10. Конструктивные схемы каркасных и бескаркасных зданий.

Конструктивная схема представляет собой вариант конструктивной системы по признакам состава и типу размещения в пространстве основных несущих конструкций, например, в продольном или поперечном направлениях.

В жилых каркасных зданиях применяют четыре конструктивные схемы: с поперечными или продольными ригелями, перекрестным расположение ригелей и безригельную (рис. 5).

Рис. 5. Конструктивные схемы каркасных зданий первых массовых серий: а - с поперечным расположением ригелей; б — с продольным расположением ригелей; в — с перекрестным расположением ригелей; г – безригельное решение; 1 – столбчатый фундамент; 2 – наружная самонесущая стена; 3 – колонны; 4 – ригели, уложенные поперек здания; 5 – панели междуэтажного перекрытия; 6 – ригели, уложенные вдоль здания

каркас с поперечным расположением ригелей применяют в многоэтажных зданиях с регулярной планировочной структурой (в основном, общежития и гостиницы), совмещая шаг поперечных перегородок с шагом несущих конструкций.

Каркас с продольным расположением ригелей применялся в жилых домах квартирного типа и массовых общ зданиях.

Безригельный (безбалочный) каркас используют в многоэтажных промышленных зданиях, реже в общ и жилых.

Рис. 6. Конструктивные схемы бескаркасных зданий: I - перекрестно-стеновая; II и III - поперечно-стеновые; IV и V — продольно-стеновые; А — варианты с ненесущими или самонесущими продольными наружными стенами; Б — то же, с несущими; а — план стен; б — план перекрытий.

Бескаркасные системы были разделены по следующим конструктивным схемам (рис. 6):

схема I - с перекрестным расположением внутренних несущих стен при малом шаге поперечных стен;

схема II - с чередующимися размерами (большим и малым) шага поперечных несущих стен и отдельными продольными стенами жесткости (схема со смешанным шагом стен);

схема III - с редко расположенными поперечными несущими стенами и отдельными продольными стенами жесткости (с большим шагом стен);

схема IV - с продольными наружными и внутренними несущими стенами, и редко расположенными поперечными стенами - диафрагмами жесткости;

схема V - с продольными наружными несущими стенами и редко расположенными поперечными диафрагмами жесткости.

Схема I в соответствии с особенностями ее статической работы называется также перекрестно-стеновой, схемы II-V - плоскостенными.

В трех первых схемах возможно вариантное решение продольных наружных стен в виде несущей, самонесущей и ненесущей конструкции. В схемах IV-V - наружные стены могут быть только несущими, а поперечные внутренние стены решают с передачей на них горизонтальной, либо вертикальной и горизонтальной нагрузок.

Схема I (перекрестно-стеновая) характерна малыми размерами (до 20 м2) конструктивно-планировочных ячеек, что ограничивает область ее применения жилыми зданиями с малогабаритными квартирами. Частое расположение поперечных стен делает трансформацию планов зданий практически неосуществимой. Разнообразие планировочных решений в проектировании домов на основе схемы I достигают применением нескольких размеров шагов поперечных стен (например, 3, 3,6 и 4,2 м) в различных сочетаниях. Благодаря высокой пространственной жесткости схему I широко применяют в проектировании многоэтажных зданий, а также зданий, возводимых в сложных грунтовых и при реальной сейсмической угрозе.

Схемы II-III - поперечно-стеновые - имеют ряд преимуществ в архитектурно-планировочном отношении перед схемой I. Они позволяют более разнообразно решать планировку жилых зданий, размещать встроенные нежилые помещения в первых этажах.

Схема III несколько уступает схеме II в вариантности планировочных решений квартир при ограничении шага поперечных несущих стен одной величиной. Эта особенность одновременно является конструктивным преимуществом схемы III при компоновке ее в полносборных конструкциях, так как позволяет сократить номенклатуру сборных изделий на 5-10 % по сравнению со схемами I и II.

Схема IV - продольно-стеновая (рис. 7, а) - традиционная в проектировании жилых и общественных зданий малой, средней и повышенной этажности с каменными и крупноблочными конструкциями. В панельном строительстве схему IV применяют реже (до 10% общего объема панельного домостроения) в случае недостаточного развития соответствующей производственной базы.

Редкое расположение поперечных стен - диафрагм жесткости (через 25-40 м) обеспечивает свободу планировочных решений в зданиях, проектируемых на основе схемы IV. Схема V применялась в экспериментальном проектировании и строительстве жилых домов высотой 9-10 этажей.

Она обеспечивает максимальную свободу планировки и многократной трансформации планов квартир в течение срока эксплуатации здания, а также свободную планировку встроенных нежилых помещений.