6. Каркасная система.

Полный каркас применяется в зданиях любой этажности. Основные элементы каркаса выявляются в зависимости от схемы его разрезки и представляют собой стойки (колонны) и балки (ригели). Стойки могут быть высотой на один, два и более этажей. Стыки стоек с ригелями могут осуществляться в плоскости колонн или быть выдвинутыми в пролет в зону наименьшего момента. В последнем случае колонны имеют консоли. Можно укрупнить элементы каркаса в П-образные рамы. При этом сокращается число монтируемых элементов и стыков, но возникают неудобства при изготовлении и транспортировании крупногабаритных элементов.

В гражданских зданиях (учебных, лечебных, административных и др.) и сходных по назначению производственных зданиях (административно-бытовых комплексах) применяются связевые каркасы, состоящие из колонн, ригелей, ригелей-распорок, настилов-распорок, панелей перекрытий, диафрагм жесткости, панелей наружных стен ленточной разрезки и стаканов сборных фундаментов. Колонны здесь имеют скрытые консоли, что уменьшает высоту выступающего в помещение ригеля и тем улучшается интерьер. Колонны проектируют высотой в один-два этажа. Стыки колонн располагают на высоте 0,7 м над перекрытием.

Ригели имеют тавровое поперечное сечение. Низ ригеля имеет полки для опирания настилов перекрытия. Ригели-распорки и настилы-распорки обеспечивают жесткость каркаса из плоскости рам. Кроме того, наличие настилов-распорок корытообразной формы позволяет пропускать через перекрытие инженерные коммуникации (трубопроводы, каналы).

Колонны применяются двух основных типов: с консолями для пролетов с мостовыми кранами и без консолей для бескрановых пролетов.

В зависимости от высоты здания, пролетай грузоподъемности крана колонны могут быть сплошного или сквозного сечения (двухветвевые).

Несущие элементы покрытия проектируют в виде плоских линейных (фермы, балки) или пространственных элементов (оболочки, своды). Унифицированные конструкции балок применяют для пролётов до 18 м. Они бывают одно и двухскатными, таврового и двутаврового сечения. Для уменьшения их массы в стенках балок устраивают сквозные отверстия.

Фермы применяют для пролетов более 18 м. Они бывают полигональными, сегментными и с параллельными поясами. Сейчас широко применяют сегментные фермы с без раскосной решеткой. При шаге колонн 12 или 18 м, превышающем длину стандартных плит покрытия, применяют подстропильные конструкции, служащие для опирания на них промежуточных ферм покрытия.

Подкрановые балки используются для передвижения по ним мостовых кранов. Одновременно они выполняют роль продольных связей между рамами. При грузоподъемности кранов до 30 т применяются железобетонные подкрановые балки, при большей грузоподъемности - металлические. Балки имеют тавровое поперечное сечение при шаге колонн 6 м и двутавровое при шаге колонн 12 м.

7. Классификация здании, требования, предъявляемые к ним.

Наземные постройки с помещениями для отдыха, учебы, работы называют зданиями. К ним относят жилые дома, школы, кинотеатры, вокзалы, заводские цехи, теплицы и т.д.

В соответствии с назначением здания могут быть объединены в следующие группы:

• жилые — для постоянного или временного проживания (квартирные дома и общежития);

• общественные — для социального обслуживания и размещения административных учреждений (школ, кинотеатров, поликлиник, заводоуправлений и т.д.);

• промышленные — для размещения производств (цехи, депо, мастерские, гаражи и т.п.);

• сельскохозяйственные — для обслуживания потребностей сельскохозяйственного производства (коровники, птичники, овощехранилища и т.д.).

Жилые и общественные здания составляют группу, называемую гражданскими зданиями. Постройки технического назначения (мосты, плотины, дымовые трубы, галереи и т.д.) называют сооружениями. Нередко в некоторых сооружениях размещают помещения торгового назначения (например, в подземных переходах — магазины, в телевизионной башне — ресторан и т.д.).

Классификация (систематизация) зданий:

• по назначению — гражданские, промышленные, сельскохозяйственные;

• по этажности — малоэтажные (до 5 этажей), средней этажности (5-12 этажей), высотные (более 12 этажей);

• по конструкции стен — мелкоэлементные (из кирпича, керамического камня, мелких блоков и др.), крупноэлементные (из крупных блоков, панелей, объемных блоков);

• по способу возведения — полносборные, монтируемые из конструкций и деталей заводского изготовления, и неиндустриальные, выкладываемые из мелкоштучных изделий (кирпича, керамического камня);

• по степени долговечности (т.е. по способности конструктивных элементов сохранять требуемые эксплуатационные качества) —на четыре степени: I — со сроком службы более 100 лет, II — 50-100, III — 20-50, IV — до 20 лет (временные здания);

• по степени огнестойкости (т.е. по возможности частей здания сохранять при пожаре функции несущих и ограждающих элементов): I—III — с каменными конструкциями, IV — с деревянными оштукатуренными, V — с деревянными неоштукатуренными.

По совокупности требований, касающихся степени долговечности, огнестойкости и других эксплуатационных качеств, все здания делятся на четыре класса:

• I — крупные промышленные и общественные здания, жилые дома в 9 этажей и более с повышенными эксплуатационными и архитектурными требованиями;

• II — большинство небольших промышленных и общественных зданий, жилые дома до 9 этажей;

• III — здания со средними эксплуатационными и архитектурными требованиями, жилые дома до 5 этажей;

• IV — временные здания с минимальными эксплуатационными и архитектурными требованиями.

Возводимые здания должны наиболее полно отвечать их назначению и удовлетворять следующим требованиям:

• функциональным, отражающим соответствие размеров и расположения помещений назначению здания;

• техническим, обеспечивающим защиту помещений от воздействий внешней среды, а также достаточную прочность, устойчивость, долговечность и огнестойкость основных конструкций здания;

• эстетическим, выполнение которых формирует внешний облик здания (путем выбора соответствующих строительных материалов), обеспечивает их высокое качество и гармоничную связь здания с окружающей средой;

• противопожарным, учет которых гарантирует при подборе соответствующих конструкций достаточную степень огнестойкости;

• экономическим, предусматривающим уменьшение затрат труда, материалов и сокращение сроков возведения здания.

Рассмотренные требования к зданиям взаимосвязаны (в отдельных случаях противоречивы) и предполагают в ходе проектирования и строительства объекта выбор наилучших решений. Важнейшая народнохозяйственная задача — снижение стоимости зданий в результате экономичного решения плана здания, выбора соответствующих материалов и конструкций с учетом их стоимости, долговечности и эксплуатационных качеств, применения высокопроизводительных технологий, сокращения сроков и повышения качества строительства.