XXVI. . Каркасы многоэтажных и двухэтажных зданий

По статической схеме работы каркасы многоэтажных зданий подраз­деляют на рамные, рамно-связевые и связевые.

В промышленных зданиях наиболее удобны рамные схемы каркасов без вертикальных диафрагм, которые могут ограничивать размещение технологического оборудования и инженерных коммуникаций. В карка­сах рамной системы все вертикальные и горизонтальные нагрузки вос­принимаются, как правило, поперечными рамами, образуемыми верти­кальными элементами - колоннами и горизонтальными - ригелями.

Пространственная жесткость здания обеспечивается в поперечном направлении поперечными рамами, а в продольном - плитами перекры­тий и вертикальными связями между колоннами. Если по технологиче­ским условиям вертикальные связи не могут быть поставлены, их заме­няют продольными ригелями. (рис. XXVI – 1)

Рис. XXVI - 1. Каркас многоэтажного производ­ственного здания:

а — ригеля с полками;

б —г ригеля без полок (опирание ллит сверху);

/ — фундамент;

2 — крайняя ко­лонна;

3—средняя колонна;

4 — стык колонн;

5 — ригель с полками для опирания плит; 6 — ригель без полок (опирание плит сверху)

Основными конструктивными элементами многоэтажных многопро­летных рам являются жестко заделываемые в фундамент колонны длиной на 1-3 этажа и ригели, длина которых зависит от размера пролета. Сое­динение ригелей с колоннами может быть жестким и шарнирным. В рамных и рамно-связевых каркасах, как правило, используют жесткое соединение, при котором обеспечивается лучшая общая жесткость зда­ния, особенно при горизонтальных нагрузках.

Связевые схемы каркасов по сравнению с рамными требуют меньше­го расхода стали, главным образом, за счет упрощения конструктивных решений узлов. Связевые каркасы применяют при проектировании административных, бытовых и некоторых производ­ственных зданий, в которых связи (диафрагмы жесткости) не мешают организации функционально-технологического процесса (с использованием рамных систем проекти­руют и строят в основном промышленные здания высотой от 3 до 5 эта­жей и шириной не более 60 м.) При связевых системах высота здания может составлять 9-12 этажей.

Каркасы многоэтажных зданий выполняют железобетонными и стальными. Железобетонные каркасы по сравнению со стальными обладают большей жесткостью. Однако они имеют большую массу и более трудоемки на строительной площадке, особенно в монолитном варианте.

В промышленном строительстве наибольшее распространение нашли многоэтажные здания трех видов: здания массового типа с унифициро­ванными параметрами объемно-планировочных решений и нагрузками на перекрытия; сблокированные здания, состоящие из одноэтажных и многоэтажных объемов, включая технические этажи и этажи с крановым оборудованием; здания смешанной этажности со сложными объемно-планировочными решениями, характерные для некоторых производств (коксохимическое, горнорудное, элеваторы и др.).

Для массового строительства применяют следующие габаритные схе­мы многоэтажных зданий: с сетками колонн 6x6 и 9x6 м под нагрузки соответственно 25 и 15 кН/м² высотой в 3-5 этажей (высоты этажей от 3,6 до 7,2 м); с сеткой колонн 12x6 м с нагрузками на перекрытие от 5 до 10 кН/м² высотой в 3-5 этажей; с сеткой колонн 6x6 м с нагрузками на перекрытие от 5 до 30 кН/м² повышенной этажности (до 10 этажей)

Строительство зданий этих типов рассчитано на преимущественное использование сборных железобетонных конструкций.

При проектирований производст­венных зданий, отнесенных к катего­рии многоэтажных, различают три различные объемно-пространственные структуры: регулярную; то же, с уве­личенными пролетами на верхнем эта­же; нерегулярную (рис. XXVI - 2). К зда­ниям регулярной структуры относят такие, все этажи которых имеют од­ну и ту же сетку колонн и постоян­ную высоту всех этажей, за исключе­нием (при необходимости) первого.

Рис. XXVI - 2. Объемно-планировочные структуры многоэтажных производственных зданий:

а — регулярная на всех этажах; б — регулярная с увеличенным верхним этажом; в — нерегулярная

К нерегулярным отнесе­ны структуры зданий, в которых на разных уровнях располагается встро­енное оборудование, бункера и про­чее, требующее своих строго диктуе­мых технологией уровней, габаритов и т. д. (рис. XXVI - 2,e). Здания этого типа не поддаются унификации (или поддаются фрагментарно) и их, как правило, проектируют индивидуаль­но, с частичным использованием сбор­ных изделий.

Здания регулярных структур, на­оборот, явились объектом унифика­ции, что было необходимо для пре­одоления устаревших традиций инди­видуального проектирования и широ­кого внедрения в практику методов индустриального строительства. В ре­зультате резко сокращено число при­меняемых пролетов, шагов, высот, на­грузок на перекрытия, типов и грузо­подъемности кранового оборудования и т. п., т. е. унифицированы основные строительные параметры.

Многоэтажным зданиям обычно придается простая форма плана. При значительной длине здания оно разбивается на температурные отсеки, длина которых не превышает 60…72м для отапливаемых зданий и 48м для неотапливаемых. При блокировке многоэтажных зданий с одноэтажными или с многоэтажными и с образованием сложной формы плана обязательно устройство деформационных швов: каждый отсек вышеприведенных групп должен быть статически автономен.

Ключевые слова:

- рамные, рамно-связевые и связевые каркасы

- регулярная структура

- регулярная с увеличенным верхним этажом структура

- нерегулярная структура

- унифицированные параметры