Поперечное расположение несущих стен

§ 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 схемы зданий различного назначения

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):

Рис. 1.2 Конструктивные схемы зданий
А -с продольными несущими стенами; б — с поперечными несущими стенами; а — с общим каркасом; г — с внутренним несущим каркасом

1. с продольными несущими стенами;
2. с поперечными несущими стенами или смешанная —с продольными и поперечными стенами;
3. с полным каркасом— каркасная; с неполным каркасом.

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 не несущие 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, б) 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.

Эта статья еще не комментировалась. Инф-Ремонт будет признателен первому комментарию о статье

Источник

Несущий остов частного дома.

Несущий остов это «скелет» любого дома. Из чего он состоит,как он работает и какие существуют виды несущих остовов частного дома будет рассказано в этой статье.

Содержание: (скрыть)

Что такое несущий остов дома

Несущий остов — это совокупность конструктивных элементов (стены, колонны, фундаменты, балки, перекрытия) объединеных в единую систему, которая обеспечивают прочность, жесткость и устойчивость дома. Прочность несущего остова — это способность его сопротивляться воздействию действующих на него нагрузок (веса конструкций, людей, ветра, снега, мебели и т.д.), не разрушаясь и не получая критических прогибов и деформаций. Жесткость несущего остова — способность не менять форму остова под действием таких нагрузок, а устойчивость — это сопротивляемость опрокидыванию или сдвигу. Дом должен быть запроектирован таким образом, чтобы при действии нагрузок не было утрачено ни одно из этих качеств. Отметим, что каждая конструкция выполняет свою отдельную функцию (лестницы сообщают этажи, стены ограждают от улицы и воспринимают нагрузки от перекрытий и т.д), иногда не одну , но в составе несущего остова они все взаимосвязаны и работают как единый «скелет» дома, то есть работа конструкций рассматривается в комплексе.

Необходимость применения конкретного вида несущего остова дома обусловлена:

• Функциональным фактором (в зависимости от назначения помещений и всего дома; к примеру, Вы хотите получить дом со свободной планировкой, много неразграниченного пространства, для этого лучше использовать каркасный остов, а для стандартного коттеджа, с множеством комнат подойдет бескаркасный остов с разграничением стенами);
• Архитектурным фактором (благодаря разным видам несущего остова дому можно придать архитектурную выразительность. К примеру коттедж в стиле «хай тек» лучше и легче выполнить в каркасном несущем остове, а дом в «русском стиле» в бескаркасном);
• Технико-экономическим фактором (при проектировании возможно произвести расчет стоимости и сроков строительства с разного вида несущими остовами, исходя из полученных данных принимать окончательное решение);
• Кроме всего, выбор зависит от того, из чего Вы хотите дом (материал и конструкция стен). Например, если Вы решили строить дом с бескаркасным несущим остовом, то стена из пеноблока без дополнительных конструктивных решений (монолитные пояса, армирование сетками) невозможно.

На начальной стадии проектирования коттеджа очень важно для архитектора и конструктора определить, что в данном случае будет выступать несущим остовом, какие конструкции будет его составляющими, каким образом они будут соединены, как они будут сопротивляться действию нагрузок. Грамотное совмещение в Вашем доме всех пожеланий: планировки, архитектурного стиля, эргономичности дома, соответствия современным технологиям и требований жесткости, прочности и устойчивости и является главной задачей для тандема «архитектор-конструктор». Архитектор в данном случае расскажет и покажет каким будет Ваш дом, а конструктор расчетами покажет как осуществить эту задумку и какой несущий остов(может быть и несколько вариантов) применим в данном случае.

Виды несущего остова

На данном этапе строительства частных домов существуют и применяются 3 вида несущих остовов:

• Бескаркасный (стеновой) несущий остов;
• Каркасный несущий остов;
• Комбинированный несущий остов (неполный каркас).

Описания, недостатки и преимущества каждого вида будут описаны ниже.

Бескаркасный (стеновой) несущий остов

Это самый распространенный в коттеджном строительстве тип. Самый простой тип строительства частных домов и поэтому его применяют при строительстве коттеджей и частных домов повсеместно. В данном случае несущий остов образуется из массивных продольных и поперечных стен, связанных с фундаментом, перекрытия (балочные или плитные, подробнее о перекрытиях в статье «Перекрытия в частном загородном доме») уложенных на стены, лестниц (они придают жесткость остову по вертикали и горизонтали. Можно сказать, что несущий остов представлен в виде жесткой и устойчивой коробки, состоящей из связанных стен и перекрытий. Нижняя часть стен обычно более массивна чем стены верхних этажей, из-за того что она должна воспринимать вес вышележащих

перекрытий и стен. К примеру цокольный этаж коттеджа может быть выполнен из керамического кирпича толщиной 510 мм, а второй этаж может иметь более тонкие стены 380 мм. Таким образом стены должны выполнять роль несущей конструкции и теплоизолирующе-ограждающей.

Стены в данном типе остова могут быть выполнены из кирпича, железобетонных блоков, блоков из легких бетонов, природного камня, дерева и т. д. Толщина несущих стен в зависимости от материала может быть от 250 мм до 700 мм. Толщина ненесущих стен и перегородок от 100мм. Плиты перекрытия обычно сборные или монолитные, толщиной от 150 мм.

Бескаркасный несущий остов может быть таких видов:

• с продольными несущими стенами

В данном случае основой остова выступают несущие стены, которые располагаются вдоль длинной стороны частного дома, перекрытия укладываются поперек дома (то есть перпендикулярно стенам). Устойчивость и жесткость таких зданий обеспечивается лестничными маршами, торцевыми и поперечными стенами, перекрытия выполняют роль жесткой горизонтальной диафрагмы. Шаг продольных стен в таких домах обычно равен длине плиты перекрытия (4,2 м;5,4 м;6 м). Такой тип остова применяют в домах имеющих вытянутую форму.

• с поперечными несущими стенами

Несущие стены располагаются вдоль меньшей стороны дома и перекрытия укладываются на них. Стены вдоль длинной стороны дома можно делать не несущими или самонесущими (стены способные выдерживать нагрузку только от своего веса), но при этом они должны обладать теплоизолирующими свойствами и защищать от уличной температуры. Остов с поперечными несущими стенами обладает по сравнению с несущим остовом с продольными несущими стенами большей поперечной жесткостью и устойчивостью. Недостаток этой конструктивной системы связан с невозможностью варьировать ширину жилых помещений, которая раз и навсегда ограничена поперечными несущими стенами.

• с продольными и поперечными несущими стенами

Эта схема представляет собой комбинацию из продольных и поперечных несущих стен, перекрытия укладываются в продольном и поперечном направлениях. Такие схемы применимы для коттеджей, в которых архитектурную форму тяжело решить при помощи только продольных или только поперечных несущих стен. То есть когда коттедж имеет неординарную форму в плане и сложно решить пространство только продольными или только поперечными стенами.

Жесткость и устойчивость несущего остова в таких домах обеспечена за счет взаимосвязи стен и перекрытий, лестничных маршей(в случае если лестничный марш выполнен из монолитного железобетона или металлаи жестко связан с несущими элементами остова).

Каркасный несущий остов

Каркасные здания до недавнего времени были атрибутом промышленного строительства, но сейчас такой несущий остов все чаще стал применяться в частном строительстве.

Каркасный несущий остов представляет собой связанные в единую систему колонны, ригели, перекрытия, лестницы, фундаменты. Колонны каркаса размещены как по периметру, так и внутри дома , на них укладывают ригеля(балки), которые поддерживают плиты перекрытия. Жесткость и устойчивость таким домам придают диафрагмы жесткости (железобетонные стены), перекрытия связанные с колонами, лестницы. Они воспринимают горизонтальные и вертикальные нагрузки действующие на дом. Стены выполняются самонесущими или навесными (крепятся к наружным колоннам каркаса) и выполняют ограждающюю и теплоизолирующую функции. Таким образом достигается экономия материалов: несущие конструкции имеют толщину требуемую по конструктивному расчету, а ограждающие конструкции рассчитанную по теплотехническому расчету толщину. Шаг колон и ригелей в таких домах обычно составляет от 3 до 7 м. Толщина колон от 200*200 мм до 500*500 мм, толщина перекрытия от 150 мм.

Такой вид остова применим:

• В домах со свободной планировкой (вообще без перегородок). Планировки этажей могут отличаться, из-за того что всю нагрузку берет на себя каркас, а внутренние стены служат только для решения архитектурных объемов;
• Для постройки домов в сейсмических районах (Крым, Карпаты);
• Если архитектурой дома задано большое (5-6 м) расстояние между колоннами или сложная форма перекрытия (нет возможности уложить сборные плиты перекрытия или сложно вести кладку).

Каркасный остов частного дома может быть выполнен из бетонных конструкций изготовленных на заводе, в основном это конструкции для гражданского строительства, они имеет определенные размеры, шаг колонн, размеры сечений и их тяжело применять для частного строительства. К примеру стандартный шаг колонн в гражданском строительстве 6-9 метров, он вряд ли понадобится в частном доме, где шаг колон не будет превышать 4-5 метров. В основном такой остов выполняется из монолитного железобетона класса В15-В30. Шаг колонн, высоту перекрытий, этажей выбирают в зависимости от архитектуры дома и нет необходимости «подстраиваться» под типовые изделия. Дом в таком случае представляет из себя железобетонный монолитный каркас и самонесущие стены из легкого бетона или природного камня (ракушечник).

Для каркасного типа зданий могут применяться схемы:

• Ригельная (перекрытия опираются на ригеля, которые уложены на колонны. Ригеля обычно высотой 200-400 мм, за счет их высоты пропадает полезная высота этажа, поэтому такая схема малоэффективна в частном строительстве);

• Безригельная (применяется обычно в коттеджах с оригинальными компоновочными решениями планов, в таких домах нет ригелей, всю нагрузку воспринимают перекрытия и передают их на колонны. За счет этого толщина перекрытия возрастает до 200-250 мм).

Комбинированный несущий остов

Как понятно из названия, остов представляет собой совместную модель каркасного и бескаркасного типа. В данном случае несущими конструкциями выступают колонны и ригеля (находящиеся внутри) и массивные стены (которые находятся по периметру). Перекрытия опираются одним концом на стены, другим на ригеля(балки). Таким образом стены выполняют несущую и теплозащитную функцию. Колонны, в свою очередь, несут только вертикальные нагрузки. Обычно в частных домах до трех этажей колонны выполняются из керамического кирпича армированного арматурными сетками или железобетона. Устойчивость и жесткость дома обеспечена стенами жесткости (стены выполненые из железобетона или кирпича, распологаются вдоль или поперек дома), лестницами (так же как и в бескаркасном остове) и перекрытия связанными с стенами и колоннами.

Такой вид остова применим:

• Если Вы хотите рационально использовать площадь, но при этом есть необходимость в массивных стенах по периметру дома для обеспечения теплоизоляции;
• В домах с применением технологии «несъемной пенопластовой опалубки».

Комбинированный несущий остов позволяет эффективно использовать площади коттеджа и делить жилое пространство как Вам захочется. К примеру на первом этаже дома Вы решили сделать просторный холл и большую гостиную, а на втором спальни и рабочий кабинет при помощи комбинированного несущего остова можно легко решить такую планировку. Плиты перекрытия могут применяться сборные железобетонные или монолитные. Материал для таких видов зданий может быть железобетон, кирпич, керамические блоки, дерево и т.д. Размеры колонн от 200*200 мм до 500*500 мм, толщина несущих стен от 380 мм, толщина перекрытия от 150 мм (монолитное перекрытие) или 220 мм (сборная плита).

Примеры конструирования несущего остова

Теперь на нескольких примерах я покажу Вам каким образом можно осуществить выбор для Вашего будущего дома. Я буду ставить условие в виде нескольких фраз-описания дома и тут же давать схема несущего остова для воплощения такой схемы в жизнь.

Условие №1. Будущий дом должен иметь массивные стены из глинянного кирипча, которые будут защищать его от температурных воздействий и предавать вид «английского дома». Фундаменты должны быть монолитные, так как я знаю технологию их строительства и мне легко будет расчитать затраты.

Варианты несущего остова

Самым простым и верным несущим остовом для такого дома будет бескаркасный несущий остов с несущими поперечными и продольными стенами. Стены будут служить конструктивно(нести нагрузку) и декоративно (придавать желаемую стилистику. Под такие стены просто и экономично устроить ленточный фундамент, что отвечает 2-му требованию.

• Условие №2. Предполагается постройка дома в современном стиле, вид дома должен быть в стиле «хайтек» или «минимализм», не должно быть округлых форм, все углы только под 90 градусов. Дом будет прямоугольной формы в плане. Крыша должна быть плоской, частично эксплатируемой- будет устроена терраса.

Сам собой напрашивается несущий остов в виде монолитного каркасного остова, при помощи такой конструктивной схемы легко выполнить плоскую кровлю и дать возможность хозяину дома ее использовать. Четкая(прямоугольная или квадратная) сетка колонн и ригелей даст возможность хозяину выполнить его в заданном стиле.

• Условие №3. Необходимо создать проект дома на 2 семьи. Дом будет расположен вдоль улицы и иметь 2 отдельных входа. Материал стен — кирпич или пенобетон.

Для такого вида дома хорошо подходит бескаркасный несущий остов с продольными несущими стенами из кирпича. Плиты перекрытия будут укладываться на несущие стены. Жесткость дому придаст лестничный марш.

• Условие №4 . На первом этаже необходимо создать много свободного пространства, без стен и перегородок. Перекрытия выполнить монолитными из-за невозможности применения сборных плит перекрытия.

Как писалось выше здесь можно применить комбинированный несущий остов. Роль несущих конструкций будут выполнять монолитные железобетонные колонны (в середине дома) и капитальные стены (по его периметру). Колонны легко связать с монолитным перекрытием и стенами, таким образом обеспечить жесткость и устойчивость здания.

Таким образом, каждый вид несущего остова дает свои положительные и отрицательные черты. При его выборе в самом начале проектирования необходимо четко уяснить дом какого типа и с какими параметрами Вы хотите получить в итоге.

Источник