Конструктивные схемы зданий и сооружений
Несущие элементы сооружения в комплексе формируют систему. Она носит название остова. Эта система должна обладать достаточной прочностью и обеспечивать пространственную устойчивость и жесткость зданию. При этом ограждающие элементы предназначены для защиты сооружения от атмосферных и прочих физико-химических негативных воздействий. Они также должны обладать достаточными звуко- и теплоизоляционными характеристиками. По виду несущего остова классифицируются конструктивные схемы зданий. Далее в статье рассмотрим их подробнее.
Какими бывают конструктивные схемы зданий?
Сооружение может включать в себя несущие элементы. Речь в этом случае идет о бескаркасных зданиях.
Существует и другой вид сооружений. В них все нагрузки распределяются на систему колонн (стоек). Эти сооружения – каркасные здания – включают в себя также горизонтальные элементы. К ним, в частности, следует относить ригели, прогоны.
Существуют полные и неполные каркасные здания. Конструктивная схема в первом случае предполагает наличие вертикальных элементов и по периметру внешних стен, и внутри сооружения. Во втором случае в строении присутствуют несущие наружные стены и внутренний остов. Его колонны заменяют основные стены внутри.
Такие конструктивные схемы зданий используют при отсутствии существенных динамических нагрузок. Остовы с поперечными и продольными - наружными и внутренними - несущими стенами представлены в виде коробок, в которых пространственная жесткость обеспечивается перекрытиями и вертикальными элементами. Они формируют устойчивые вертикальные и горизонтальные диафрагмы. Жесткость таких остовов зависит от того, насколько надежна связь между перекрытиями и стенами, их прочности.
Каркасные здания: классификация
Существует разделение в соответствии с характером работ. Конструктивные схемы зданий могут включать в себя балки и столбы, соединенные жесткими узлами. Они формируют продольные и поперечные рамы. Соответственно, такие каркасы называют рамными.
Узлы принимают все горизонтальные и вертикальные нагрузки. Каркасы могут быть связевые. В отличие от предыдущих, узлы таких остовов имеют меньшую жесткость. Поэтому необходимо включение дополнительных связей для принятия горизонтальной нагрузки. В качестве них выступают, как правило, перекрытия, формирующие диафрагмы. Они передают горизонтальные нагрузки на шахты лифтов, железобетонные перегородки, стены на лестничных клетках и прочее. Также в строительной практике применяют и комбинированный тип каркасов – рамно-связевый. Однако этот вариант не так распространен, как прочие. В данном случае в одну сторону ставят рамы, а в другую – связи.
Особенности возведения
Достаточно популярны конструктивные схемы гражданских зданий со связевым остовом. В качестве материала для сооружения выступает железобетон и сталь. В малоэтажном строительстве зачастую используется кирпич или древесина. Сегодня достаточно широко распространено возведение сооружений из объемных элементов. В данном случае остов постройки формируется из коробчатых деталей заводского производства. Каркасная технология в целом применяется при сооружении высотных крупнопанельных общественных и жилых зданий.
Одноэтажные постройки
Конструктивные схемы промышленных зданий такого типа включают в себя стальные либо железобетонные колонны. Они совместно с несущими элементами формируют поперечные рамы. Кроме того, в сооружениях применяются разного рода продольные компоненты. К ним, в частности, относят такие элементы, как подкрановые, обвязочные и поперечные рамы, подстропильные фермы, а также разнообразные связи. Последние придают как отдельным компонентам, так и всему каркасу в целом пространственную устойчивость и жесткость.
Между колоннами устанавливается определенное расстояние. Оно называется шагом в продольном направлении и пролетом – в поперечном. Размеры этих расстояний принято именовать сеткой колонн.
Такие постройки состоят из стального либо железобетонного каркаса и покрытия и стен. Остов включает в себя вертикальные элементы – колонны и горизонтальные – фермы, балки, ригели.
Первые и вторые компоненты служат для укладки плит покрытия и сооружения кровли. Также на балках и фермах при необходимости монтируют аэрационные и световые фонари. Остов принимает всю внешнюю нагрузку от покрытия и веса его конструкций, испытывает горизонтальное и вертикальное крановое, а также ветряное давление, воздействующее на стены. Для построек сельскохозяйственного назначения используются, как правило, железобетонные элементы. В промышленных зданиях с пролетами от 30 и более метров остов делается комбинированным: фермы используют стальные, а колонны – железобетонные.
Многоэтажные постройки производственного назначения
Такие сооружения широко распространены в приборостроительной, химической, пищевой, электротехнической и аналогичных промышленностях. Остов построек включает в себя ригели и колонны. Они формируют многоярусные рамы, имеющие жесткие узлы.
Эти элементы располагают поперек строения. В продольном направлении жесткость сооружения обеспечивается за счет стальных связей. Их устанавливают по всем рядам колонн в центре арматурных отсеков. Количество пролетов может быть различным: от 1 до 3-4, а в некоторых случаях и больше. Их размеры 12, 9 и 6 м.
Стропильные балки перекрывают верхние этажи, ширина которых 18 и 12 м. Также для этих целей используются фермы и плиты, аналогичные покрытиям в одноэтажных сооружениях. Высота этажей может быть 3.6-7.2 м с градацией через каждые 0.6 м.
Многоэтажные сооружения жилого назначения
Эти постройки могут быть трех типов: с несущими стенами из кирпича, каркасно- и бескаркасно-панельными. Последние получили особое распространение. Пролеты в каркасах зданий имеют размер 5.6 и 6 м. Расстояние (шаг) колонн вдоль сооружения – 3.2 и 3.6 м. В зависимости от назначения постройки устанавливается высота этажа. Для жилых сооружений и гостиниц – 2.8 м.