4.Стальные каркасы зданий средне и малой этажности.
Предпосылки использования стальных каркасов и область их применения.
В гражданских зданиях средней и малой этажности из-за небольших размеров конструкции и действующих нагрузок обычно выгоднее вместо стали использовать железобетон.
Стальные конструкции применяются в следующих основных видах сооружений :
Здания общественного назначения – уникальные театральные здания с большими открытыми фойе без внутренних колонн и несущих стен, санаторно-курортные здания, строящиеся в стесненных рельефных условиях, здания специального назначения (торговые центры, музеи) со специфическим объемно планировочным решением.
Производственные здания промышленного назначения – одноэтажные промышленные здания пролетами 30 м и более, здания и сооружения на объектах добычи и транспортирования нефти и газа.
Производственные сельскохозяйственные здания при пролетах 18 и 21 м и легких ограждающих конструкций.
Каркасы жилых и общественных зданий.
1) стальные каркасы стоечной системы зданий средней и малой этажности
2) Каркасы зданий со свободными от наружных или промежуточных колонн первыми этажами.
3) Стальные каркасы матового типа
4) Каркасы в виде отдельно стоящих мощных однопролетных рам.
5) Стальные каркасы зданий из крупноблочных элементов.
4.3 Некоторые примеры решений зданий из зарубежной практики 1960-70-х гг.
Здания средней этажности.
Административное здание в Пуатье поднятое над трехэтажной стилобатной частью, опирается на стальные консольные балки коробчатого профиля сечением 2000*900 мм, покоящиеся на железобетонных колоннах, и как бы висит над стилобатом. Каркас здания представляет собой стальную шарнирную стержневую систему с наружными колоннами, вынесенными за пределы стен.
П
римером
невысокого здания с подвешенными стенами
может служить восьмиэтажный административный
корпус предприятия в Сен-Дени (Франция)
с размерами в плане 28,8*28,8. Семь этажей
подвешены через консольные фермы к
железобетонному ядру при помощи парных
подвесок – тяжей диаметром по 45 мм,
вынесенных за наружные стены здания.
Малоэтажные здания
Металлические конструкции довольно широко используются в малоэтажном строительстве: здания детских садов и яслей, разнообразные здания многофункционального целевого назначения – конторы, учреждения, общежития, торговые предприятия, склады, одно-, двухэтажные дома жилые дома.
Интерес к применению металлических конструкций объясняется выпуском легких полносборных зданий, его наружные стеновые панели, внутренние перегородки, плиты покрытий и междуэтажных перекрытий, двери, окна и ворота. Доставка таких конструкций просто и дешева, чем конструкции других материалов.
Несущие конструкции зданий представляют собой легкий стальной каркас, ограждающие – легкие металлические элементы.
4.4 Зрелищные здания и сооружения
В 60-70-х гг. в нашей стране стальные конструкции применяются при строительстве театров, дворцов культуры, музеев и мемориальных комплексов.
Несущие конструкции решены в виде рамного каркаса с кирпичным заполнением, с использованием стальных конструкций для всех тяжело нагруженных колонн, части междуэтажных перекрытий и для всех несущих элементов покрытий. Несущие конструкции зала и фойе выполнены в виде системы перекрестных балок. Пролеты главных сплошно-стенчатых стропильных балок, расположенных поперек здания равны 48 м, вылет консолей 15,6 м и высота 3,88 м. Балки установлены с шагом 12 м. Для уменьшения высоты здания стропильные и подстропильные балки расположены в одном уровне.
Балочная система покрытия здания с подвешенными к ней перекрытиями фойе и главной лестницей опирается на 6 колонн-пилонов и передает на них усилия, достигающие 50 000 кН.
Основной несущей системой является стальной каркас (ствол). Представляющий собой вертикальную пространственную четырехгранную ферму с размерами поперечника 4,8*4,8 м с поясами из труб, решеткой и диаграммами из прокатных профилей. Ствол жестко заделан в каркасе здания музея. К стволу крепится тонколистовая оболочка фигуры, выполненная из нержавеющей хромоникелевой стали и подкрепленная системой горизонтальных и вертикальных ребер жесткости. Общий расход металла на сооружение музей составил 1848 т.
Для опирания перекрытий внутри здания установлены четыре стальных пространственных пилона, к которым крепятся балки перекрытий пролетом 25,6 м.
Перекрытия центральной цилиндрической части здания на отметке 32,97 м имеет вид стержневой системы, образованной решетчатыми фермами со связями, опирающимися на кольцо.
План