагмами жесткости, расположенными в продольном направлении здания, плоской рамой за счет жесткого соединения поперечных стен и плит перекрытий, радиальными поперечными стенами при сложной форме здания в плане.
В зданиях с продольными несущими стенами горизонтальные нагрузки, действующие перпендикулярно этим стенам, воспринимаются отдельными поперечными стенами лестничных клеток, торцевыми и межсекционными стенами.
В зданиях с перекрестными несущими стенами горизонтальные нагрузки в зависимости от направления их действия воспринимаются продольными или поперечными стенами, в связи с чем эта конструктивная система позволяет возводить наиболее прочные, жесткие и устойчивые здания. По высоте и в плане здания конструктивная система может быть регулярной и нерегулярной. К регулярным системам относятся здания с одинаковым в плане поэтажным расположением стен и проемов, а к нерегулярным- здания с вертикальными и горизонтальными конструкциями разных размера и типа (например, на первых этажах- колонны, а на вышележащих этажах- стены; здание имеет расширение или сужение размеров стен по высоте, разные их высоты и т.п.).Выбор конструктивной системы здания по условиям обеспечения прочности и жесткости осуществляется на основании статических расчетов и зависит от этажности, геологических и грунтовых условий строительства.
Конструктивно-технологический тип здания связан с методом его возведения. Можно выделить два основных и наиболее распространенных конструктивно-технологических типа бескаркасных зданий, возводимых в съемных (переставных) опалубках.
Здания первого конструктивно-технологического типа.В зданиях этого типа на первом этапе поэтажно возводят внутренние и наружные несущие стены, на втором этапе устраивают перекрытия. Внутренние стены таких зданий всегда монолитные однослойные, наружные- монолитные и сборно монолитные. Для возведения стен в этом случае применяется крупнощитовая или блочная опалубка. (Рис.1.2.)
|
Перекрытия, применяемые в зданиях первого конструктивно-технологического типа, как правило, сборные из сплошных или многопустотных плит. Возможно применение сборно-монолитных и монолитных перекрытий.
Здания второго конструктивно-технологического типа.В зданиях второго типа на первом этапе одновременно либо последовательно возводят несущие стены и перекрытия из монолитного бетона. Наружные стены возводят на втором этапе.
При одновременном возведении стен и перекрытий применяется объемно-переставная (туннельная) опалубка (Рис.1.3.)
 |
Рис. 1.3. Возведение здания второго конструктивно-технологического типа в обьемно-переставной (туннельной) опалубке: 1 — Г-образный элемент обьемно-переставной опалубки (полутуннель); 2 — траверса для подъема опалубки ; 3 -цокольная опалубка, устанавливаемая на крестообразных вставках; 4 — крестообразная вставка; 5 — торцевая опалубка перекрытия; 6 — торцевая опалубка стены; 7 — проемообразователь; 8 — крепежные болты опалубки; 9 -крупнощитовая опалубка стен для устройства торца дома; 10-11 — рабочие площадки; 12 — телескопическая стойка; 13 -инфракрасный излучатель;14- ограждение; 15 — брезент для закрытия туннеля во время прогрева бетона; 16 –домкрат
Внутренние стены проектируются однослойными монолитными преимущественно из тяжелого бетона. Класс бетона по прочности на сжатие назначается из условия обеспечения прочности стен не ниже В15. Толщина стен принимается по результатам расчета на силовые воздействия и должна отвечать требованиям звукоизоляции. Минимальная толщина межквартирных стен назначается 160мм.
 |
 |
 |
Рис.1. 4. Схемы армирования монолитных стен в зданиях, возводимых:
а )- в обычных инженерно-геологических условиях; б) — в сейсмических районах. I — пространственные каркасы, устанавливаемые в местах пересечения стен; 2 — каркасы, устанавливаемые у граней проемов; 3 — армоблок из плоских каркасов; 4 — пространственный каркас перемычек
Рис. 1.5. Схемы вертикальных стыковых соединений монолитных стен:
а — бесшпоночное; б — с равномерно распределенными по высоте шпонками; в — с дискретно расположенными сквозными шпонками: 1 — монолитные стены, бетонируемые в первую очередь; 2 — стены, бетонируемые во вторую очередь; 3 — отсекатель из тканой сетки, укрепляемый на каркасе; 4 — горизонтальные арматурные связи
Наружные стены могут выполняться однослойными монолитными из ячеистого бетона с плотностью до 900кг/м3 при обязательном устройстве наружного защитного слоя. Наибольшее применение нашли наружные стены трехслойной сборной конструкции, которые соответствуют требованиям СНиП 23-02-2003 (Тепловая защита зданий).
Примеры ограждающих конструкций:
|
|
Рис.1.6. Трехслойная ограждающая конструкция. 1).Состоящая из ячеистого бетона (толщиной -0,4м), теплоизоляционного материала (пенополистирола толщиной -0.1м) и облицовочной кирпичной кладки ( толщиной -0,125м) 2). Трехслойная ограждающая конструкция. Состоящая из внутренней кирпичной кладки (толщиной -0,25м), теплоизоляционного материала (плита минераловатная толщиной -0,1м) и облицовочной кирпичной кладки (толщиной -0,125м).
Перекрытия применяются монолитные, сборно-монолитные и сборные.
|
Монолитные перекрытия рассчитываются и конструируются как плиты, опертые по контуру или по трем сторонам с четвертой свободной стороной на унифицированную нагрузку для жилых помещений.
Сборно-монолитные перекрытия представляют двухслойную конструкцию по толщине плиты: нижний слой-сборная плита (скорлупа) толщиной 40-60мм, используемая в качестве несъемной опалубки; верхний слой- монолитный бетон толщиной 120-140мм. Расчет сборно-монолитного перекрытия на унифицированную нагрузку для жилых помещений производится как для сплошной монолитной плиты. Сборную плиту изготавливают с применением стальных форм-опалубок в полигонных условиях из тяжелого бетона класса В15. монолитный слой выполняется из тяжелого или легкого бетона класса не нижеВ12,5.
Сборные плиты перекрытия применяются: сплошные размером на планировочную ячейку и многопустотный настил.
Шахты лифтов выполняются монолитными.
Лестницы выполняются из унифицированных сборных железобетонных маршей и площадок, а также в монолитном исполнении с применением специальной формы-опалубки.
Источник