1,Многоэтажные здания, их классификация. Требования, предъявляемые к многоэтажным зданиям. Понятие капитальности и уровня ответственности зданий.

Многоэтажные зд. – это основной тип зданий при застройке городов. В зависимости от административного значения и населенности городов предельная этажность зданий может быть различной.

Классификация:

- зд. средней этажности (до 5 эт.)

- зд. многоэтажные (до 16-ти эт.)

- зд повышенной этажности (до 25 эт)

- высотные зд (выше 25 эт)

Требования. Общие требования ко всем типам – обеспечение надежности, огнестойкости и долговечности конструкций (при условии экономичности).

Многоэтажные зд (кроме высотных ): II класс капитальности, II степень долговечности, II степень огнестойкости. Срок эксплуатации ≥ 50 лет.

Высотные: I класс капитальности, I степень долговечности, I степень огнестойкости. Срок эксплуатации не менее 100 лет.

Средней этажности: III класс капитальности, III степень долговечности, III степень огнестойкости. Срок эксплуатации не менее 25 лет.

Для этих зданий применяются только каменные материалы (кирпич, мелкие и крупные блоки, бетон и ж/б). В планировке, конструкциях должно обеспечиваться выполнение требований НКРС.

Требования целесообразности технических решений применительно к жилому строительству сводятся к разумному сочетанию массовой жилой застройки, основанной на применении типовых проектов и изделий, с доминирующими в городской застройке акцентными зданиями, возводимыми по индивидуальным проектам. Подобный подход осуществляется и в проектировании зд других типов в гражданском строительстве.

2,Понятие надёжности, жёсткости, устойчивости, долговечности и пожаробезопасности многоэтажного здания.

Многоэтажные зд. – это основной тип зданий при застройке городов. В зависимости от административного значения и населенности городов предельная этажность зданий может быть различной.

Классификация:

- зд. средней этажности (до 5 эт.)

- зд. многоэтажные (до 16-ти эт.)

- зд повышенной этажности (до 25 эт)

- высотные зд (выше 25 эт)

Требования. Общие требования ко всем типам – обеспечение надежности, огнестойкости и долговечности конструкций (при условии экономичности).

Многоэтажные зд (кроме высотных ): II класс капитальности, II степень долговечности, II степень огнестойкости. Срок эксплуатации ≥ 50 лет.

Высотные: I класс капитальности, I степень долговечности, I степень огнестойкости. Срок эксплуатации не менее 100 лет.

Средней этажности: III класс капитальности, III степень долговечности, III степень огнестойкости. Срок эксплуатации не менее 25 лет.

Для этих зданий применяются только каменные материалы (кирпич, мелкие и крупные блоки, бетон и ж/б). В планировке, конструкциях должно обеспечиваться выполнение требований НКРС.

Требования целесообразности технических решений применительно к жилому строительству сводятся к разумному сочетанию массовой жилой застройки, основанной на применении типовых проектов и изделий, с доминирующими в городской застройке акцентными зданиями, возводимыми по индивидуальным проектам. Подобный подход осуществляется и в проектировании зд других типов в гражданском строительстве.

Капитальность здания определяется степенью огнестойкости и степенью долговечности его в заданных условиях эксплуатации.

Под долговечностью зданий и сооружений понимается срок их службы, т.е. способность в течение этого времени сохранять прочность и устойчивость основных конструкций (фундаментов, наружных и внутренних стен, колонн, перекрытий и покрытий, лестничных клеток) и возможность нормальной эксплуатации их. Долговечность сооружений в свою очередь зависит от долговечности строительных материалов, из которых изготовлены их конструктивные элементы. Поэтому при назначении строительных материалов для ограждающих конструкций зданий или сооружений с заданным сроком службы учитывается сопротивляемость их физическим, химическим, атмосферным, агрессивным средам и прочим разрушающим воздействиям в заданных условиях эксплуатации.

3,Пожарная безопасность зданий. Факторы, определяющие степень огнестойкости здания. Понятие предела огнестойкости строительных конструкций по несущей способности, по потере целостности, по потере теплоизолирующей способности (несущих, наружных ненесущих, перекрытий и т.д.).

Огнестойкость - свойство материалов противостоять действию высоких температур.

Огнестойкость - способность изделия, конструкции или элемента сооружения сохранять при пожаре несущую и огнепреграждающую способность.

По степени огнестойкости материалы подразделяются на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Сопротивляемость зданий и сооружений воздействию огня зависит от группы возгораемости и пределов огнестойкости основных конструктивных элементов этих зданий и сооружений и называется степенью огнестойкости. Здания и сооружения по степени огнестойкости делятся на пять степеней, начиная от самых сложных (I степень), у которых все элементы выполнены из несгораемых материалов, и кончая самыми простыми, например деревянными зданиями V степени, все элементы которых являются сгораемыми.

4,Типизация и унификация конструкций, стандартизация размеров, модульная система координации размеров с строительстве МКРС (Модульная координация размеров в строительстве) и ее применение при проектировании многоэтажных зданий.

Основой для унификации и стандартизации геометрических параметров служит модульная координация размеров в строительстве.

Модуль – размер, которому должны быть кратны все вышеупомянутые размеры элементов ( М = 100 мм). Модули укрупненные и дробные.

Укрупненные: 2М, 3М, 6М, 60М и т.п.

Дробные: 1/5М ( 20 мм), 1/10М ( 10 мм) и т.п.

Укрупненные применяются для назначения объемно-планировочных параметров основных элементов зданий (ширины, длины, пролета, шага) и крупных конструкций (ферм, рам); при этом руководствуются правилом: чем больше величина параметра основного элемента здания, тем больше величина укрупненного модуля. 6М – 2,4; 3,0; 3,6 м; 12М – 4,8; 6,0; 7,2 м; 30М – 9,0; 12,0; 15 м и т.п.

Соответственно, введение дробных модулей способствует ограничениям при назначении небольших размеров

Допускается применение высот этажей 2800 мм, кратных модулю М.

Прерывную модульную пространственную координационную систему с парными координационными осями и вставками между ними, имеющими размер , кратный меньшему модулю (черт. 8б, в), допускается применять для зданий с несущими стенами в следующих случаях: C

1) в местах устройства деформационных швов;

2) при толщине внутренних стен 300 мм и более, особенно при наличии в них вентиляционных каналов; в этом случае парные координационные оси проходят в пределах толщины стены с таким расчетом, чтобы обеспечить необходимую площадь опоры унифицированных модульных элементов перекрытий (черт. 8в);

3) когда прерывная система модульных координат обеспечивает более полную унификацию типоразмеров индустриальных изделий, например, при панелях наружных и внутренних продольных стен, вставляемых между гранями поперечных стен и перекрытий.

5,Правила привязки несущих конструкций и их элементов к координационным (разбивочным) осям в зданиях различных конструктивных систем.

Привязку конструктивных элементов определяют расстоянием от координационной оси до координационной плоскости элемента или до геометрической оси его сечения.

Расположение координационных осей в плане зданий с несущими стенами

- непрерывная система с совмещением координационных осей с осями несущих стен; a

- прерывная система с парными координационными осями и вставками между ними; б

- прерывная система при парных координационных осях, проходящих в пределах толщины стен в

Черт. 8

Привязку несущих стен к координационным осям принимают в зависимости от их конструкции и расположения в здании. Геометрическая ось внутренних несущих стен должна совмещаться с координационной осью (черт. 9а); асимметричное расположение стены по отношению к координационной оси допускается в случаях, когда это целесообразно для массового применения унифицированных строительных изделий, например, элементов лестниц и перекрытий.

П ривязка стен к координационным осям

Внутренняя координационная плоскость наружных самонесущих и навесных стен должна совмещаться с координационной осью (черт. 9д) или смещаться на размер с учетом привязки несущих конструкций в плане и особенностей примыкания стен к вертикальным несущим конструкциям или перекрытиям (черт. 9е). е

Привязка колонн к координационным осям в каркасных зданиях должна приниматься в зависимости от их расположения в здании.

В каркасных зданиях колонны средних рядов следует располагать так, чтобы геометрические оси их сечения совмещались с координационными осями (черт. 10а). Допускаются другие привязки колонн в местах деформационных швов, перепада высот (п. 4.8) и в торцах зданий, а также в отдельных случаях, обусловленных унификацией элементов перекрытий в зданиях с различными конструкциями опор.

Привязку крайних рядов колонн каркасных зданий к крайним координационным осям принимают с учетом унификации крайних элементов конструкций (ригелей, панелей стен, плит перекрытий и покрытий) с рядовыми элементами; при этом в зависимости от типа и конструктивной системы здания привязку следует осуществлять одним из следующих способов:

1 ) внутреннюю координационную плоскость колонн смещают от координационных осей внутрь здания на расстояние, равное половине координационного размера ширины колонны средних рядов /2 (черт. 10б); b0c

2) геометрическую ось колонн совмещают с координационной осью (черт. 10в);

3) внешнюю координационную плоскость колонн совмещают с координационной осью (черт. 10г).

Внешнюю координационную плоскость колонн допускается смещать от координационных осей наружу на расстояние (черт. 10д), кратное модулю 3М и, при необходимости, М или М. f 12

В торцах зданий допускается смещать геометрические оси колонн внутрь здания на расстояние (черт. 10е), кратное модулю. 3М и, при необходимости, М или М. k 12

Привязка колонн каркасных зданий к координационным осям

Примечания:

1. Внутренние координационные плоскости стен (на чертеже показаны условно) могут смещаться наружу или внутрь в зависимости от особенностей конструкции стены и ее крепления.

2. Размеры привязок от координационных осей указаны до координационных плоскостей элементов.

При привязке колонн крайних рядов к координационным осям, перпендикулярным к направлению этих рядов, следует совмещать геометрические оси колонн с указанными координационными осями; исключения возможны в отношении угловых колонн и колонн у торцов зданий и деформационных швов.

В зданиях в местах перепада высот и деформационных швов, осуществляемых на парных или одинарных колоннах (или несущих стенах), привязываемых к двойным или одинарным координационным осям, следует руководствоваться следующими правилами:

1) расстояние между парными координационными осями (черт. 11а, б, в) должно быть кратным модулю 3М и, при необходимости, М или М; привязка каждой из колонн к координационным осям должна приниматься в соответствии с требованиями п. 4.7; c 12

2) при парных колоннах (или несущих стенах), привязываемых к одинарной координационной оси, расстояние от координационной оси до геометрической оси каждой из колонн (черт 11г) должно быть кратным модулю 3М и, при необходимости, М или М; k 12

3 ) при одинарных колоннах, привязываемых к одинарной координационной оси, геометрическую ось колонн совмещают с координационной осью (черт. 11д).

Примечание. При расположении стены между парными колоннами одна из ее координационных плоскостей совпадает с координационной плоскостью одной из колонн.

Привязка колонн и стен к координационным осям в местах деформационных швов.

В объемно-блочных зданиях объемные блоки следует, как правило, располагать симметрично между координационными осями непрерывной модульной сетки.

В многоэтажных зданиях координационные плоскости чистого пола лестничных площадок следует совмещать с горизонтальными основными координационными плоскостями (черт. 12а).

Привязку элементов цокольной части стен к нижней горизонтальной основной координационной плоскости первого этажа и привязку фризовой части стен к верхней горизонтальной основной координационной плоскости верхнего этажа принимают с таким расчетом, чтобы координационные размеры нижних и верхних элементов стен были кратными модулю 3М и, при необходимости, М или М. 12

6,Основные несущие конструкции многоэтажного здания. Понятие несущего остова здания. Виды нагрузок и воздействий на конструкции. Принцип работы несущего остова здания.

Основные несущие конструкции: стены, колонны, балки, перекрытия.

Несущий остов здания – система конструкций, воспринимающих нагрузки и воздействия и передающих их на фундамент:

1) стеновой;

2) каркасный;

3) каркасно-стеновой.

Нагрузка – механическое воздействие, мерой которой является сила, вызывающая изменения деформационно-напряженного состояния здания

А - нормативная (установленная нормами, наиб по значению нагрузка при нормальной эксплуатации здания)

- расчетная (нормативная нагрузка * коэф надежности, учитывающий возможную неравномерность)

Б – постоянная (действует в течении всего срока службы)

- временная (действует ограниченное время)

а) длительная

б) кратковременная

в) особая

Воздействие – влияние несилового характера окр среды, способное вызвать изменения технического состояний конструкций (Т^о, влажность, агрессивность среды и проч)

7,Понятие о несущей способности и деформативности конструкций.

Несущая способность – это максимальная нагрузка, которую могут нести строительные конструкции, их элементы, а также грунты оснований без потери их функциональных качеств.

8,Конструктивные системы и схемы многоэтажных гражданских зданий, принцип работы системы. Обеспечение жесткости и устойчивости зданий разных конструктивных систем.

Виды конструктивных систем

Конструктивная система – закономерное взаимное расположение и соединение несущих горизонтальных и вертикальных конструкций в единую пространственную систему.

Конструктивные системы: стеновая ОКС, каркасная ОКС, стволовая, оболочная, объемно-блочная.

Каркасная ОКС:

− с перекрестным расположением ригелей – рамная система;

− с поперечным – рамно-связевая и связевая системы;

− с продольным расположением ригелей – рамно-связевая и связевая системы;

−безригельный каркас – связевая система.

Рис. П.2. Конструктивные системы каркасных зданий;

а — с продольным расположением ригелей; б — с поперечным расположением ригелей; в —

с перекрестным расположением ригелей; г —безригельная

Ствольная при высоте здания выше 20 эт. Оболочковая – выше 40 эт.

Устойчивостью здания называют его способность противодействовать усилиям, стремящимся вывести здание из исходного состояния статического или динамического равновесия.

Пространственная жесткость несущего "остова"— это способность сопротивляться деформациям или, что то же, способность сохранять геометрическую неизменяемость формы.

Систему, полученную первым способом, называют связевой— по наи-менованию диагонального стержня, именуемого связью. Вторую — рамной.

С помощью каждого из этих способов можно придать геометрическую неизменяемость любой многопролетной системе, состоящей из ряда стоек, шарнирно связанных с ригелями и с «землей».

Приведенные доказательства относятся ко всем типам несущих остовов. Понятие же «геометрическая неизменяемость» тождественно понятию «пространственная жесткость». Соответственно, связи именуют «связями жесткости». Этот термин получил различные толкования.

Т ак, помимо диагонального стержня, геометрическая неизменяемость систем обеспечивается и другими способами: введением диафрагмы жесткости, ядер жесткости и т.п. Например, если в шарнирный четырехугольник вставить без зазоров панель — диафрагму — так, что она будет способна воспринимать сдвиговые усилия и моменты в своей плоско-сти, т.е. «исполнять обязанности» жесткого диска, то ее роль равносильна роли диагонального стержня. Такой же эффект получается, если шарнирная система соединена с плоской стенкой пилоном и т.п. Они, в данном случае, «исполняют обязанности» связей жесткости или, что то же, диафрагм, стенок, ядер жесткости. В данном случае термин «связи жесткости» носит обобщенный характер. Вместе с тем, когда говорят «связи», то в первую очередь имеют в виду связи стержневые или решетчатые (рис. П.8 а).

Вертикальные элементы жесткости (связи):

а— решетчатые связи; (э— диафрагмы (панели жесткости); в— стены жесткости (ядра); А— Г— схемы решеток (Л — треугольная; £ — крестовая; В — полураскосная; Г— портальная); 1 — стойка; 2 — диагональный стержень; 3 — ригель (плита) перекрытия; 4 — панель жесткости (диафрагма); 5 — стена жесткости; 6 — стена, не обеспечивающая жесткости (узкая); 7 — скалывающие усилия; 8 — места сварки панелей жесткости с элементами каркаса

Существуют два способа обеспечения жесткости плоских систем — по рамной и по связевой схемам. Комбинируя ими при расположении элементов несущего остова в обоих направлениях здания, можно получить три варианта пространственных конструктивных схем здания: рамную, рамно-связевую и связевую. В третьем направлении — горизонтальном — перекрытия обычно рассматриваются как жесткие диафрагмы. Все эти варианты встречаются при проектировании каркасного несущего остова (рис. П.9).

Рамная схема представляет собой систему плоских рам (одно- и многопролетных; одно- и многоэтажных), расположенных в двух взаимно перпендикулярных (или под другим углом) направлениях — систему стоек и ригелей, соединенных жесткими узлами при их сопряжениях в любом из направлений.

Рамно-связевая схема решается в виде системы плоских рам, шарнирно соединенных в другом направлении элементами междуэтажных перекрытий. Для обеспечения жесткости в этом направлении ставятся решетчатые связи или стенки (диафрагмы) жесткости. Плоские рамы удобнее устанавливать поперек здания.

Связевая схема решения каркаса здания наиболее проста в осуществлении. Решетчатые связи, или диафрагмы жесткости, вставляемые между колоннами, устанавливаются через 24...30 м, но не более 48 м, и в продольном, и в поперечном направлениях; обычно эти места совпадают со стенами лестничных клеток.

Рамная схема применяется сравнительно редко. Трудоемкость построечных работ по обеспечению жесткости узлов, повышенный расход стали и т.п.

Связевая схема оправдывает свое широкое применение большей простотой по-строечных работ, меньшими затратами труда и материалов и т.п.

При стеновом несущем остове и при различных системах остовов с непол-ным каркасом обычно применяют связевую схему; при этом наружные или внутренние стены выполняют функции диафрагмы или ядер жесткости, т.е. в этом случае не требуется установка дополнительных стен.

9,Стеновой несущий остов (бескаркасный). Несущие конструкции. Принцип работы системы. Типы многоэтажных зданий, которые целесообразно применять в такой конструктивной системе. Возможные схемы стенового несущего остова.