4 Индустриальные инженерно-технические системы гражданских зданий
Современные каркасные здания являются самым распространенным типом зданий при строительстве объектов общественного назначения.
Несущий остов каркасного здания состоит из фундаментов, несущих стоек, балок и плит перекрытия, вертикальных связей. Связи обеспечивают неизменяемость пространственной геометрической формы и устойчивость здания. В несущем остове каркасного здания отсутствуют стены. В каркасных зданиях стены несут только ограждающую функцию и их выполняют в виде самонесущих или навесных стен из легких эффективных материалов.
Каркасные здания подразделяют:
а) по характеру работы несущего остова
на рамные (при рамном каркасе ригели располагаются во взаимно перпендикулярном направлении)
рамно-связевые
связевые схемы (при связевом каркасе ригели располагаются либо в поперечном направлении, либо в продольном направлении)
б) по материалу
на сборные железобетонные,
монолитные железобетонные
со стальным каркасом;
в) по расположению стоек каркаса — на системы с узким и широким шагом колонн;
г) по расположению ригелей
с продольным,
поперечным
перекрестным расположением ригелей.
Возможна и безригельная система.
Сборные железобетонные каркасы, используя рамно-связевую и связевую схему, применяют весьма широко для зданий высотой до 30 этажей.
Монолитные железобетонные каркасы применяют лишь для особых условий, указанных выше, используя рамную схему.
Стальной каркас используют при строительстве высотных зданий без ограничения этажности. Но в целях пожарной безопасности металлический каркас должен быть обетонирован или облицован огнестойкими плитами. Желание включить обетонку в работу каркаса привело строителей к решению железобетонного каркаса с жесткой арматурой.
Фасады каркасных зданий значительно отличаются от фасадов зданий с несущими стенами. Последние представляют собой стеновую плоскость, увенчанную карнизом и декорированную горизонтальными тягами (поясками), рустом или вертикальными членениями в виде раскреповок, лопаток и пилястр. Эти членения и сравнительно небольшие оконные и дверные проемы не нарушают цельности стены.
В каркасных зданиях стены несут лишь ограждающие функции, что дает возможность выполнять их из легких материалов с большими (а подчас и сплошными) остекленными поверхностями. Схема фасада каркасного здания представляет собой сетку вертикальных и горизонтальных членений: вертикальные членения соответствуют стойкам каркаса, а горизонтальные – уровням междуэтажных перекрытий. Все элементы такого фасада (окна, подоконные панели, швы, нащельники разных типов) можно располагать в разных плоскостях, создавая рельефную поверхность. Сетка, соответствующая элементам каркаса, придает каркасным зданиях масштабность, т. е. дает соотношение к размерам человеческого тела, без которой при больших и все возрастающих размерах каркасных зданий они превратились бы в абстрактные геометрические объемы.
Наружные стены каркасных зданий выполняют самонесущими или навесными. Панели самонесущих стен изготовляют однослойными из легкого (толщиной 250, 300, 350 и 400 мм) и ячеистого (толщиной 250 и 300 м) бетона. Панели навесных стен трехслойные из легких теплозащитных материалов (поропласт, минераловатные плиты, пенополистирол), защищенных водонепроницаемым конструкционным листовым материалом (асбестоцемент, алюминий, стеклопластики).