Конструктивные схемы зданий
Реферат
Конструктивные схемы зданий
Введение
Архитектурное
проектирование решает комплексные задачи, в которых функция, конструкция и
художественная форма выступают как единое целое.
Конструктивной
схемой здания называют систему вертикальных
(стены, столбы) и горизонтальных (перекрытия, элементов,
которые обеспечивают зданию пространственную жесткость). Конструктивные схемы
зависят от типа и расположения вертикальных и горизонтальных элементов несущего
остова здания. Фундаменты, стены, отдельные опоры и перекрытия являются
основными несущими элементами здания. Они образуют несущий остов -
пространственную систему, обеспечивающую прочность и устойчивость здания.
В состав несущего
остова могут входить различные конструктивные элементы, которые определяют
конструктивную схему здания.
1. Конструктивные
схемы бескаркасных зданий
Бескаркасная
система образуется в виде системы ячеек, наружные и внутренние стены
воспринимают нагрузку от междуэтажных перекрытий.
В зданиях с
несущими стенами все нагрузки воспринимают продольные и поперечные стены.
Пространственную жесткость здания обеспечивают перекрытия, внутренние стены и
лестничные клетки.
В бескаркасной
системе различают следующие конструктивные схемы:
С
продольными несущими стенами плиты
перекрытий располагают поперек здания. Устойчивость такой конструктивной схемы
в поперечном направлении обеспечивается специально устраиваемыми поперечными
стенами, которые не несут нагрузки от перекрытий (рис. 1, а). Такие
поперечные стены возводятся лишь для ограждения лестничных клеток и в местах,
где они нужны для придания устойчивости наружным стенам. Применение этой
конструктивной схемы дает большие возможности для решения планировки помещений.
Рис. 1. Здание с
продольными (а) и поперечными (б) несущими стенами:
1 - поперечная стена; 2 - продольная
стена; 3 - перекрытие
С
поперечными несущими стенами плиты
перекрытий располагают вдоль здания (рис. 1, б). В таких зданиях
обеспечена большая жесткость системы, однако увеличивается общая протяженность
несущих внутренних стен. Но такое решение часто является рациональным, так как
к конструкциям наружных ненесущих продольных стен предъявляются только
теплозащитные требования и для их устройства можно применить легкие эффективные
материалы.
Перекрестная.
Иногда применяется смешанный вариант, при котором опорами для
перекрытий служат как продольные, так и поперечные стены
2.
Конструктивные схемы каркасных зданий
Рис. 2. Гражданское
здание с полным каркасом: 1 - колонна; 2 - ригель;
3 - навесная стена
Каркасная систем
(каркас (франц.) - скелет) (рис. 2 3). Остов образуется путем совместной
работы колонн с ригелями и междуэтажными перекрытиями.
с
продольным расположением ригелей;
- с поперечным
расположением ригелей;
- безригельными.
Несущие элементы
такой системы - колонны, ригеля, перекрытия, в данном случае воспринимают все
нагрузи, действующие на здание.
Ограждающие -
стены, они могут быть самонесущими и навесными. Наружные стены защищают
помещения от воздействия внешней среды.
Рис. 3. Одноэтажное
промышленное здание: 1 - колонна; 2-ферма покрытия; 3
- плита покрытия; 4 - самонесущая стена; 5 - фундаментная балка
По характеру работы
каркасы бывают трех типов: рамные, связевые и рамно-связевые. Стойки и ригели
рамного каркаса (рис. 4, а) соединяются между собой жесткими узлами и
образуют поперечные и продольные рамы, воспринимающие все действующие на каркас
вертикальные и горизонтальные нагрузки.
В зданиях со
связевым каркасом (рис. 4, б) узлы между стойками и ригелями нежесткие,
поэтому для восприятия горизонтальных нагрузок (например, ветровых) необходимы
дополнительные связи. Роль этих связей в многоэтажных зданиях выполняют чаще
всего перекрытия, образующие горизонтальные диафрагмы и передающие
горизонтальные нагрузки на жесткие вертикальные диафрагмы (стены лестничных
клеток, шахты лифтов, железобетонные перегородки и др.).
Рис. 4. Схемы
рамного (а) и связевого (б) каркасов: 1 - элементы
каркаса; 2 - жесткий узел; 3 - горизонтальная диафрагма; 4 - вертикальные
поперечная и продольная диафрагмы
В практике
строительства часто применяют здания с комбинированным типом каркаса, который
называется рамно-связевым. В нем в одном направлении ставят рамы, в другом
связи.
3.
Конструктивные схемы зданий с неполным каркасом
каркасный
здание конструктивный схема
Рис. 5. Здание с
неполным каркасом: 1-несущая стена; 2-внутренняя колонна;
3 - ригель; 4 - перекрытие
Такая система
образуется следующим образом - внешние стены выполняют несущую и ограждающую
функции, вместо внутренних стен устраивается система колонн, на которые
опираются прогон, на которые в свою очередь, опираются междуэтажные перекрытия
Минимальное
опирание прогонов на стены и кирпичные столбики - 250 мм. Внутренние стены
устраиваются для придания большей жесткости, для устройства противопожарных
преград, в лестничных клетках.
Такая система менее
затратна при возведении, но ограничивает свободу внутренней планировки. Она
актуальна при строительстве торговых центров.
4.
Обеспечение жесткости здания
Конструктивные
системы представляют собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и
горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его
прочность, т.е. способность отдельных конструкций и всего здания воспринимать
приложенные нагрузки, жесткость т.е. способность отдельных элементов и всего
здания не деформироваться от действия приложенных сил, и устойчивость, т.е.
способность здания сопротивляться воздействия горизонтальных нагрузок.
Перекрытия и покрытия
здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки
и передают их на вертикальные опоры, которые, в свою очередь, передают эти
нагрузки на основание
Пространственная
жесткость бескаркасной системы обеспечивается:
- совместной
работой продольных и поперечных стен;
стенами лестничных
клеток, связанных с наружными стенами;
жестким диском
перекрытий, который образуется тщательной заделкой швов между плитами;
анкеровкой плит
перектытия между собой и стенами;
перевязкой стеновых
фундаментных блоков, перевязкой каменной кладки.
Перевязка - это
несовпадение вертикальных швов в смежных рядах кладки.
Анкеровка
выполняется так: арматурный стержень диаметром 10-12 мм. (анкер) заводится в
монтажную петлю, натягивается и сваривается, другой конец укладывается в стену.
В
каркасных зданиях пространственная жесткость достигается устройством:
- многоярусной
рамы, образованной пространственным сочетанием колонн, ригелей и перекрытий и
представляет собой геометрически неизменяемую систему;
стенок жесткости,
устанавливаемых между колоннами в продольном и поперечном направлении (на
каждом этаже);
плит - распорок
(связевых плит), уложенных в междуэтажных перекрытиях (между колоннами)
стен лестничных
клеток и лифтовых шахт, связанных с конструкциями каркаса;
надежного
сопряжения элементов каркаса в стыках и узлах;
жестким креплением
колонн с фундаментом.
Выбор
конструктивной схемы влияет на объемно - планировочное решение здания и
определяет тип его основных конструкций.
Заключение
В гражданском строительстве
применяются все перечисленные конструктивные схемы зданий.
Материалом для
конструкций каркаса служит, как правило, сборный железобетон, реже сталь. В
малоэтажных зданиях стойки внутреннего каркаса иногда выкладывают из кирпича, в
деревянном строительстве каркас выполняют из дерева.
Список
использованных источников
каркасный
здание конструктивный схема
1. Белиба В.Ю. Архитектура зданий:
учебное пособие - Ростов н / Дону: Феникс, 2009 - 365
2. Ю.М. Соловей Основы
строительного дела. - М.: Стройиздат, 1989 г. -