3. Ствольно – каркасная конструктивная система.

Для увеличения горизонтальной жесткости каркасного несущего остова связевой статической схемы в здании проектируют ядро жесткости, то есть переходят к ствольно – каркасной конструктивной системе. Сопряжение элементов каркаса (ригелей) со стволом остается шарнирным (рис. 65, 66).

В ствольных каркасных зданиях связевой статической схемы вертикальную нагрузку от покрытия и перекрытий воспринимают колонны каркаса и передают их на фундамент (рис. 65, Г). Горизонтальную (ветровую) нагрузку воспринимают внешние стены и через перекрытия передают ее стволу.

Ствол следует размещать в геометрическом центре здания с целью равномерной симметричной загрузки элементов несущего остова. Однако возможно размещение стволов по периметру здания. В этом случае количество их увеличивается, а размещение относительно геометрического центра здания сохраняется симметричным. Иногда целесообразно дополнительно в плане располагать диафрагмы жесткости в виде пилонов (рис.65, А).

А Б В

Рис. 65. Расположение вертикальных связей в плане здания: А- симметричное расположение стволов и пилонов; Б, В- расположение ствола в геометрическом центре здания;

При сложном очертании плана нужно обратить внимание на правильное размещение связей. На рис. 66 здание имеет три оси симметрии. В средней части здания расположен монолитный железобетонный ствол треугольного очертания. Прямоугольные открылки здания имеют дополнительные поперечные связи в виде сплошных пилонов. Совместная

работа ствола, пилонов с жесткими междуэтажными перекрытиями обеспечивает жесткость здания во всех направлениях.

Рис. 65. Пример размещения вертикальных связей в здании сложного плана.

В зданиях ствольно – каркасной конструктивной системы первый этаж может быть свободен от колонн. В этом случае опирание колонн каркаса производят на:

- поэтажные консоли;

- жесткий консольный ростверк, расположенный в одном или нескольких уровнях (рис. 67);

Пространственная жесткость и устойчивость несущего остова ствольно-каркасной конструктивной системы обеспечивается за счет совместной работы колонн, ствола, перекрытий и покрытия. Высота таких зданий может достигать 30 – 40 этажей.

Д альнейшее увеличение горизонтальной жесткости, а, значит, и высоты каркасных зданий ствольно–каркасной системы, может быть достигнуто устройством в двух или более ярусах по высоте горизонтальных решетчатых жестких ростверков (рис. 67).

Рис. 67. Схема здания ствольно – каркасной конструктивной системы с жесткими решетчатыми ростверками в трех уровнях.

Тема 4. Многоэтажные здания из монолитного бетона.

Наиболее плодотворным решением в строительстве бетонных зданий за последние 30-40 лет явилось монолитное домостроение. Цельномонолитные гражданские и промышленные здания позволили повысить архитектурное разнообразие и выразительность городской застройки (рис. 2.46). По сравнению с панельными зданиями монолитные характеризуются значительной экономией арматурной стали (до 25%) и цемента (до 15%), снижением трудоемкости до 10 – 15%, себестоимости сооружения до 15%. В монолитных бескаркасных зданиях основными несущими конструкциями служат вертикальные диафрагмы, образованные монолитными внутренними поперечными или продольными несущими стенами, и связывающие их монолитные междуэтажные перекрытия.

В зависимости от расположения диафрагм в плане различают диафрагмы в виде пилонов и стволов (рис. 2.47).

Рис. 2.47. Виды диафрагм жесткости в монолитных зданиях.

А – пилоны; Б – стволы: 1 – сплошные; 2 – рамные.

Плоские диафрагмы (пилоны, рис. 2.47, А) представляют собой монолитные стены, расположенные в плане с определенным шагом. Высота пилонов соответствует высоте здания от подошвы фундамента до покрытия. Графически пилон представляется в виде консольной полосы, жестко защемленной в уровне подошвы фундамента. В этом случае конструктивная система монолитного бескаркасного здания с перекрестным расположением несущих стен.

Плоские диафрагмы, объединенные в одну пространственную конструкцию, образуют ствол здания. Конструктивно стволы могут быть сплошными и рамными (рис. 2.47, Б). В плане здания ствол представляет собой ядро жесткости, в котором размещены вертикальные коммуникации. В зданиях с ядром жесткости стены расположены вокруг ядра и образуют оболочку здания. В этом случае конструктивная система монолитного бескаркасного здания называется ствольно - оболочковой.

В зданиях ствольно – оболочковой конструктивной системы стены, расположенные вокруг ствола, могут располагаться:

- на самостоятельных фундаментах;

- на одной, двух или нескольких консолях, жестко заделанных в стволе.

Таким образом, конструктивная система монолитных бескаркасных зданий зависит от расположения диафрагм жесткости в плане здания (рис. 2.49).

Рис. 2.49. Виды конструктивных систем бескаркасных монолитных зданий.