26. Конструктивные схемы многоэтажных зданий, их разновидности, преимущества и недостатки.

Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость. По виду вертикальной несущей конструкции различают пять основных и семь комбинированных конструктивных систем, которые можно представить так:

Классификация конструктивных систем:

1. Каркасная (здания у которых вертикальные элементы – жб колонны. Используются для зданий промышленного, административного и общественного назначения)

2. Бескаркасная (несущие вертикальные элементы – стены)

3. Неполный каркас

Каркасная система с пространственным рамным каркасом применяется преимущественно в строительстве многоэтажных общественных зданий в 9 и более этажей.

Бескаркасная система самая распространённая в жилищном строительстве, ее используют в зданиях различных планировочных типов высотой от одного до 16 этажей и более.

Конструктивная схема представляет собой вариант конструктивной системы по признакам состава и размещения в пространстве основных несущих конструкций (продольному, поперечному, смешанному, каркасному).

В зависимости от этого выделяют конструктивные схемы:

1. Рамная(Все соединения обладают определенной жесткостью и рассматриваются как статически неопределимые системы.Горизонтальные нагрузки воспринимает жесткий каркас)

2. Связевая (Горизонтальные нагрузки воспринимают междуэтажные перекрытия и передают на жёсткие вертикальные поперечные связи к которым относятся диафрагмы жесткости, лестнич. марши, лифтовые шахты)

3. Рамно-связевая(жесткое закрепление в фундаменте, ригель с колонной жестко соединены, вертикальные нагрузки рама, горизонтальные каркас и связи)

Рамно-связевые дешевле на 25% связевых и используют при строительстве высотных зданий. Связевые легко монтировать так как узлы шарнирные, можно монтировать в зимнее время. Рамные сложность выполнения жестких узлов и сопряжений элементов.

27. Связевые каркасы, особенности их работы под нагрузкой. Основы расчёта на вертикальные и горизонтальные воздействия.

Под связевой системой многоэтажного промышленного здания понимают такую компоновку его ж.б. каркаса, когда ветровые и любые другие горизонтальные нагрузки воспринимают междуэтажные перекрытия (которые являются несжимаемыми стержнями) и передают их на жёсткие поперечные вертикальные связи: диафрагмы жёсткости, лестничные клетки, лифтовые шахты, поперечные стены толщиной >120мм или ж.б стены толщиной >60мм. Вертикальные нагрузки воспринимают элементы каркаса.

Вертикальные связи м.б. 3-ёх типов:

• Без проёмов (сплошные)

• С проёмами

• Комбинированные

Различают расчётные схемы связевого каркаса:

А) с проёмными диафрагмами

Б) с проёмными и сплошными д.

В) с разнотипными д.

А Б В

Передачу горизонтальных сил перекрытием на жёсткие поперечные

вертикальные связи обеспечивают надёжным соединением стен стальными анкерами с перекрытиями или с крайними колоннами каркаса на уровне перекрытий. Работа конструктивных элементов зд., решённого по связевой системе на действие ветровых нагрузок происходит в следующей последовательности:

1. Ветровую нагрузку воспринимают наружные стены (они работают как простые балки пролётом равным высоте этажа)

2. Опорные реакции от наружных стен воспринимают перекрытия (они работают как простые балки, равномерно загруженные распределённой нагрузкой и пролётом = расстоянию между диафрагмами жёсткости)

3. Опорные реакции от перекрытий воспринимают диафрагмы жёсткости, которые работают как консольные балки, защемлённые в фундаменте.

Эпюры М, N, f - прогиб от гориз. нагрузки, М по грани проёма :

Конструкцию лестничных клеток и шахт рассчитывают как консольные балки коробчатого сечения. Отношение высоты сечения вертикальной диафрагмы к её длине обычно составляет: h/L =1/4.Расчётную ветровую нагрузку для зданий 12 этажей и более 40 м определяют с учётом динамического воздействия пульсаций скоростного напора, вызванных порывами ветра. Прогибы многоэтажного здания определяют от действия нормативной ветровой нагрузки. Прогиб верхнего яруса ограничивают значением [f] < H/1000. Горизонтальную ветровую нагрузку (увеличивающуюся кверху) при расчёте заменяют эквивалентной равномерно распределённой или эквивалентно распределённой по трапеции.

Ветровую нагрузку определяют по моменту в основании q_w=2M_f/H²

где M_f – момент в основании от ветровой нагрузки.

Вертикальную диафрагму с проёмами рассматривают как многоэтажную раму, в которой стойками явл. простенки, а ригели – перемычки. В расчёте связевых систем рассматривается 3 вида моделей:

1. Непрерывная (контенуальная) – рассматривается как система призматических оболочек. Обычно в зд., имеющих стволы жёсткости.

2. Дискретное – рассматривается неизменное дискретное расположение вертикальных элементов и связей (усложняет расчёт).

3. Дискретно-контенуальный – рассматривается дискретное расположение вертикальных элементов, а дискретное расположение перекрытий заменяется контенуальным (оболочками).

Перекрытия считаются абсолютно жёсткими в своей плоскости и гибкими в перпендикулярной. К-ны при этом не сопротивляются сдвиговым усилиям.