29 Конструкции сборных и монолитных фундаментов. Расчет центрально и внецентренно нагруженных фундаментов стаканного типа под колонны.

Каркасная система является основной конструктивной системой гражданских и промышл зданий. Несущая конструкция каркасных зданий – каркас, состоит из колонн, балок и связей (диафрагма жесткости). В состав каркаса входят также фундаменты, перекрытия, ограждающие конструкции, лестницы

В каркасе здания все вертикальные нагрузки передаются на колонны и через них на фундаменты. Стены выполняют только ограждающие функции. Фиксированная система передачи нагрузок от элемента в элементу, большая возможность контроля качества изготовляемых конструкций, возможность контроля качества монтажа и стыков конструкции повышают степень надежности каркасных зданий. К достоинствам каркаса можно также отнести то, что вертикальная несущие конструкции – колонны –редко расставлены и не разделяют внутренние пространства здания как несущие стены бескаркасных зданий, это обеспечивает широкие возможности планировочных решений, независимость этих решений по этажам, возможность размещения в первых этажах жилых зданий предприятий культурно-бытового обслуживания без изменения их конструктивной схемы, а также включение в здания помещений больших площадей, возможность последующей перепланировки этажей.

Материал, конструктивную и компоновочную схему каркаса выбирают на основе технико-эк анализа вариантов с учетом конкретных возможностей и условий строительства.

Стальной каркас не имеет ограничений этажности, но его применение по экономич соображениям наиболее целесообразен для высотных зданий. Продолжительность монтажа зданий со стальным каркасом и обетонирование элементов в 1.3 – 1.8 раза больше, чем сборного железобетона.

Каркасы могут быть: одноэтажные и многоэтажные, одно- и многопролетные, с консолями и бес консолей. В каждом конкретном случае компоновка каркаса зависит от функций данного здания.

В каркасно-панельном строительстве применяются три основные конструктивные схемы: рамная, связевая и рамно-связевая.

При рамной – действующие на здание вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимаются поперечными и продольными рамами, образованные жестким соединением и ригелей. Преимущества равной схемы: надежность конструкции, обеспеченные возможностью перераспределения усилий и равномерностью деформации рамы в общей системе каркаса, особенно в тех случаях, когда рамы имеют примерно одинаковую жесткость; возможность более свободной планировки зданий.

Недостаток: жесткость и прочность соединении колонн и ригелей требует значительных затрат металла и бетона, осложняют конструктивное решение узлов, повышают трудоемкость и стоимость возведения; больше на 20-30% расход стали по сравнению со связевой схемой; громоздкость поперечных элементов ригелей; невозможность унификации элементов из-за различных величин усилий по этажам.

При связевой схеме – вертикальные нагрузки воспринимаются колоннами каркаса, а горизонтальные – системой поперечных и продольных связей – диафрагм жесткости. В результате сечение элементов такого каркаса по сравнения с равным уменьшаются, а узловые соединения становятся более простыми, их принимают в расчетной схеме шарнирными, а не жесткими. Связевая система обеспечивает широкую унификацию основных элементов каркаса – колонн и ригелей. Стойки каркаса могут иметь одно и то же сечение по всей высоте здания отличаясь лишь армированием и классом бетона. Ригелей проектируют одинаковыми по всей высоте здания.

Поперечные и продольные здания может быть в виде диагональных или портальных конструкций, а чаще всего сплошные в виде жб стенок. Также для придания жесткости связевому каркасу большой этажности внутри здания может быть выполнена монолитное жб ядро жесткости.

Вертикальные диафрагмы располагаются с интервалом в несколько шагов ( обычно 24-36 м), что позволяет разместить между ними в случае необходимости помещение большой площади. Стенки диафрагмы располагают друг над другом по всей высоте.

На основе связевой схемы возможен ряд вариантов: каркасно-ствольная, оболочковая, ствольная, коробчато-ствольная и др.

В связевых каркасах роль горизонтальной диафрагмы жесткости выполнят междуэтажные перекрытия с замоноличенными швами между плитами перекрытия и ригелями. Горизонтальные диафрагмы необходимы для перераспределения ветровых нагрузок между вертикальными связями и обеспечение общей жесткости каркаса. Связевый каркас применим в зданиях не более 16 этажей.

Рамно-связевая схема: схема сочетает в себе рамы и диафрагмы жесткости. Горизонтальные и вертикальные нагрузки воспринимают те и другие, а распределение усилий между ними происходит в зависимости от соотношения жесткости. Такая схема наиболее целесообразна для металличе и монолитного жб каркаса. В сборном жб рамно-связевый каркас оправдан для сейсмических условий.