Конструкции гражданских и промышленных зданий

1. Общие принципы проектирования несущих конструкций.

Несущие конструкции - конструктивные элементы здания или сооружения, воспринимающие основные нагрузки (вышележащие конструкции, напор ветра, вес снега, находящихся в здании людей, оборудования, давление грунта на подземные части здания и т.п.). По характеру этих нагрузок различают несущие конструкции:

работающие на сжатие (колонны, отдельные опоры, фундаменты, стены, несущие стеновые панели и др.)

работающие преимущественно на изгиб (панели и балки перекрытий, стропильные и мостовые фермы, ригели рам и др.)

работающие в основном на растяжение (мембраны, ванты, подвески, оттяжки и т. д.)

В зависимости от геометрической формы несущие конструкции подразделяют на линейные (балки, колонны, стержневые системы), плоскостные (плиты, панели, настилы), пространственные (оболочки, своды, объемные элементы). Несущие конструкции здания (сооружения) в совокупности образуют его несущий остов, который должен обеспечивать пространственную неизменяемость, прочность, жесткость и устойчивость здания (сооружения).

Несущие конструкции должны отвечать следующим требованиям:

несущая способность; долговечность; все виды изоляции ( шумо-, тепло-, гидроизоляции, радиационная изоляция и др.); герметичность; экологические; технологические; экономические

Благодаря современной индустрии на сегодняшний день существует широкий выбор конструкций из различных материалов:

Деревянные материалы (брусы, брёвна, стропила, стойки, раскосы; деревянные клееные конструкции (ДКК) — балки, рамы, арки, фермы, пространственные структуры) Выставочный дворец на городской ярмарке в Авиньоне (Франция) покрыт ребристым куполом из ДКК пролетом 102 м. Ребристый конический купол диаметром 47,7 м построен для цирка в Мюнхене (Германия).

Материалы из природного камня (блоки для фундаментов, стен – из известняковых блоков, туфа, песчаника) Древний Рим, Греция, Византия, Армения, Грузия и, конечно, Древняя Русь.

Керамические материалы (кирпичи, камни и блоки) Очень распространен в современном малоэтажном строительстве.

Металлические материалы (каркасы промышленных и гражданских зданий, большепролетные покрытия, каркасы зданий повышенной этажности (более 30 этажей), мосты и путепроводы, радио- и телевизионные башни, висячие покрытия — криволинейные ограждающие поверхности над сооружениями, перекрестные тросовые системы — поверхности двоякой отрицательной кривизны, мембранные покрытия)

Минеральные вяжужие и материалы на их основе ( железобетон ). Сборный и монолитный.

12. Типы и прогрессивные конструкции безбалочных ж/б перекрытий.

Безбалочные перекрытия представляют собой уложенные вплотную друг к другу однородные элементы (плиты или панели) или сплошную монолитную плиту, которые служат одновременно и несущими, и ограждающими конструкциями. В зависимости от технологии выполнения безбалочные перекрытия могут быть сборными, монолитными или сборно-монолитными.

Можно выделить два основных типа безбалочных перекрытий это:

1)сборные плитные и из крупноразмерных элементов,

2) монолитные (ж/б из легких бетонов, ж/б из тяжелых бетонов)

В производственных помещениях такие перекрытия устраиваются там, где пыль влияет на технологический процесс: здания радио электроники и вычислительной техники; мясомолочные комбинаты; архивы и т.п.

Над зальными помещениями, допускающими наличие в них вертикальных опор, плитное перекрытие опирают на систему колонн, расположенных с сеткой 6х6 или 6х9 метров. Колонны имеют круглое или квадратное сечение, заканчивающиеся вверху расширением – капителью, обеспечивающей более надежное опирание плиты на колонну и использующейся в художественном оформлении интерьера. Разрезка плит безбалочного перекрытия на отдельные сборные элементы может быть различной. Она определяется возможностями изготовления элементов и на заводе сборного ж/б, транспортировкой и удобством монтажа.

Для того чтобы перекрытия плитного типа могли играть роль жестких диафрагм все швы соединения панелей и плит между собой и места примыкания их к опорам замоноличиваваются цементным раствором.

Перекрытия плитного типа являются безбалочными, их основу составляют плиты, непосредственно опирающиеся на вертикальное ограждение. В зданиях ячейковой структуры с ограниченными размерами планировочно-конструктивных ячеек плиты могут опираться по двум, трем и четырем сторонам.

Плиты для таких перекрытий выпускаются в виде панелей на планировочно-конструктивную ячейку здания (комнату), или в виде отдельных узких панелей – настилов. Сечение панелей мажет быть сплошным, шатровым, пустотным. Настилы устраиваются сплошные, пустотные, ребристые и в виде 2Т.

В современном мире очень распространены высотные здания (от 20 эт. и выше) с монолитным или сборномонолотным каркасом. В них зачастую используются монолитные перекрытия. Такие здания возводятся метолами подъема этажей и подъема перекрытий.