8.1.5. Конструктивные решения

В конструктивном отношении изгибно-жесткие элементы обычно выполняют в виде гнутых двутавров или изогнутых ферм с традиционными узлами, нижние пояса которых иногда замыкают на монтаже. Интересно решены примененная в Вильнюсе изгибно-жесткая ферма, у которой нижний пояс подкреплен тросом, а также висячее покрытие из полносборных элементов.

Растянутыми изгибно-жесткими элементами будем называть прямолинейные или провисающие элементы, закрепленные по краям от перемещений и способные воспринимать растягивающие усилия и изгибающие моменты. Они подобны опрокинутым аркам, но работают на растяжение с изгибом. Изгибно-жесткие элементы выполняются в виде изогнутых ферм или двутавров – сварных или прокатных из малоуглеродистой или низколегированной стали.

Покрытие обычно состоит из системы параллельно или радиально (при круглом плане покрытия) расположенных элементов, на которые укладывается легкий щитовой настил (чаще всего профилированный стальной), не включаемый в работу основной несущей конструкции.

К преимуществам подобных покрытий следует отнести: а) простоту конструктивной формы и индустриальность изготовления основных несущих элементов; б) применение обычных конструктивных (недефицитных) сталей; в) отсутствие осложняющего строительство процесса предварительного напряжения; г) возможность получения необходимой жесткости покрытия при малой постоянной и большой временной нагрузках.

Однако эти покрытия имеют и недостатки: а) они более металлоемки, чем мембраны, так как обычно не используют настил в работе основной несущей конструкции и более металлоемки, чем тросовые системы, так как выполняются из материалов значительно менее прочных (но и менее дорогих), чем стальные канаты и тросы; б) они не используют пространственность работы покрытия (как мембраны), так как являются системами дискретными, и слабо помогают в работе опорной конструкции при неравновесных нагруженнях, особенно в круглых покрытиях.

Их применение наиболее целесообразно для покрытий, имеющих малую постоянную и большую временную нагрузки, а также в случае повышенных требований к жесткости покрытия.

Тема 9.Металлические конструкции многоэтажных зданий. Общие вопросы проектирования многоэтажных зданий

9.1.1. Предпосылки строительства и область применения многоэтажных зданий

Для развития современных городов характерно повышение средней этажности зданий. Это объясняется продолжающимся ростом городского населения и необходимостью улучшения условий его быта и деятельности, а также стремлением к более рациональному использованию земли, сохранению природных зон вокруг городов, относительному сокращению затрат на строительство и эксплуатацию инженерных коммуникаций, транспортных и других систем городского обслуживания.

Основная область применения многоэтажных зданий – жилые дома и общественные здания различного назначения (для учреждений управления, коммунального хозяйства, просвещения, науки, проектирования, связи и др.). В крупных городах многоэтажные здания составляют по строительному объему 30 – 50 % всех зданий, а через 15 – 20 лет их удельный вес возрастет до 80 – 90 %.

Расширяется строительство многоэтажных производственных зданий, лабораторных и инженерных корпусов, в своей конструктивной части имеющих много общего с гражданскими зданиями (гл. 7 в Справочнике [7]).

В многоэтажных зданиях высотой до 100 м, характерах для массового жилищного строительства, применяются в основном бетонные и железобетонные несущие конструкции. В зданиях с числом этажей 40 и более чаще используются стальные конструкции. Ориентировочная верхняя граница целесообразного строительства высотных зданий – около 60 этажей. С увеличением высоты растут воздействия природных сил, усложняются технические решения здания и всех его систем, увеличиваются капитальные и эксплуатационные затраты, изменяются психофизиологические реакции людей (боязнь высоты, обостренное восприятие различных шумов, ускорений лифтов, колебаний здания под действием ветра и др.). Поэтому не следует без достаточного обоснования чрезмерно увеличивать высоту зданий.