Конструкции

1. Многоэтажные здания: классификация, предъявляемые требования.

Многоэтажные зд. – это основной тип зданий при застройке городов. В зависимости от административного значения и населенности городов предельная этажность зданий может быть различной.

Классификация:

-зд. средней этажности (до 5 эт.)

-зд. многоэтажные (до 16-ти эт.)

-зд повышенной этажности (до 25 эт)

-высотные зд (выше 25 эт)

Требования. Общие требования ко всем типам – обеспечение надежности, огнестойкости и долговечности конструкций (при условии экономичности).

Многоэтажные зд (кроме высотных ): II класс капитальности, II степень

долговечности, II степень огнестойкости. Срок эксплуатации ≥ 50 лет. Высотные: I класс капитальности, I степень долговечности, I степень

огнестойкости. Срок эксплуатации не менее 100 лет.

Средней этажности: III класс капитальности, III степень долговечности, III степень огнестойкости. Срок эксплуатации не менее 25 лет.

Для этих зданий применяются только каменные материалы (кирпич, мелкие и крупные блоки, бетон и ж/б). В планировке, конструкциях должно обеспечиваться выполнение требований НКРС.

Требования целесообразности технических решений применительно к жилому строительству сводятся к разумному сочетанию массовой жилой застройки, основанной на применении типовых проектов и изделий, с доминирующими в городской застройке акцентными зданиями, возводимыми по индивидуальным проектам. Подобный подход осуществляется и в проектировании зд других типов в гражданском строительстве.

2. Несущие остовы зданий

Несущим остовом здания называется его конструктивная основа — пространственная система, состоящая из совокупности вертикальных и горизонтальных стержневых, плоскостных или объемных элементов — несущих конструкций и связей, соединяющих эти конструкции.

Несущий остов – совокупность вертикальных и горизонтальных конструкций, объединенных в пространственную систему, обеспечивающую прочность и устойчивость зданий, т.е. восприятие всех силовых воздействий на него.

Типы несущих остовов. Определяющим типом являются вертикальные несущие конструкции: стеновой (бескаркасный), каркасный, комбинированный (смешанный)

Горизонтальные несущие элементы перекрытий (покрытий) предназначены, прежде всего, для работы при действии на них разного рода вертикальных нагрузок, которые в виде опорных реакций передаются на вертикальные опоры. Кроме того, эти же перекрытия являются горизонтальными диафрагмами, воспринимающими в своей плоскости изгибающие и сдвигающие усилия от горизонтальных нагрузок, обеспечивая геометрическую неизменяемость здания в каждом из горизонтальных уровней, совместную работу вертикальных опор при таких нагрузках, перераспределение усилий между ними и т.п.

Вертикальные несущие конструкции воспринимают все виды воздействия нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации здания, и через фундаменты передают их на грунт. Вертикальные опоры являются определяющим признаком для классификации несущих остовов по типам. Известны два типа вертикальных опор: стержневые— колонны или стойки каркаса; плоскостные — стены. К несущим опорам можно также отнести объемные тела типа пилонов и т.п.

Виды конструктивных систем

Конструктивная система – закономерное взаимное расположение и соединение несущих горизонтальных и вертикальных конструкций в единую пространственную систему.

Конструктивные системы: стеновая ОКС, каркасная ОКС, стволовая, оболочная, объемно-блочная.

Стеновой несущий остов (рис.II.1:

1. С продольными несущими стенами (расположенными вдоль длинной фасадной стороны здания и параллельно ей). Таких, параллельно расположенных стен, может быть две, три, четыре. Соответственно, бытуют упрощенные названия таких стеновых остовов: «двухстенка», «трехстенка» и т.п.;

2.С поперечными несущими стенами;

3.С перекрестным расположением несущих стен (перекрестностеновая система).

С поперечными несущими стенами:

−с узким шагом (2,4-4,2 м, 6 м);

−с широким шагом (4,8-7,2 м);

−со смешанным шагом;

−с большим или крупным шагом (9 и 12 м).

Рис. II. 1. Варианты стеновых несущих остовов:

a — перекрестно-стеноваясистема смалымшагом;б— поперечностеноваясо смешаннымшагом;е—поперечно-стеноваясбольшимшагом;г— продольно-стеновая (трехстенка);6 — продольно-стеновая (двухстенка). Тип а, тип б — примеры приведенных систем

При каркасном несущем остове

Определяющим признаком в этом случае является расположение ригелей каркаса. Ригелем называется стержневой горизонтальный элемент несущего остова, передающий нагрузки от перекрытий непосредственно на стойки каркаса. Различают четыре типа конструктивных каркасных систем (рис. II.2): с поперечным расположением ригелей; с продольным; с перекрестным расположением ригелей; с безригельным каркасом, при котором ригели отсутствуют, а гладкие или кессонированные плиты перекрытий (безбалочные) опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны.

Каркасная ОКС:

−с перекрестным расположением ригелей – рамная система;

−с поперечным – рамно-связевая и связевая системы;

−с продольным расположением ригелей – рамно-связевая и связевая

системы;

−безригельный каркас – связевая система.

Рис. П.2. Конструктивные системы каркасных зданий; а — с продольным расположением ригелей;б — с поперечным

расположением ригелей; в — с перекрестным расположением ригелей; г— безригельная

Прикомбинированном несущем остове (рис.II.3)

1.Каркасно-стеновая (неполный каркас;

2.Каркас расположен в пределах нижних 3 этажей, а вше бескаркасный

несущий остов; 3. Стеновой остов в одном или в нескольких центрально расположенных

стволах, которые обстроены по переферии стойками каркаса в один или несколько рядов.

1.Каркасно-стеновая (неполный каркас);

2.Ствольно-объемно-блочная система;

3.Ствольно-оболочная КС.

Смешанные конструктивные системы. Сочетание различных КС в одном здании.

Ствольная при высоте здания выше 20 эт. Оболочковая – выше 40 эт.

3. Силовые факторы. Понятия о пространственной жесткости и устойчивости зданий

11.Способы обеспечения пространственной жесткости и устойчивости зданий

12.Многоэтажные каркасные здания рамной, рамно-связевой и связевой схем; обеспечение устойчивости здания.

Устойчивостью здания называют его способность

противодействовать усилиям, стремящимся вывести здание из исходного состояния статического или динамического равновесия.

Пространственная жесткость несущего "остова"— это способность сопротивляться деформациям или, что то же, способность сохранять геометрическую неизменяемость формы.

Систему, полученную первым способом, называют связевой — по наименованию диагонального стержня, именуемого связью. Вторую — рамной.

С помощью каждого из этих способов можно придать геометрическую неизменяемость любой многопролетной системе, состоящей из ряда стоек, шарнирно связанных с ригелями и с «землей».

Приведенные доказательства относятся ко всем типам несущих остовов. Понятие же «геометрическая неизменяемость» тождественно понятию «пространственная жесткость». Соответственно, связи именуют «связями жесткости». Этот термин получил различные толкования.

Так, помимо диагонального стержня, геометрическая неизменяемость систем обеспечивается и другими способами: введением

диафрагмы жесткости, ядер жесткости и т.п. Например, если в шарнирный четырехугольник вставить без зазоров панель — диафрагму — так, что она будет способна воспринимать сдвиговые усилия и моменты в своей плоско - сти, т.е. «исполнять обязанности» жесткого диска, то ее роль равносильна роли диагонального стержня. Такой же эффект получается, если шарнирная система соединена с плоской стенкой пилоном и т.п. Они, в данном случае, «исполняют обязанности» связей жесткости или, что то же, диафрагм, стенок, ядер жесткости. В данном случае термин «связи жесткости» носит обобщенный характер. Вместе с тем, когда говорят «связи», то в первую очередь имеют в виду связи стержневые или решетчатые (рис. П.8 а).

Рис. И.8. Вертикальные элементы жесткости (связи) : а— решетчатые связи; (э— диафрагмы (панели жесткости);

в— стены жесткости (ядра); А— Г— схемы решеток (Л — треугольная; £

— крестовая; В — полураскосная; Г— портальная); 1 — стойка; 2 — диагональный стержень; 3 — ригель (плита) перекрытия; 4 — панель жесткости (диафрагма); 5 — стена жесткости; 6 — стена, не обеспечивающая жесткости (узкая); 7 — скалывающие усилия; 8 — места сварки панелей жесткости с элементами карк аса

Существуют два способа обеспечения жесткости плоских систем — по рамной и по связевой схемам. Комбинируя ими при расположении элементов несущего остова в обоих направлениях здания, можно получить три варианта пространственных конструктивных схем здания: рамную, рамно-связевую и связевую. В третьем направлении — горизонтальном — перекрытия обычно рассматриваются как жесткие диафрагмы. Все эти варианты встречаются при проектировании каркасного несущего остова

(рис. П.9).

Рамная схема представляет собой систему плоских рам (одно- и многопролетных; одно- и многоэтажных), расположенных в двух взаимно перпендикулярных (или под другим углом) направлениях — систему стоек и ригелей, соединенных жесткими узлами при их сопряжениях в любом из направлений.

Рамно-связевая схема решается в виде системы плоских рам, шарнирно соединенных в другом направлении элементами междуэтажных перекрытий. Для обеспечения жесткости в этом направлении ставятся решетчатые связи или стенки (диафрагмы) жесткости. Плоские рамы удобнее устанавливать поперек здания.

Связевая схема решения каркаса здания наиболее проста в осуществлении. Решетчатые связи, или диафрагмы жесткости, вставляемые между колоннами, устанавливаются через 24...30 м, но не более 48 м, и в

продольном, и в поперечном направлениях; обычно эти места совпадают со стенами лестничных клеток.

Рамная схема применяется сравнительно редко. Трудоемкость построечных работ по обеспечению жесткости узлов, повышенный расход стали и т.п.

Связеваясхемаоправдываетсвоеширокоеприменениебольшейпростотойпостроечныхработ,меньшимизатратамитрудаиматериаловит.п.

При стеновом несущем остовеи при различных системах остовов с неполным каркасом обычно применяют связевую схему; при этом наружныеили внутренниестенывыполняют функции диафрагмы или ядер жесткости, т.е. в этом случаенетребуется установка дополнительных стен.

4. Капитальность зданий; понятие о долговечности и огнестойкости здания и его конструктивных элементов.

Капитальность здания определяется степенью огнестойкости и степенью долговечности его в заданных условиях эксплуатации.

Под долговечностью зданий и сооружений понимается срок их службы, т.е. способность в течение этого времени сохранять прочность и устойчивость основных конструкций (фундаментов, наружных и внутренних стен, колонн, перекрытий и покрытий, лестничных клеток) и возможность нормальной эксплуатации их. Долговечность сооружений в свою очередь зависит от долговечности строительных материалов, из которых изготовлены их конструктивные элементы. Поэтому при назначении строительных материалов для ограждающих конструкций зданий или сооружений с заданным сроком службы учитывается сопротивляемость их физическим, химическим, атмосферным, агрессивным средам и прочим разрушающим воздействиям в заданных условиях эксплуатации.

Огнестойкость - свойство материалов противостоять действию высоких температур.

Огнестойкость - способность изделия, конструкции или элемента сооружения сохранять при пожаре несущую и огнепреграждающую способность.

По степени огнестойкости материалы подразделяются на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Сопротивляемость зданий и сооружений воздействию огня зависит от группы возгораемости и пределов огнестойкости основных конструктивных элементов этих зданий и сооружений и называется степенью огнестойкости. Здания и сооружения по степени огнестойкости делятся на пять степеней, начиная от самых сложных (I степень), у которых все элементы выполнены из несгораемых материалов, и кончая самыми простыми, например деревянными зданиями V степени, все элементы которых являются сгораемыми.

5. Строительные системы, применяемые при возведении многоэтажных зданий.

Строительные системы:

1.Традиционная (кладочная);

2.Крупноблочная;

3.Панельная или крупнопанельная (в основном для массовой застройки)

4.Монолитные и сборно-монолитные.

Традиционная. Каменные стены возводятся из глиняного и силикатного кирпича, керамических пустотелых блоков, из искусственных и естественных камней правильной формы. Междуэтажные перекрытия выполняют из ж/б сплошных и многопустотных плит. Остовы каменных зданий 10-14 эт – стеновой остов или остов с неполным каркасом с плитами перекрытий, опирающимися на наружные стены и на продольные ригели каркаса. Толщина 380 мм до 6 эт., при росте этажности – от 510 до 770 мм.

Крупноблочные. Повторяют конструктивную схему традиционных. Не применяется система с продольными стенами. Наружные стены выполняются из легкобетонных блоков с двухрядной разрезкой, в системе которой основными являются простеночные блоки и блоки-перемычки. На глухих участках вместо перемычек применяются поясные блоки. Толщина блоков наружных стен – 400, 500, 600 мм в зависимости от климатических условий. Внутренние стеновые блоки выполняют из тяжелого бетона с вертикальными круглыми пустотами толщиной 400 и 500 мм в зависимости от высоты дома.В местах пересечения внутренних и наружных стен обеспечивается перевязка поясных блоков, а закладные стальные детали блоков свариваются. Анкеровка перекрытий.

Крупноблочные наружные стены. Разрезка стен на блоки: 1 — простеночный; 2 — перемычечный;3 — подоконный

Крупнопанельная. 14-16 эт. Панели поперечных стен толщиной 16 см, плиты перекрытий 14 см, что соответствует конструктивному шагу 3,2 м. наружные стены – навесные панели из керамзитобетона толщиной 32 см, а длиной на 2 комнаты. Особенностью стен в первом 25-этажном доме служит решение всех стыков междунаружными панелями внахлестку, дополнительной защитой гор. стыков служат балконные плиты.

Монолитная. Стеновая система, используются поперечные несущие стены или их перекрестное расположение. Учитываются температурноосадочные и технологические швы, учитываются возможные деформации от усадки бетона. Технологические швы устраиваются для обеспечения возможности бетонирования отдельными захватами, которые могут разграничиваться в местах примыкания горизонтальных элементов к вертикальным. Лучше совмещать технологические швы с температурноосадочными. При каркасном решении первого этажа расстояние между температурно-усадочными швами допускается увеличить на 20 %.

6. Понятие строительной системы; строительные системы зданий с несущими стенами

При проектировании необходимо обязательно учитывать инженерные особенности зданий, технологию их изготовления, способы возведения и т.п. Такие конкретные обобщенные характеристики инженерных решений принято называть строительной системой

Строительные системы:

1.Традиционная (кладочная);

2.Крупноблочная;

3.Панельная или крупнопанельная (в основном для массовой застройки)

7.Понятие строительной системы; строительные системы каркасных зданий.

Строительные системы:

1.Монолитные и сборно-монолитные.

8.Понятие конструктивной системы; конструктивные схемы стенового несущего остова.

Стеновой несущий остов (рис.II.1:

1.С продольными несущими стенами (расположенными вдоль длинной фасадной стороны здания и параллельно ей). Таких, параллельно расположенных стен, может быть две, три, четыре. Соответственно, бытуют упрощенные названия таких стеновых остовов: «двухстенка», «трехстенка» и т.п.;

2.С поперечными несущими стенами;

3.С перекрестным расположением несущих стен (перекрестно-сте- новая система).

Споперечными несущими стенами:

−с узким шагом (2,4-4,2 м, 6 м);

−с широким шагом (4,8-7,2 м);

−со смешанным шагом;

с большим или крупным шагом (9 и 12 м).

Конструктивнаясистема:

1.Рамныйкаркас;

2.Рамно-связевой;

3.Связевойкаркас.

Длястроительстважилыхиобщественныхзданийприменяетсясвязеваясхема. Рамнаясхема– высотныездания,рамно-связевая–повышеннойэт-тиивысотныхв сейсмическихрайонах.

Материалыдлянесущегоостова– ж/б,металлприусловииегоогнезащиты.

Конструкциинесущегоостова:колонны,ригелиифундаменты.

Дляжилыхзданийразработанж/бунифицированныйкаркас–МТСК. Связеваякаркаснаясистема,образованнаясборнымиж/бколоннамивысотой1-3

этажаиТ-образнымиригелямис полкойдляопиранияплитперекрытийСечение. колонн

400х400(до16эт),500х500,600х600,…800х800мм– выше16. Сеткаколонн:6х6,6х9,9х9;9х12,12х12м.

60М=600мм(3,0;3,6;4,2;4,8;5,4;6;7,2…)

Фундаментыподколоннустаканноготипа– сборный.Жесткоезащемление колоннывфундамент.

Колонны:

Стыкколоннвыполнятсянарасстоянии730ммвышеуровняперекрытия(1 м).

10. Комбинированные конструктивные системы несущего остова многоэтажных зданий

Прикомбинированном несущем остове.

•системы расположения стен по периферии, а стоек каркаса— внутри здания («неполный каркас»); эту систему, учитывая осадку кладки при «неосадочных» столбах, не рекомендуется применять выше 9-ти этажей;

•системы, в которых каркас расположен в пределах нижних 1...3 этажей, а выше находится бескаркасный несущий остов;

•системы со стеновым остовом — в одном или в нескольких

центрально расположенных стволах, которые обстроены по периферии стойками каркаса в один или несколько рядов и т.д.

Конструктивные схемы:

•Каркасно-стеновая (неполный каркас);

•Ствольно-объемно-блочная система;

•Ствольно-оболочная КС.

Схемы планов зданий с пространственными элементами жесткости: а - каркасные здания с диафрагмой жесткости; б - здания с ядрами жесткости.

Конструктивные системы комбинированного остова:

Комбинированный несущий остов чаще применяется при строительстве гражданских многоэтажных зданий; в промышленном же строительстве он используется значительно реже. Системы, в которых первые два—три этажа каркасные, а остальные — бескаркасные, характерны для строительства многоэтажных жилых зданий на магистральных улицах, а также гостиниц, санаториев и т.п., т.е. зданий, в которых функционально используют первые этажи. Расчетная схема большинства каркасов связевая, с применением элементов жесткости (решетчатых связей, панелей, пространственных ядер жесткости и т.п.)

Широкое распространение в последнее время получают системы с безригельным каркасом и монолитными безбалочными перекрытиями. Расположение ригелей в двух направлениях характерно для многоэтажных каркасных зданий при строительстве в сейсмических районах.

Конструктивные схемы каркасных зданий с монолитными ядрами жесткости: a — варианты компоновки ядер жесткости; б — проект 25этажного жилого дома в Москве; 1 — монолитное ядро жесткости;2 — колонны каркаса;3 — ригели;4 — фундамент

14. Конструктивные системы многоэтажных зданий, возводимых из монолитного железобетона.

В настоящее время при застройке городов все большее применение находит монолитная технология возведения зданий, при которой бетонирование конструкций производится непосредственно на строительной площадке в заранее устраиваемой опалубке.

Монолитная технология строительства дает возможность возводить более выразительные и разнообразные по архитектуре здания по сравнению со сборными и крупнопанельными, строительство которых привело к неизбежному многократному повторению архитектурных решений и к однообразию застройки.

Монолитные здания— жилые, общественные и производственные— могут возводиться как с несущими стенами, так и с каркасным остовом. Четкость и простота конструктивных форм: колонны — круглого или прямоугольного сечения; перекрытия — желательно безбалочные, обеспечивающие свободу в расстановке перегородок, т.е. свободу планировочных решений. Вертикальные диафрагмы жесткости в таких зданиях упрощают конструкцию узлов сопряжения перекрытий с колоннами, работающими в этом случае только на вертикальные нагрузки.

За последние годы в нашей стране накоплен значительный опыт строительства различных зданий с использованием монолитной технологии возведения. Такие здания могут иметь как стеновую, так и каркасную конструктивную систему, а также различные комбинации этих систем .

Широко начал использоваться монолитный железобетон в строительстве высотных зданий (более 25 этажей). Применение монолитного железобетона с жесткой арматурой позволило удачно решить проблему каркаса и элементов пространственной жесткости.

Конструктивные схемы:

•стеновая ОКС;

•каркасная ОКС;

•стволовая;

•оболочная;

• объемно-блочная.

Ствольная при высоте здания выше 20 эт. Оболочковая – выше 40 эт. Для многоэтажных жилых зданий высотой до 25 этажей наибольшее

распространение получила стеновая система, позволяющая получать жесткую коробчатую конструкцию. Чаще всего используются поперечные несущие стены или их перекрестное расположение.

При проектировании монолитных и сборно-монолитных зданий предусматриваются температурно-осадочные и технологические швы, учитывающие возможные деформации от усадки бетона. Технологические швы устраивают для обеспечения возможности бетонирования отдельными захватками, которые могут разграничиваться в местах примыкания горизонтальных элементов к вертикальным. Лучше совмещать технологические швы с температурно-осадочными.

Обычно монолитная технология используется при возведении рамных каркасных систем. Условно-связевыми каркасами можно считать монолитные безригельные каркасы, которые требуют установки диафрагм жесткости.

расстояние между температурно-осадочными швами в монолитных и сборномонолитных каркасных зданиях не должно превышать 50 м. сетка колонн монолитных каркасных зданий зависит от внутренней планировки помещений и может быть от 4.8 до 9.0 м. Высота этажа определяется функциональными требованиями к помещениям и может быть от 3.0 до 6.0 м с градацией через 300 мм.

Монолитный железобетон по сравнению со сталью при его использовании в каркасах высотных зданий обладает рядом преимуществ – более эффективное рассеивание энергии колебаний здания при ветровых нагрузках. Другое преимущество – поперечные сечения ядер жесткости могут иметь большие площади, что обеспечивает существенное повышение моментов сопротивления всего здания и, соответственно, снижает его деформативность. Железобетон более пожароустойчив.

Современное использование монолитных технологий позволяет создавать здания с наклонными конструкциями.

15. Области применения монолитного железобетона в строительстве.

В настоящее время при застройке городов все большее применение находит монолитная технология возведения зданий, при которой бетонирование конструкций производится непосредственно на строительной площадке в заранее устраиваемой опалубке.

Монолитная технология строительства дает возможность возводить более выразительные и разнообразные по архитектуре здания по сравнению со сборными и крупнопанельными, строительство которых привело к неизбежному многократному повторению архитектурных решений и к однообразию застройки.

Монолитная технология позволяет создавать более разнообразные по архитектуре здания, получая трансформируемое внутреннее пространство, избавиться от стыков — наиболее «слабых» мест в сборных зданиях, снизить транспортные расходы.

Вместе с тем монолитная технология строительства имеет ряд существенных недостатков: это, прежде всего, зависимость от температурных условий, необходимость обеспечения непрерывного бетонирования здания, дополнительные мероприятия по подаче бетонной смеси при высоте здания больше 12 этажей, повышенные машиноемкость и трудоемкость, а часто и большие сроки строительства по сравнению со сборной технологией.

Вместе с тем имеется широкая область гражданского и промышленного строительства, где рационально применение монолитного железобетона. Это — гражданские и производственные здания, которые по своему назначению, градостроительному акцентному положению не могут быть выполнены из стандартных сборных железобетонных конструкций, или устройство «столов» над первыми этажами панельных зданий, располагаемых на магистралях города, позволяющих получить современные решения магазинов и других крупных предприятий обслуживания населения, или сборно-монолитные конструкции многоэтажных зданий — каркасных или панельных с монолитными ядрами жесткости; или монолитные плоские безбалочные перекрытия под тяжелые нагрузки, необходимые, например, для объектов агропромышленного комплекса. Это могут быть отдельные нестандартные элементы общественных и производственных зданий — опорные конструкции, порталы, перекрытия, амфитеатры и балконы и др.; большепролетные арочные или рамные конструкции в качестве элементов реконструкции существующих зданий и т.п.

16. МКРС и ее применение в строительстве; привязка несущих конструкций к разбивочным осям в зданиях различных конструктивных систем.

Основой для унификации и стандартизации геометрических параметров служит модульная координация размеров в строительстве.

Модуль – размер, которому должны быть кратны все вышеупомянутые размеры элементов ( М = 100 мм). Модули укрупненные и дробные.

Укрупненные: 2М, 3М, 6М, 60М и т.п.

Дробные: 1/5М ( 20 мм), 1/10М ( 10 мм) и т.п.

Укрупненные применяются для назначения объемно-планировочных параметров основных элементов зданий (ширины, длины, пролета, шага) и крупных конструкций (ферм, рам); при этом руководствуются правилом: чем больше величина параметра основного элемента здания, тем больше величина укрупненного модуля. 6М – 2,4; 3,0; 3,6 м; 12М – 4,8; 6,0; 7,2 м; 30М – 9,0; 12,0; 15 м и т.п.

Соответственно, введение дробных модулей способствует ограничениям при назначении небольших размеров.

Допускается применение высот этажей 2800 мм, кратных модулю М. Прерывную модульную пространственную координационную систему

с парными координационными осями и вставками между ними, имеющими

размер C , кратный меньшему модулю (черт. 8б, в), допускается применять для зданий с несущими стенами в следующих случаях:

1)в местах устройства деформационных швов;

2)при толщине внутренних стен 300 мм и более, особенно при наличии

вних вентиляционных каналов; в этом случае парные координационные оси проходят в пределах толщины стены с таким расчетом, чтобы обеспечить

необходимую площадь опоры унифицированных модульных элементов перекрытий (черт. 8в);

3) когда прерывная система модульных координат обеспечивает более полную унификацию типоразмеров индустриальных изделий, например, при панелях наружных и внутренних продольных стен, вставляемых между гранями поперечных стен и перекрытий.

Привязку конструктивных элементов определяют расстоянием от координационной оси до координационной плоскости элемента или до геометрической оси его сечения.

Расположение координационных осей в плане зданий с несущими

стенами

a - непрерывная система с совмещением координационных осей с осями несущих стен;

б - прерывная система с парными координационными осями и вставками между ними;

в - прерывная система при парных координационных осях, проходящих в пределах толщины стен

Черт. 8 Привязку несущих стен к координационным осям принимают в

зависимости от их конструкции и расположения в здании. Геометрическая ось внутренних несущих стен должна совмещаться с координационной осью (черт. 9а); асимметричное расположение стены по отношению к координационной оси допускается в случаях, когда это целесообразно для массового применения унифицированных строительных изделий, например, элементов лестниц и перекрытий.

Привязка стен к координационным осям

Черт.9 Внутренняя координационная плоскость наружных самонесущих и

навесных стен должна совмещаться с координационной осью (черт. 9д) или

смещаться на размер е с учетом привязки несущих конструкций в плане и особенностей примыкания стен к вертикальным несущим конструкциям или перекрытиям (черт. 9е).

Привязка колонн к координационным осям в каркасных зданиях должна приниматься в зависимости от их расположения в здании.

В каркасных зданиях колонны средних рядов следует располагать так, чтобы геометрические оси их сечения совмещались с координационными осями (черт. 10а). Допускаются другие привязки колонн в местах деформационных швов, перепада высот (п. 4.8) и в торцах зданий, а также в отдельных случаях, обусловленных унификацией элементов перекрытий в зданиях с различными конструкциями опор.

Привязку крайних рядов колонн каркасных зданий к крайним координационным осям принимают с учетом унификации крайних элементов

конструкций (ригелей, панелей стен, плит перекрытий и покрытий) с рядовыми элементами; при этом в зависимости от типа и конструктивной системы здания привязку следует осуществлять одним из следующих способов:

1) внутреннюю координационную плоскость колонн смещают от координационных осей внутрь здания на расстояние, равное половине

координационного размера ширины колонны средних рядов bc /2 (черт. 10б);

0

2)геометрическую ось колонн совмещают с координационной осью

(черт. 10в);

3)внешнюю координационную плоскость колонн совмещают с координационной осью (черт. 10г).

Внешнюю координационную плоскость колонн допускается смещать от координационных осей наружу на расстояние f (черт. 10д), кратное модулю

3М и, при необходимости, М или 12 М.

В торцах зданий допускается смещать геометрические оси колонн внутрь здания на расстояние k (черт. 10е), кратное модулю. 3М и, при

необходимости, М или 12 М.

Привязка колонн каркасных зданий к координационным осям

Черт. 10

Примечания:

1. Внутренние координационные плоскости стен (на чертеже показаны условно) могут смещаться наружу или внутрь в зависимости от особенностей конструкции стены и ее крепления.

2. Размеры привязок от координационных осей указаны до координационных плоскостей элементов.

При привязке колонн крайних рядов к координационным осям, перпендикулярным к направлению этих рядов, следует совмещать геометрические оси колонн с указанными координационными осями; исключения возможны в отношении угловых колонн и колонн у торцов зданий

идеформационных швов.

Взданиях в местах перепада высот и деформационных швов, осуществляемых на парных или одинарных колоннах (или несущих стенах), привязываемых к двойным или одинарным координационным осям, следует

руководствоваться следующими правилами:

1) расстояние c между парными координационными осями (черт. 11а,

б, в) должно быть кратным модулю 3М и, при необходимости, М или 12 М; привязка каждой из колонн к координационным осям должна приниматься в соответствии с требованиями п. 4.7;

2) при парных колоннах (или несущих стенах), привязываемых к

одинарной координационной оси, расстояние k от координационной оси до геометрической оси каждой из колонн (черт 11г) должно быть кратным модулю

3М и, при необходимости, М или 12 М; 3) при одинарных колоннах, привязываемых к одинарной

координационной оси, геометрическую ось колонн совмещают с координационной осью (черт. 11д).

Примечание. При расположении стены между парными колоннами одна из ее координационных плоскостей совпадает с координационной плоскостью одной из колонн.

Привязка колонн и стен к координационным осям в местах деформационных швов.

Черт. 11

Вобъемно-блочных зданиях объемные блоки следует, как правило, располагать симметрично между координационными осями непрерывной модульной сетки.

Вмногоэтажных зданиях координационные плоскости чистого пола лестничных площадок следует совмещать с горизонтальными основными координационными плоскостями (черт. 12а).

Привязку элементов цокольной части стен к нижней горизонтальной основной координационной плоскости первого этажа и привязку фризовой части стен к верхней горизонтальной основной координационной плоскости верхнего этажа принимают с таким расчетом, чтобы координационные размеры нижних и верхних элементов стен были кратными модулю 3М и, при

необходимости, М или 12 М.

17. Деформационный шов в здании: понятие, виды, случаи применения

В железобетонных и каменных конструкциях значительной протяженности появляются опасные собственные напряжения от усадки и температурных воздействий, а также вследствие неравномерной осадки фундаментов. Вследствие этого стены здания могут разорваться на две и более частей в зависимости от протяженности здания. Дополнительные напряжения в конструкциях от неравномерной осадки опор возникают при размещении фундаментов зданий на разнородных грунтах или при неодинаковых давлениях фундаментов на основания.

В целях уменьшения собственных напряжений от перепада температуры, усадки бетона и осадки опор железобетонные и каменные конструкции зданий разделяют по длине и ширине на отдельные части (деформационные блоки) температурно-усадочными и осадочными швами. Температурно-усадочными швами разрезают здания до верха фундамента, а осадочными — включая фундамент. Это обусловлено тем, что температурновлажностный режим фундаментов колеблется незначительно, поэтому в нем возникают небольшие собственные напряжения от усадки и перепада температуры. В зданиях из монолитного бетона деформационные швы одновременно являются рабочими швами, т. е. местами для перерыва работ по укладке бетона на продолжительное время.

Суммарная ширина деформационных швов зависит от размеров деформационных блоков здания и возможных колебаний температуры. Расчеты показывают, что при возведении зданий в условиях средней температуры их деформационные блоки можно разделять швами шириной 0,5 см; они могут даже соприкасаться вплотную, так как вследствие усадки бетона швы сами раскроются и образуют зазор, достаточный для удлинения продольных конструкций блоков при повышении температуры. Если же сооружения возводят при сравнительно низкой температуре, то ширину шва обычно принимают 2...3 см.

Здания или сооружения, прямоугольные в плане, обычно разделяют швами на равные части. В зданиях с пристройками деформационные швы удобно располагать во входящих углах; при разной этажности — в сопряжении низкой части с высокой, а при примыкании новых зданий или сооружений к старым — в местах примыкания. В сейсмических районах деформационные швы используют и как антисейсмические.

Деформационные швы в каркасных зданиях чаще всего образуют установкой сдвоенных колонн и парных балок. Такие швы являются наиболее дорогими и рекомендуются для зданий повышенной этажности при тяжелых или динамических нагрузках. В панельных зданиях швы выполняют постановкой парных поперечных стен.

В монолитных железобетонных конструкциях деформационные швы устраивают путем свободного опирания конца балки одной части зданий на консоль балки другой части здания.

Осадочные швы (при примыкании новых зданий к старым, в местах сопряжения высоких частей здания с низкими, при возведении зданий на неоднородных и просадочных грунтах) устраивают посредством парных колонн, опирающихся на независимые фундаменты, или устанавливают в промежутке между двумя частями здания (с самостоятельными фундаментами) свободно опертые плиты-вкладыши или балочные конструкции. Последнее решение чаще всего применяют при сборных конструкциях.

18. Сборные железобетонные фундаменты многоэтажных зданий

Наиболее распространенным типом ленточного фундамента для многоэтажных зданий является сборная конструкция из железобетонных блоков-подушек трапециевидного профиля и прямоугольных бетонных фундаментных (стеновых) блоков. Размеры блоков-подушек по ширине принимаются от 1 до 3 м; по длине — от 1,2 до 3,0 м; по высоте— 0,3 и 0,5 м. Стеновые фундаментные блоки при их различной ширине от 0,3 до 0,6 м и длине от 0,8 до 2,4 м имеют одинаковую высоту 0,6 м. В пучинистых грунтах в условиях неравномерной деформации грунта ленточные фундаменты усиливают устройством монолитного армированного пояса по верху фундамента.

В панельных фундаментах уширенная часть выкладывается из типовых плит. На плиты по слою цементно-песчаного раствора от 20 до 50 мм устанавливаются стеновые панели подвала, сочленяемые между собой в основном аналогично панелям вышележащих этажей или сообразно их конструкции.

Защита этажных и подвальных стен от проникновения капиллярной — подымающейся по порам строительных материалов и просачивающейся сквозь фундамент грунтовой влаги достигается устройством:

19. Монолитные железобетонные фундаменты многоэтажных

зданий

В монолитных фундаментах бетонную смесь укладывают слоями толщиной 0,2 м с послойным вибрированием. Наибольший размер втапливаемых в бутобетон камней не должен превышать 1/3 толщины стен фундамента. Уширение нижней части бутобетонных фундаментов осуществляется уступами минимальной высотой 0,3 м при отношении к заложению от 2:1.

Показанные на чертеже световые приямки характерны для старых зданий и применяются при их восстановлении.

В качестве фундаментов, как под стены, так и под колонны, применяются:

−Монолитные ростверки – система перекрестных ленточных;

−Сплошная плита;

−Коробчатая плита.

Внутренний объем может использоваться для ввода инженерных коммуникаций.

Может быть включен подземный этаж с перекрытием (подземный). В зависимости от несущей способности здания, фундамент может

опираться на естественный грунт (грунтовую подушку), на искусственно закрепленное или на сваях основание (компонирование в грунте или цементирование грунта).

"Стол"

Технический этаж

Такая каркасная конструкция, получившая наименование сборномонолитного «стола», собирается из стандартных железобетонных элементов и сборно-монолитной плиты, опалубкой которой служат сборное перекрытие и наружные стеновые панели.

Пространственная жесткость в нижних этажах обеспечивается сборными диафрагмами жесткости, совмещенными со стенами лестничнолифтового блока. Для первых нежилых этажей можно принять шаг колонн от 4,2 до 7,2 м и высоту от 3 до 6 м. При необходимости увеличения шага колонн возможны варианты решений с соответствующими решениями «стола».

Стол – специальная конструкция, мощное перекрытие, воспринимающее перераспределенную нагрузку от стен на колонный каркас.

Конструкция «стола» может использоваться в качестве технического этажа. Высота технического этажа – 1,6-1,9 м. Технический этаж делается в подвале, наверху и при большой этажности промежуточно (10-12 эт).

Таким образом, для первых нежилых этажей многоэтажных панельных жилых зданий рациональны панельные стены для встроенно-пристроенных помещений и универсальная сборно-монолитная или монолитная железобетонная каркасная конструкция — для случаев размещения жилых домов на магистралях города в стесненных градостроительных ситуациях.

21.Конструктивные узлы сопряжения внутренних несущих панелей и плит перекрытия в крупнопанельных зданиях

Необходимо отметить, что в варианте контактного стыка консольные свесы стены ухудшают интерьер, особенно небольших по площади комнат. Поэтому в интерьере можно встретить другие варианты решений этого стыка: контактно-платформенные, «с зубом» и т.п.

Междуэтажные перекрытия крупнопанельных зданий выполнены либо из многопустотных плит толщиной 220...300 мм, либо из полнотелых железобетонных плит, толщина которых приведена ниже.

Все системы с поперечными внутренними несущими стенами для наружных стен предусматривают применение главным образом ненесущих (навесных) панелей. Очень редко для зданий высотой до 5 этажей применяют самонесущие стены.

22. Конструкции колонн и ригелей в каркасных зданиях, узлы сопряжения

Колонны:

Стыкколоннвыполнятсянарасстоянии730ммвышеуровняперекрытия(1 м).

д- сметаллическимоголовникомколонн; е- ссердечником,поверхностифризируются; ж- стыксопорнымфризовымпластом; з- безметаллическийстык.

Ригели:

Тавровогосечения450х400мм.

Ригель для лестницы и фасадный ригель.

Узлы соединения ригеля с колонной.

23. Наружные ограждающие конструкции крупнопанельных зданий, возможные схемы разрезки стен фасадов на панели

Бетонные панели наружных стен проектируют одно-, двух- и трехслойными. Первые изготавливаются из легких бетонов с пористыми заполнителями. Второй применятся редко. Третий состоит из 3-х слоев: внутреннего из конструктивного бетона, утеплителя и из наружного – защитноотделочного слоя. Бетон не менее В25 с армированием. Связи между наружным и отделочным слоями могут быть жесткими или гибкими. Теплоизоляция – минеральная вата (каменная – базальтовая, диабазная), пенополистирол, пенополиуретан. Улучшение технологических свойств панелей может достигаться за счет воздушного зазора, либо устройства вентилируемого фасада. Размер и форма бетонных панелей формируют фасад здания.

28. Устройство вертикальных и горизонтальных стыков наружных стеновых панелей в крупнопанельных каркасно-панельных зданиях.

Крепление панелей: поясные панели высотой от 1,2 м свариваются с колонной в верхнем уровне и на высоте 0,9 м от низа. Снизу заводятся гибкие связи. Поясные панели высотой от 0,9 м свариваются с колонной только в верхнем уровне, нижние связи аналогичны. У входящих углов здания укороченные поясные панели свариваются с ригелем на расстоянии 0,75 м от оси колонны. Панели внешнего угла свариваются с колоннами в верхнем и нижнем уровнях. Простеночные панели, в том числе и панели входящего угла, крепятся на штырях к поясным панелям.

29. Конструктивное решение наружных стен зданий, возводимых из монолитного железобетона.

Стены монолитных зданий выполняются из тяжелого бетона класса не ниже В25 (М300). При назначении толщины стен выбирают оптимальную ее величину по условиям обеспечения не только прочности, но и жесткости, звукоизолируемости и пожаростойкости.

При В (шаг) ≤ 4,8 м. В = 6 м +20 мм. В = 9 м +40 мм.

Толщина стен и ее армирование определяется расчетом. Армирование стен осуществляется вертикальными каркасами, в

которых диаметр вертикальных стержней не должен быть менее 6 мм. В перемычечной части проемов стен дополнительные арматурные каркасы устанавливают по расчету. Особое внимание обращается на дополнительное армирование стыков стен и мест опирания плит перекрытий на стены.

30.Навесные вентилируемые фасады: понятие, материал, области

иэффективность применения.

Навесные вентилируемые фасады как конструкция. Конструкция включает в себя несущий каркас, который выполнен из антикоррозийного металла (сталь, алюминиевая сталь).

На каркас надета облицовка. Между стеной и облицовкой расположен утеплитель. Между теплоизоляцией и облицовкой существует воздушная прослойка, воздух свободно сообщается с внутренней атмосферой.

Защита утеплителя от внешней среды, устойчивый режим передачи тепла, повышенная звукоизоляция. Не требуется тщательная подготовка основной стены. Способ сокрытия дефектов. Достигается возможность изменения архитектурного облика здания. Технология фасада может применяться при реконструкции зданий, для зданий находящихся в длительной эксплуатации.

Подоблицовочная конструкция (каркас): фахверк и крепежные элементы. Используются гнутые или прокатные профили.

Облицовка условно делится на 3 группы:

1.Тяжелая – натуральные и англомератные камни (25-30 мм);

2.Легкая – керамогранит, минерит и др. композитные панели (10-12

мм);

3. Металлические изделия – листы гофрированного металла. Длительное время сохраняется презентабельность здания, увеличивается срок эксплуатации здания, достигается реализация ремонта фасада (не влечет разрушения наружных стен), возможность изменения архитектурного облика фасада, обеспечивается здоровый микроклимат в

помещении, повышенная звукоизоляция, небольшие расходы на обслуживание фасада.

Долговечность не менее 25-30 лет, до 50.

31. Конструктивные решения навесных вентилируемых фасадов.

Навесные вентилируемые фасады как конструкция. Конструкция включает в себя несущий каркас, который выполнен из антикоррозийного металла (сталь, алюминиевая сталь).

На каркас надета облицовка. Между стеной и облицовкой расположен утеплитель. Между теплоизоляцией и облицовкой существует воздушная прослойка, воздух свободно сообщается с внутренней атмосферой.

Защита утеплителя от внешней среды, устойчивый режим передачи тепла, повышенная звукоизоляция. Не требуется тщательная подготовка основной стены. Способ сокрытия дефектов. Достигается возможность изменения архитектурного облика здания. Технология фасада может применяться при реконструкции зданий, для зданий находящихся в длительной эксплуатации.

32. Требования к перекрытиям. Конструктивное решение перекрытий в крупнопанельных зданиях.

Важно, чтобы перекрытия были надежными, индустриальными, экономичными.

Перекрытия совмещают два вида функций: несущую и ограждающую. Ограждающие функции состоят в изоляции помещений, расположенных друг над другом, от разного рода внешних воздействий. Несущие — в необходимости воспринимать нагрузки постоянные и временные. Восприятие этих нагрузок и передачу усилий на вертикальные опоры осуществляют несущие элементы — балки и плиты.

Обеспечить несущую способностъ — означает обеспечить восприятие конструкцией без разрушений при наихудших комбинациях сочетание всех нагрузок. Несущие элементы перекрытий должны обладать надлежащей жесткостью. Жест-кость — это характеристика конструкций, определяющая ее способность сопротивляться деформации изгиба из своей плоскости, характеризуемая величиной прогибов перекрытий. Нормами установлены предельные величины прогибов, при которых жесткость конструкций считается достаточной: от 1/200 до 1/400 величины пролета в зависимости от типа здания, его капитальности, требований к отделке потолков и т.п. Превышение этих значений может вызвать нежелательные последствия — появление трещин в нижних слоях перекрытий, что снижает их эксплуатационные качества, в частности, звукоизоляцию, долговечность, ухудшает интерьер.