ФГУСПО

Липецкий колледж строительства, архитектуры и отраслевых технологий

Методическое пособие

По разделу «Конструкции многоэтажных зданий»

Дисциплина

«Конструкции зданий и сооружений с элементами статики»

для специальности270301 «Архитектура»

Выполнил преподаватель

Лямина Е.Н.

Липецк 2010

Введение

Данное методическое пособие является вспомогательным учебным материалом для студентов при изучении раздела «Конструкции многоэтажных зданий» дисциплины «Конструкции зданий и сооружений с элементами статики». Пособие содержит подробные характеристики и конструктивные решения основных строительных систем гражданских зданий:

• зданий со стенами из кирпича ручной кладки (кирпичные здания);

• крупнопанельные здания;

• каркасно-панельные здания;

• монолитные здания;

• объемноблочные здания.

Целями написания данного методического пособия являются:

• обобщение теоретического материала по характеристике основных типов гражданских зданий по единому плану, что значительно облегчает работу студентов при закреплении знаний на теоретических занятиях и актуализацию знаний на практических занятиях;

• выполнение чертежей конструктивных узлов, характерных для разных типов зданий;

• разработка вопросов для контроля знаний студентов.

Методическое пособие может быть использовано как на занятиях в классе, так и для самостоятельной работы студентов.

Строительные системы гражданских зданий.

Для характеристики конструктивного решение здания используют понятие: "конструктивная схема здания" и "строительная система". Конструктивная схема здания представляет собой совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость, устойчивость. Горизонтальные конструкции - перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и передает их поэтажно на вертикальные несущие конструкции, которые в свою очередь передают эти нагрузки на фундаменты и основания.

В зависимости от вида вертикальных несущих конструкций различают пять основных конструктивных систем гражданских зданий:

• стеновая (бескаркасная)

• каркасная

• объемно-блочная

• ствольная

• оболочковая современная

В современном массовом строительстве гражданских зданий наиболее применимы: стеновая, каркасная конструктивные схемы и их комбинация (неполный каркас).

Понятие «строительная система» является комплексной характеристикой конструктивного решения здания по материалу и технологии возведения его несущих конструкций.

Различают четыре группы конструкционных материалов, камень (включая кирпич), бетон, дерево и металл, и два основных технологических метода возведения: традиционный (с применением ручного труда) и индустриальный (с применением машин и механизмов).

Наиболее распространенным является использование одной строительной системы при возведении здания, однако в современном строительстве находят применение и смешанные стр. системы. Конструктивное решение основных элементов зданий каждой строительной системы вполне определенно и характерно.

Каждая строительная система рассматривается по плану:

1. Преимущества и недостатки

2. Область применения

3. Конструктивные схемы

4. Характеристика конструктивных элементов

5. Обеспечение пространственной жесткости

6. Характерные конструктивные узлы

Далее приведена классификация основных строительных систем.

Кирпичные здания

Область применения

Строительная система зданий со стенами из ручной кладки из кирпича или мелких блоков традиционна и является наиболее массовой в настоящее время.

В последние десятилетия 20 века строительство кирпичных зданий сократилось, так как они уступали новым индустриальным строительным системам с применением сборных конструкций по своей индустриальности и срокам возведения.

Однако в последнее десятилетие строительство зданий из кирпича испытывает свое очередное возрождение.

Из кирпича традиционно возводились самые различные по назначению здания:

• величественные здания церквей и храмов;

• монументальные стены кремлей и крепостей;

• общественные здания магазинов, больниц, школ и т. д.;

• здания дворцов, музеев;

• административные здания;

• жилые дома как уникальные, так и типовые массового строительства разнообраз­ ной этажности от 1 до 12 этажей (в исключительных случаях до 18 этажей - из-за большой массы и трудоемкости возведения).

Значительно реже кирпичные здания применяются в промышленном строительст­ве.

Преимущества и недостатки

Такая длительная история существования строительной системы зданий со стена­ми из кирпича ручной кладки и широкая область ее применения обусловлены сле­дующими существенными преимуществами конструкции кладки:

1. Доступность, малая стоимость, простота изготовления материала.

2. Широкие архитектурно-композиционные и планировочные возможности.

1. Высокая степень капитальности, долговечность, огнестойкость, устойчивость и прочность.

3. Высокие эксплуатационные качества.

Однако кирпичные здания имеют серьезные недостатки:

1. Большая трудоемкость, невозможность механизации процесса кладки и как след­ ствие - большие сроки возведения (по сравнению со сборными зданиями).

1. Большая масса стен.

2. Низкие теплозащитные свойства кирпича.

Современные технические решения кирпичных зданий отличаются достаточно высоким уровнем индустриальности благодаря применению крупноразмерных сбор­ных элементов для перекрытий, фундаментов, лестниц.

В соответствии с современными теплотехническими требованиями для повыше­ния теплозащитных качеств наружные кирпичные стены выполняют из эффективных облегченных и комплексных кладок с применением легких бетонов и легкобетонных вкладышей, эффективных плитных утеплителей, легких мелких блоков.

Конструктивные схемы

Конструктивная схема здания представляет собой совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций, которые совместно обеспечивают его проч­ность, жесткость и устойчивость.

Фундамент, стены, отдельные опоры - основные несущие элементы здания. Они образуют остов здания.

В зависимости от характера опирания горизонтальных несущих элементов на вер­тикальные несущие конструкции в кирпичных зданиях характерны конструктивные схемы: с продольными и поперечными несущими стенами.

На них опираются междуэтажные перекрытия из пустотных плит. Пустотные плиты марки ПК толщиной 220 мм.

В зданиях с продольными несущими стенами стены выполняют как несущие, так и теплозащитные функции. Устойчивость зданий конструктивной схемы в попереч­ном направлении обеспечивается специально устраиваемыми поперечными стенами, которые не несут нагрузки от перекрытия. Эти стены служат ограждениями лестнич­ных клеток, и еще устанавливаются в местах, где они нужны для придания устойчи­вости наружным и внутренним продольным стенам. Применение данной конструк­тивной схемы дает большие возможности для свободы планировочных решений.

В зданиях с поперечными несущими стенами обеспечивается большая жесткость, однако, увеличивается общая протяженность внутренних стен, уменьшается свобода планировочных решений. Тем не менее, применение этой схемы в ряде случаев явля­ется рациональной, так как при этом к конструкциям наружных стен предъявляются только теплозащитные требования и их можно выполнить из легких материалов.

Обеспечение пространственной жесткости

Кирпичные здания обладают достаточной жесткостью и устойчивостью. Устойчи­вость и жесткость обеспечиваются:

• за счет собственной устойчивости кирпича;

• за счет перевязки швов в кладке;

• за счет связи наружных и внутренних поперечных стен;

• за счет связи стен с горизонтальным диском перекрытия.

Каменная кладка

Стены кирпичных зданий выполнены из кладки. Каменная (кирпичная) кладка -это конструкция, выполненная из камней (кирпичей), уложенных горизонтальными рядами на строительном растворе.

Кладка

Камни

1. естественные:

- туф, ракушечник, песчаник, известняк;

2. искуственные:

• силикатный кирпич;

• керамический кирпич;

• мелкие легкие блоки (керамические, ле- кобетонные, газосиликатные и др.).

Элементы кладки:

1. ряды: ложковые и тычковые;

2. швы: горизонтальные толщиной 12 мм,

вертикальные толщиной 10 мм;

3. верста наружная и внутренняя;

4. забутовка.

Толщина кладки и ее применение

- четверть кирпича (кирпич "на ребро") – 65 (88) мм - перегородки в санузлах;

-половина кирпича - 120 мм - межкомнатные перегородки;

• 1 кирпич - 250 мм - межквартирные перегородки;

• полтора кирпича - 380 мм - внутренние стены;

• 2, 2,5, 3 кирпича - 510, 640, 770 мм - наружные стены.

Растворы

1. цементный;

2. известковый;

3. цементно-известковый;

4. глиняный.

Основные элементы кирпичного здания

1. Фундаменты под стены.

Основной вариант: ленточные, монолитные и сборные.

Монолитный фундамент устраивается в небольших зданиях при неиндустриаль­ных способах ведения работ. В многоэтажных зданиях, возводимых индустриальны­ми методами, применяются сборные ленточные фундаменты, состоящие из фунда­ментных стеновых блоков марки СБ и фундаментных плит ФЛ. Вариантом решения фундаментов является свайный фундамент. Он устраивается при строительстве на слабых грунтах.

2. Стены из кирпичной кладки.

Внутренние стены толщиной 380 мм. Наружные стены традиционно выполнялись из сплошной кладки толщиной 510, 640 и 770 мм. Однако в соответствии с современ­ными требованиями энергосбережения стены из сплошной кладки не удовлетворяют теплотехническим требованиям. Наружные стены выполняют трехслойными с утеп­лителем внутри.

Размеры проемов в стенах увязывают с размером оконных и дверных блоков. Для удобства установки и уменьшения потерь тепла кладку простенков выполняют с чет­вертями - выступами наружного ряда кладки в сторону проема на четверть длины кирпича - 62,5 мм.

Над проемами в стенах устраивают перемычки, как правило, сборные железобе­тонные. Сечение перемычек и их количество определяют в зависимости от статиче­ской работы стены и ее толщины. Виды перемычек:

- брусковые: рядовые - Б; усиленные - БУ; плитные - БП.

3. Перекрытия выполняют из пустотных плит марки ПК длиной 2,7 - 6,3 м (для об­ щественных зданий - 7,2; 9,0 м), шириной 1,0; 1,2; 1,5; 1,8 м. Для обеспечения жест­ кости выполняется анкеровка плит перекрытия между собой и со стенами не менее чем через 6 м. (В малоэтажных зданиях допускается перекрытие по деревянным бал­ кам).

4. Крыши.

Железобетонные чердачные - основной тип крыш в многоэтажных жилых домах с кирпичными стенами. Железобетонные чердачные крыши бывают:

• с холодным чердаком: чердачное перекрытие выполняется утепленным; чердачное покрытие выполняется из ребристых железобетонных плит. По плитам устраива­ ется кровля из рулонных материалов.

• с теплым чердаком.

Высота чердака должна быть не менее 1,6 м.

В зданиях до 4-х этажей возможно устройство деревянной стропильной скатной крыши. Несущей основой крыши является конструкция наклонных стропил. Для скатных крыш применяются различные кровельные материалы: асбестоцементные листы, кровельные оцинкованные металлические листы, черепицу и др.

В общественных зданиях допускается устройство безчердачных крыш.

5. Перегородки.

Основной вариант - кирпичные толщиной ¹Л и Уг кирпича (65 (88) и 120 мм) -межкомнатные; в кирпич (250 мм) - межквартирные. Для повышения индустри-альности применяют гипсопанельные перегородки.

6. Лестницы выполняют из сборных железобетонных элементов: площадок и мар­ шей ребристой конструкции. Марши с косоурами и фризовыми ступенями.

Характерные узлы

1. Узел фундамента.

2. Узел перемычек над проемом.

3. Узлы опирания плит перекрытия на наружную и внутреннюю стену.

4. Узлы крыши: карниз, парапет.

5. Узел лестницы.

Контрольные вопросы по теме "Кирпичные здания"

1. Назовите материалы для каменной кладки

2. Какие виды фундаментов применяются в зданиях кирпичными

стенами?

3. Из каких условий принимается толщина наружных стен?

4. Какой вид плит перекрытий применяется в кирпичном здании?

5. Какие виды перемычек применяются в кирпичных стенах?

6. Как производится подбор перемычек?

7. От чего зависит выбор конструкции крыши?

8. Какие конструктивные схемы характерны для кирпичных зданий?

9. Как обеспечивается пространственная жесткость кирпичного здания?

10. Чем обуславливается широкое применение кирпичных зданий?

Крупнопанельные здания.