1. Компоновка конструктивной схемы каркаса здания Объёмно-планировочные параметры здания

Таблица 1.1.

Расстояние между продольными разбивочными осями	L	по заданию	7,8 м
Количество пролётов поперек здания	n	по заданию	4
Ширина здания (в осях)	L0	L·n	31,2 м
Расстояние между поперечными разбивочными осями	l	по заданию	7,8 м
Количество пролетов вдоль здания	m	по заданию	13
Длина здания (в осях)	l0	l·m	101,4 м
Высота этажа	H	по заданию	4,2 м
Количество этажей		по заданию	5

Состав и работа каркаса здания

Продольные и поперечные разбивочные оси образуют сетку, в узлах которой устанавливаются колонны. Расстояние между продольными разбивочными осями принято называть пролётом здания, между поперечными – шагом колонн.

Колонны по высоте имеют выступающие части – консоли, на которые устанавливаются балки – ригели. Сверху на ригели укладываются панели перекрытия.

На панели действуют вертикальные нагрузки (эксплуатационные), которые передаются затем через ригели на колонны, а с них через фундаменты на грунт основания. Горизонтальные нагрузки (ветровые) воспринимаются наружными стенами здания, которые выполняются из кирпича. На них передается также и часть вертикальных нагрузок.

Конструктивная система здания с использованием колонн и несущих стен носит название неполного каркаса.

Температурные швы

Чтобы в элементах каркаса не возникали дополнительные усилия от изменения температуры, здание в необходимых случаях разрезают на отдельные самостоятельные блоки (температурные отсеки) поперечными и продольными температурными швами.

По требованиям СНиП [2] наибольшая длина температурного отсека составляет 60 м.

• Длина здания l₀ = 101,4 м > 60 м, поэтому необходимо устройство поперечного температурного шва.

• Предусматриваем шов в середине длины здания, тогда длина температурного отсека составит:

l_t = l · 7= 7,8 · 7 = 54,6 м < 60 м.

• Температурный шов представляет собой два ряда колонн, смещённых от разбивочной оси на 500 мм.

Колонны и наружные стены

Сечение колонн обычно принимают квадратным со стороной 300, 350, 400, 450 мм (в соответствии с требованиями унификации). С увеличением нагрузки увеличивается и сечение колонн.

Толщина наружной стены принимается кратной размерам кирпича (250120 мм, высота 65 мм), с учётом 10 мм на вертикальный шов:

380 мм = 120+10+250 мм	(1,5 кирпича)
510 мм = 250+10+250 мм	(2 кирпича)
640 мм = 250+10+120+10+250 мм	(2,5 кирпича)

• Принимаем сечение колонн 450450 мм, толщину кладки наружных стен 640 мм (постоянной на всех этажах).

Ригели

Принимаем поперечное направление ригелей, т.е. располагаем ригели поперёк здания. В этом случае они образуют вместе с колоннами раму с жесткими узлами, обеспечивая дополнительную пространственную жесткость каркаса в поперечном направлении.

Сечение ригеля принимаем прямоугольным, так как оно наиболее простое в изготовлении (а так же и в расчёте). Назначаем размеры сечения ригеля (рис. 1.1 и прил. 1):

• высота h_r = (1/10…1/15)L = 780…520 мм; принимаем h_r = 750 мм (кратно 50 мм);

• ширина b_r = (0,3…0,4)h_r = 225…300 мм; принимаем b_r = 250 мм (кратно 50 мм).

• Чем больше высота сечения ригеля, тем лучше он работает на восприятие нагрузки, но строительная высота перекрытия при этом увеличивается.

Ригели, находящиеся у продольной наружной стены, опираются одним концом на эту стену, а другим – на консоль колонны. Глубину заделки ригеля в стену примем равной длине кирпича (250 мм).