3. Конструктивные системы, их влияние на конструктивные и планировочные особенности здания.

Обеспечение жесткости и устойчивости зданий.

Взаимосвязь конструктивной и строительной систем.

Требования к несущим конструкциям в различных конструктивных системах.

Требования к ограждающим конструкциям зданий и средства их реализации.

Конструктивные системы, их влияние на конструктивные и планировочные особенности здания.

Вся совокупность конструктивных элементов несущего остова= систему, которую называют конструктивной, т.е. способ размещения несущих горизонтальных и вертикальных конструкций в пространстве, их взаимное расположение, способ передачи усилий и т.п.

Существует три конструктивные системы: стоечно-балочная (балка работает на изгиб), сводчатая и арочная (материал работает на сжатие), подвесная (горизонтальные элементы работают на изгиб).

Три схемы, в основе которых лежит стоечно-балочная система: с несущими наружными и внутренними стенами; с несущими наружными стенами и внутренними опорами (с неполным каркасом); с несущими отдельными опорами(каркасные).

Виды конструктивных систем при стеновом несущем остове:

1. Системы с продольно расположенными несущими стенами или с продольными несущими стенами, расположенными вдоль длинной, фасадной стороны здания и параллельно ей (плиты перекрытия опираются на продольные стены, а торцевые стены служат ребрами жесткости).

2. Системы с поперечно расположенными (с поперечными) несущими стенами (плиты перекрытия опираются на поперечные стены). Разновидности: с широким шагом (более 4,8 м); узким шагом (3,0…4,8); со смешанными.

3. Системы с перекрестным расположением несущих стен (перекрестно-стеновая).

Существует еще комбинированный несущий остов. Это система, в которой каркас расположен в пределах нижних 1…2 этажей, а выше - бескаркасный несущий остов.При неполном каркасе: с продольным и поперечным расположением ригелей.

При каркасном несущем остове.

Каркасы бывают 3х типов: рамный (ригели соединяются жесткими узлами), связевой (шарнирные соединения), рамно-связевый (в одном направлении – рамы, в другом – вертикальные связи жесткости). В строительстве малоэтажных жилых зданий различают всего 3 типа конструктивных каркасных систем: с поперечным расположением ригелей, с продольным и с перекрестным расположением ригелей.

Стеновой (бескаркасный) несущий остов – самый распространенный в жилищном строительстве.

О беспечение жесткости и устойчивости зданий.

Устойчивость здания - его способность противодействовать усилиям, стремящимся вывести здание из исходного состояния статического или динамического равновесия. Пространственная жесткость - это характеристика системы, отражающая ее способность сопротивляться деформациям или способность сохранять геометрическую неизменяемость формы. Шарнирный треугольник - геометрически неизменяемая система, поэтому в четырехугольную конструкцию вводят диагональный стержень (связевая система) или заменяют узел шарнирного соединения стержней на жесткий, неизменяемый (так называемый, рамный)- рамная система. При этом достаточно придать геометрическую неизменяемость только одному пролету, чтобы система стала геометрически неизменяемой.

Помимо диагональных стержней геометрическая неизменяемость систем обеспечивается и другими способами: введением диафрагмы, ядер жесткости и т.п.

Таким образом, существует два способа обеспечения жесткости плоских систем – по рамной и по связевой схемам.

Взаимосвязь конструктивной и строительной систем. Инженерные особенности зданий обязательно включают не только схемы решений несущего остова, но и материалы основных конструкций, технологию их изготовления, способы их возведения и т.д. Такую конкретную обобщенную характеристику инженерных решений принято называть строительной системой здания. Во всех случаях в обязательном порядке упоминаются материалы и изделия несущего остова зданий, которые нельзя рассматривать вне связи с методами возведения зданий. Из них прогрессивными являются: монтаж (сборка) из изделий заводского изготовления – элементов конструкций, изготовленных на заводах и поставляемых на строительную площадку в готовом виде (например, плит перекрытий, панелей, стен и т.д.)

Вся совокупность конструктивных элементов несущего остова, т.е., систему, которую называют конструктивной, т.е. способ размещения несущих горизонтальных и вертикальных конструкций в пространстве, их взаимное расположение, способ передачи усилий и т.п.

Требования к несущим конструкциям в различных конструктивных системах.

Назначение несущих конструкций – восприятие нагрузок.

Нагрузки: постоянные и временные. Постоянные – это собственный вес всех без исключения элементов здания. По характеру действия: статические (от собственной массы), или динамические (порывы ветра). По месту приложения усилий: сосредоточенные и равномерно распределенные, по направлению: горизонтальныме и вертикальные.

Горизонтальные несущие элементы перекрытий предназначены, прежде всего, для работы при действии на них разного рода вертикальных нагрузок. Перекрытия одновременно являются и горизонтальными диафрагмами, воспринимающими в своей плоскости изгибающие и сдвигающие усилия от горизонтальных нагрузок, обеспечивая геометрическую неизменяемость здания в каждом из горизонтальных уровней, совместную работу вертикальных опор при таких нагрузках, перераспределение усилий между ними.

Требования к ограждающим конструкциям зданий и средства их реализации.

Для ограждающих конструкций первычными являются воздействия несилового характера: потоков влаги и тепла, распространение звуковых волн и т.п.

Наружные стены

Теплозащитные свойства стен зависят от способности строительного материала передавать теплоту. Чем меньше плотность, тем меньше величина коэффициента его теплопроводности, тем лучше теплозащитные свойства стен. Теплоустойчивость характеризует способность стены сохранять неизменным тепловое состояние своих внутренних слоев. Воздухопроницание характеризует интенсивность фильтрации воздуха через поры материала и неплотности конструкций (инфильтрация). Одновременно, стена должна обладать сопротивлением паропроницанию, ухудшению теплозащитных свойств стены, увлажнению стен и выпадению конденсата.

Паропроницание ограничивается пароизоляцией на внутренней поверхности стены (если материал стен или теплоизоляция имеет пористую структуру). В случае плотной структуры материала, наиболее плотные слои следует располагать ближе к внутренней поверхности.

В целях удаления паров материалы большей пористости следует размещать ближе к наружным слоям стены, но не на самой наружной поверхности, т. к. она подвержена воздействию осадков. Поэтому на наружной поверхности необходим защитный слой из плотных структур.

Два метода совместного учета ограждающих и несущих свойств стеновых конструкций: совмещение этих функций (однослойная конструкция) и разделение(многослойная или слоистая конструкция).

Применяют меры по устранению «мостиков холода». К ним относятся случаи, когда в наружную стену включают конструктивные элементы из материалов большей теплопроводности: плиты балконов, железобетонные колонны или балки, втопленые с внутренней стороны и т.п.

Вследствие понижения температур внутренней поверхности образуется конденсат. Меры борьбы: введение слоя эффективного утеплителя.

Междуэтажные перекрытия.

Факторы, воздействующие на них: движение теплового потока, диффузия водяного пара, воздушный шум, ударный шум, воздухопроницание, возможное газопроницание.

Важнейшая ограждающая функция перекрытий: звукоизоляция. Различают ударный и воздушный звуки. Мероприятия по звукоизоляции: 1. Тщательная заделка всех неплотностей в стыках между сборными элементами, в местах сопряжений перекрытий со стенами и т.д. 2.для устранения мембранных колебаний: увеличение массивности конструкций и их веса или устройство многослойных конструкций со слоями различной звукопроницаемости. На границе двух смежных сред (слоев) энергия звуковых волн уменьшается за счет отражения каждой новой. 3.Изоляция от ударного звука обеспечивается: применением упругих прокладок между конструктивными элементами пола и несущими конструкциями перекрытий, применение упругого основания пола (из релина, тапифлекса и т.п.). 4. Изоляция структурного шума в перекрытиях из-за жестких узлов - раздельные полы и потолки.

Другие типы перекрытий.

В чердачных перекрытиях главная функция- теплоизоляция. Поэтому основные требования: толщина теплоизоляционного слоя, дополнительная теплоизоляция отдельных мест, в которых возможно образование мостиков холода, предупреждение увлажнения теплоизоляционных материалов: устройство защитного слоя пароизоляции по ходу движения паров (т.е. в чердачных перекрытиях ниже утеплителя), проветривание чердаков и т.д.

Над эркером и отапливаемым совмещаются функции чердачного перекрытия и кровли – совмещенное бесчердачное покрытие. Такая конструкция может выполняться двумя способами: 1. Крыша и перекрытие остаются в виде раздельных частей со сплошным воздушным продувом - вентилируемые совмещенные покрытия. 2. Кровля и чердачное перекрытие объединяются.

Особенности перекрытий под эркером и над проездом в том, что они должны предусматривать теплоизоляцию и защитный слой пароизоляции укладывается выше утеплителя – под конструкцией пола. Эти перекрытия должны также иметь защитный слой на нижней поверхности- для предохранения от воздухо- и паропроницания.