15.1.Конструктивные схемы зданий

Конструктивная схема здания это понятие, характеризующее тип несущей системы здания.

Различают каркасные, панельные (бескаркасные), многоэтажные и одноэтажные.

Каркасные конструктивные схемы из сборного железобетона - промышленные и гражданские здания состоят из отдельных элементов, соединенных в единую пространственную систему – фундаменты, колонны, ригели, плиты перекрытия и покрытий, элементы жесткости.

Общие требования – должна быть обеспечена: прочность несущей системы и каждого элемента в отдельности; пространственная жесткость и устойчивость; трещиностойкость.

Рис.15.1.Несущие элементы многоэтажного каркасного здания из сборного железобетона

Каркас одноэтажного здания состоит из фундамента, колонны, ригеля, покрытия и плиты пп.

Рис.15.2. Каркас одноэтажного промышленного здания

Панельные конструктивные системы состоят из фундаментов, стен (продольных и поперечных) и плит перекрытия и покрытия.

Рис.15.3.Конструктивные схемы бескаркасных панельных домов: а и б- с несущими продольными и поперечными несущими стенами; в с несущими продольными стенами; г – с несущими поперечными стенами

Рис.15.4. Комбинированные каркасно-панельные конструктивные схемы:

а – с поперечным каркасом; б – с продольным каркасом; в – с

безригельным перекрытием; г – с неполным каркасом и несущими

наружними панелями

По способу восприятия горизонтальной нагрузки – каркасные и с жесткой конструктивной схемой – панельные.

15.2.Конструктивные схемы многоэтажных промзданий

Для размещения различных производств наиболее рациональной конструктивной схемой является многоэтажный каркас. Каркасные системы открывают широкие возможности для планировки помещений и в большей степени отвечают требованиям по размещению технологии производства. До настоящего времени каркасные промздания в основном возводились из сборного железобетона. Высота промзданий как правило не превышает шести этажей общей высотой до 40м.

Сетка колонн и высота этажа определяется функциональным назначением. Наиболее распространенные сетки колонн – 6х6, 6х9, 6х12, реже 9х9, 9х12 и 12х12. Небольшой шаг обусловлен большими промнагрузками на перекрытия.

Различают:

-каркасы регулярной структуры (рис.15.5,а);

-каркасы с верхним крановым этажом(рис.15.5,б);

-каркасы с межферменными этажами.

Рис.15.5. Каркас многоэтажного промышленного здания: а – с регулярной структурой; б – с мостовым краном на верхнем этаже

Пространственная жесткость каркасной несущей системы обеспечивается вертикальными конструкциями - рамами, диафрагмами жесткости или связевыми панелями, которые объединены дисками перекрытий.

От способа восприятия горизонтальных нагрузок различают рамные, связевые, рамно-связевые и комбинированные каркасы.

Рамные системы - горизонтальная нагрузка воспринимается продольными и поперечными рамами с жесткими узлами сопряжения колонн и ригелей, колонн и перекрытий.

Жесткое сопряжение элементов перекрытия с колоннами в двух направлениях чаще всего встречается в каркасах из монолитного бетона.

Рис.15.6. Жесткие узлы сопряжения сборных ригелей с колоннами

Связевые системы - горизонтальная нагрузка воспринимается вертикальными диафрагмами жесткости. Узлы сопряжения колонн и ригелей принимаются - шарнирными.

Рамно-связевые системы – рамная система в поперечном направлении, в продольном - связевая система.

Комбинированные – рамная система в сочетании со связевой системой в одном направлении.

Наиболее распространенный тип каркасов из сборного железобетона это рамно-связевый – рамный в поперечном направлении и связевый в продольном. Встречаются и комбинированные каркасы и с различными типами сопряжений элементов перекрытий и колонн.

Диафрагмы жесткости могут быть – сплошные плоские, в виде ядер жесткости различного очертания в плане, и в виде связевых панелей из металлических связей.

Диафрагмы жесткости могут устанавливаться и в рамном направлении при недостаточной пространственной жесткости.

По способу возведения:

-из сборного железобетона с системой разрезки

-каркасы из монолитного железобетона;

-сборно-монолитные каркасы – комбинация предыдущих двух.

Несущими элементами сборного каркаса являются: колонны, ригели, плиты перекрытия и покрытия, элементы жесткости, фундаменты и стены.