МУ по разделу Конструкции

Рис 1. Варианты бескаркасных конструктивных систем:

а) перекрестно-стеновой с малым шагом; б) поперечно-стеновой со смешанным шагом; в) поперечно-стеновой с большим шагом стен;

г) продольно-стеновой (трехстенка); д) продольно-стеновой (двухстенка); е) поперечно-стеновой с увеличенным шагом стен.

Виды конструктивных систем при бескаркасном несущем остове (Рис. 1).

1.Системы с продольно расположенными несущими стенами или, как принято говорить, с продольными несущими стенами (расположены вдоль длинной, фасадной стороны здания и параллельно ей).

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

3.Системы с перекрестным расположением несущих стен (перекрестностеновая система).

При каркасном несущем остове определяющим признаком является расположение (или отсутствие) ригелей каркаса. Ригелем называется стержневой

9

горизонтальный элемент несущего остова (главная балка, ферма и т. п.), передающий нагрузки от перекрытий непосредственно на стойки каркаса.

Различают четыре типа конструктивных каркасных систем (рис. 2):

1.с поперечным расположением ригелей;

2.с продольным расположением ригелей;

3.с перекрестным расположением ригелей;

4.с безригельным каркасом, при котором ригели отсутствуют, а гладкие плиты перекрытий (так называемые безбалочные) опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны.

Рис 2. Варианты конструктивных систем каркасных зданий:

а) с продольным расположением ригелей; б) с поперечным расположением ригелей; в) с перекрестным расположением ригелей; г) безригельная;

Применяются большей частью системы с поперечным расположением ригелей. Расположение ригелей в двух направлениях характерно для многоэтажных каркасных зданий при строительстве в сейсмических районах. Безригельный каркас применяется обычно в многоэтажных зданиях со

10

значительными нагрузками на перекрытия, в многоэтажных гражданских зданиях с оригинальными компоновочными решениями планов и т. д.

При комбинированном несущем остове (рис. 3) вертикальные несущие конструкции компонуют, сочетая разные виды несущих элементов: стены и каркас, стены и объемные блоки и т.п. К их числу относятся следующие конструктивные системы: каркасно-связевая со связями в виде стен-диафрагм жесткости (каркасно-диафрагмовая), с неполным каркасом (несущие наружные стены и внутренний каркас), каркасно-ствольная, ствольно-стеновая, ствольнооболочковая (с внутренним ядром жесткости) и др.

Рис 3. Комбинированные конструктивные системы:

а) Каркасно-диафрагмовая; б) ствольно-стеновая; в) оболочководиафрагмовая; г) объемно-блочно-стеновая; д) каркасно-ствольная; е) каркасно-оболочковая; ж) каркасно-объемно-блочная; з) ствольнооболочковая; и) ствольно-объемно-блочная; к) каркасно-ствольно- диафрагмовая; 1- наружная несущая и ограждающая конструкция; 2

– то же, ненесущая; 3 – внутренняя несущая конструкция; 4 – несущий объемный блок; 5 – то же, ненесущий

11

РАЗДЕЛ 2. ФУНДАМЕНТЫ

В зависимости от конструктивной схемы, этажности, сейсмичности площадки и инженерно-геологических условий могут быть применены фундаменты на естественном и свайном основании (Рис. 4):

Рис 4. Системы фундаментов

12

Столбчатые фундаменты имеют вид отдельных опор, устраиваемых под стены, столбы или колонны. При незначительных нагрузках на фундамент, когда давление на грунт меньше нормативного, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов целесообразно заменять на столбчатые. Фундаментные столбы из бута, бутобетона, бетона и железобетона перекрывают железобетонными фундаментными балками, на которых возводится стена.

Ленточные фундаменты (Рис. 5) сооружают по всему периметру несущих стен, как наружных, так и внутренних, разновидностью такого рода фундаментов являются перекрестные ленточные фундаменты.

Рис 5. Пример ленточного сборного фундамента

Плитные фундаменты (Рис. 6) применяют при неравномерной сжимаемости грунтов, слабых, разрушенных, размытых, насыпных грунтах, необходимости защиты от высоких грунтовых вод или зачительном увеличении нагрузки от веса здания. Плитные монолитные фундаменты конструируют в виде плоских или ребристых плит.

13

Рис 6. Схематический разрез плитного фундамента на естественном основании

Коробчатые фундаменты (Рис. 7) обладают повышенной жесткостью, применяются для высотных зданий с тяжелыми нагрузками. Верхняя и нижняя плиты такой конструкции соединены монолитными вертикальными стенами (ребрами) на всю высоту подземной части здания. Верхняя плита может выполняться как в монолитном, так и сборном вариантах. В зависимости от объемно-планировочного решения здания коробчатые фундаменты могут иметь высоту в 2-3 этажа.

Рис 7. Схема коробчатого монолитного фундамента

14

Свайные фундаменты состоят из отдельных свай, объединенных сверху бетонной или железобетонной плитой или балкой, называемой ростверком. Свайные фундаменты устраивают в случаях, когда необходимо передать на слабый грунт значительные нагрузки.

Наиболее распространенными в общестроительной практике являются:

-сборные железобетонные (изготовляемые вне строительной площадки и погружаемые в грунт путем забивания или задавливания);

-буронабивные (изготовляемые непосредственно на строительной площадке).

РАЗДЕЛ 3. ВЕРТИКАЛЬНЫЕ НЕСУЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Схема расположения вертикальных несущих элементов должна быть одинаковой на всех этажах. Несущие элементы необходимо располагать друг под другом. В случае различных шагов вертикальных несущих элементов на разных этажах необходимо применение распределительной балки (распределительного этажа).

Рис 8. Распределительная балка при различных шагах вертикльных несущих элементов на верхних и нижнем этажах

15

Колонны. Сечение прямоугольных колонн, рекомендуется принимать не менее 400х400 мм (пилонов не менее 600х200 мм, круглых диаметром не менее 450 мм) из бетона не ниже класса С16/20. При увеличении этажности сечение колонн на нижних этажах необходимо увеличивать.

Диафрагмы жесткости (железобетонные стены) могут выполнятся, как в монолитном, так и сборном вариантах. Толщина диафрагм, как правило, принимается в пределах 200…500 мм.

В безригельной конструктивной системе диафрагмы устанавливаются в створе колонн и жестко (монолитно) с ними связываются. Привязку диафрагм желательно выполнять по центру осевой линии. Проемы допускаются, но их размер и количество ограничиваются (в особенности это касается диафрагм жесткости, из-за возможности потери ней своей функции по обеспечению пространственной жесткости каркаса).

РАЗДЕЛ 4. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ НЕСУЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Горизонтальные несущие элементы должны располагаться в одном уровне и выполняться из бетона класса не менее С20/25.

Ригельная система. Размерами балки необходимо предварительно задаваться, приняв ее высоту в пределах 1/10-1/15 пролета, а ширину – равную ширине колонн, на которые она опирается. Класс бетона принимается не менее класса бетона колонн каркаса. Пролеты более 12 метров перекрываются за счет применения ферм, арок, куполов, вантовых конструкций и т.д (см. Приложение

2).

Перекрытия и покрытия могут быть железобетонными монолитными или сборными. Для монолитных плит перекрытий и покрытий толщина не менее 200 мм из бетона класса не менее С20/25. При консольных свесах более 1.5м

16

необходимы дополнительные конструктивные мероприятия в виде балок, подкосов или дополнительных опор.

При проектировании пролетов более 7.2 м необходимо применять либо балочные конструкции, либо кессонные перекрытия, представленные на Рис 9. Для кессонных перекрытий характерная сетка колонн не более 34х34м, высота конструкции – 1/20 пролета. Как правило, геометрия ребер близка к квадрату с шагом в 1,0…2,0 м. Толщина полки плиты – 60… 100 мм.

Рис 9. Пример кессонного перекрытия с фрагментом армирования

РАЗДЕЛ 5. СТЕНЫ ПОДВАЛА

При наличии подвального этажа необходимо устраивать стены подвала. Они выполняются железобетонными, в сборном (с использованием стандартных блоков типа ФБС – фундаментный блок стеновой) или монолитном вариантах. В сборном варианте толщина стен составляет 300…500 мм, в монолитном – 300…600 мм. Класс бетона - С12/15, С16/20. Основная работа стен подвала заключается в сопротивлении давлению со стороны прилегающего грунта. Для стен подвала важно обеспечить надежную гидроизоляцию, чтобы избежать

17

попадания влаги внутрь помещения. Гидроизоляция выполняется с применением современных гидроизоляционных материалов.

РАЗДЕЛ 6. ЛЕСТНИЦЫ

Железобетонные лестницы выполняются в сборном (по типовым сериям) или монолитном вариантах из бетона классов С12/15, С16/20. Сборные лестничные марши или лестницы из наборных ступеней по металлическим косоурам применяют при стандартных размерах этажа и в зданиях без предъявления особых архитектурных требований к внешнему виду лестниц.

В монолитном варианте можно изготовить нестандартные лестничные марши, в особенности с применением предварительно напряженного бетона.

При сложных геометрических формах маршей (винтовые лестницы и т.п.) рекомендуется применять металлические или деревянные конструкции лестничных маршей.

РАЗДЕЛ 7. ШАХТЫ ЛИФТОВ

Выполняются железобетонными в двух вариантах - монолитные из бетона класса не ниже С16/20 или сборные (по типовым сериям). В случае если лифтовый узел выполняет функцию ядра жесткости, то толщину стен следует задавать не менее 200 мм для монолитного, и 150 мм для сборного варианта. Если стены лифтовой шахты не участвуют в пространственной работе каркаса здания, то толщина стен может быть соответственно 150 мм для монолитного железобетона и 100 мм для сборного.

Геометрические размеры шахты лифтов берутся из технического задания, предоставляемого фирмой-производителем лифтовых кабин и исходят из назначения лифта.

18