2.2. Несущие и ограждающие конструкции. Несущий остов зданий

Фундаменты, стены, каркасы, перекрытия и покрытия воспринимают нагрузку от своей массы, нагрузку от других конструкций и грузов, а также от ветра и снега, и вследствие этого они являются несущими конструкциями. Эти конструкции образуют пространственную систему, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки и называемую несущим остовом здания. Жёсткость несущего остова здания обеспечивается продольными и поперечными стенами, образующими в плане замкнутые контуры с прочным сопряжением в местах пересечений. Кроме этого, жёсткость здания повышается за счёт перекрытий, которые являются горизонтальными диафрагмами жёсткости, разделяя здание на ярусы-этажи.

Кроме несущих функций конструкции зданий выполняют ограждающие функции по защите помещений от внешней среды или по отделению одних помещений от других. Ограждающие функции выполняют фундаменты (в зданиях с подвалами), наружные и внутренние стены, перекрытия и полы, перегородки, покрытия и кровли, окна и двери.

Ограждающие конструкции должны обладать стойкостью против атмосферных и других физико-химических воздействий, а также быть эффективными по тепло- и звукоизоляции.

Элементы каркаса выполняют только несущие функции, а перегородки, окна, двери – только ограждающие функции.

2.3. Конструктивные схемы зданий

В зависимости от вида вертикальных несущих конструкций в несущем остове гражданских зданий массового строительства различают следующие конструктивные схемы зданий (рис. 2.2):

а) с продольными наружными и внутренними несущими стенами; в этом случае несущие конструкции перекрытий опираются на наружные и внутренние продольные несущие стены (рис. 2.2 а);

б) с поперечными несущими стенами; в этом случае несущие конструкции перекрытий опираются на поперечные несущие стены (рис. 2.2 б);

в) с продольными и поперечными несущими стенами; при такой конструктивной схеме несущие элементы перекрытий размером на перекрываемую ячейку опираются по контуру на продольные и поперечные несущие стены (рис. 2.2 в);

г) с неполным продольным или поперечным каркасом и продольными наружными несущими стенами; при продольном неполном каркасе несущие конструкции перекрытий опираются с наружной стороны на наружные несущие продольные стены, а внутри здания – на балки неполного продольного каркаса; при поперечном неполном каркасе несущие конструкции перекрытий опираются на балки неполного поперечного каркаса, а балки каркаса с наружной стороны опираются на продольные несущие стены (рис. 2.2 г, д);

д) с полным поперечным каркасом; в этом случае несущие конструкции перекрытий опираются на поперечные балки полных поперечных каркасов;

е) с полным пространственным каркасом; при такой конструктивной схеме конструкции перекрытий, имеющие размер планировочной ячейки, опираются по контуру на поперечные и продольные балки каркаса или непосредственно на стойки каркаса (рис. 2.2 е).

Рис. 2.2. Конструктивные схемы зданий: а – с продольными несущими стенами; б – с поперечными несущими стенами; в – с продольными и поперечными несущими стенами; г – с неполным продольным каркасом и с наружными несущими продольными стенами; д – с неполным поперечным каркасом и несущими наружными стенами; е – с полным пространственным каркасом; 1 – продольные несущие стены; 2 – поперечные несущие стены; 3 – элементы перекрытия

Три первые конструктивные схемы с несущими стенами называют бескаркасными, а три последние, имеющие элементы каркаса или полные каркасы, называют каркасными.

Выбор конструктивной схемы здания зависит от его функционального назначения, объёмно-планировочного решения (этажности и планировки помещений), района строительства (климат, сейсмичность), характера грунта и экономических расчётов.

В одном здании может применяться одна конструктивная схема или их комбинации; например, часть здания может быть запроектирована с продольными несущими стенами, а вторая часть – с поперечными, или одна часть бескаркасной, а вторая – каркасной.

Для повышения пространственной жёсткости зданий, особенно каркасных, в несущий остов включают внутренние ядра жёсткости в виде замкнутых контуров из взаимно пересекающихся плоских или криволинейных монолитных или сборных стен, ограждающих, как правило, узлы вертикальных коммуникаций и санитарно-технические узлы (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Конструктивная схема с полным поперечным каркасом и ядром жёсткости в виде замкнутого контура