1.Расскажите об устойчивости зданий.Начертите схемы,обеспечивающие устойчивость зданий и сооружений. 2.Стеновая конструктивая система.Начертите схемы стеновой системы. 3.Каркасная конструктивная система.Начертите и поясните варианты каркасов.Укажите геометрические параменты каркасного остова. 4.Начертите и поясните рамную, связную и рамно-связную каркасные схемы. 5.Начертите и поясните ствольную и оболочковую систему остовов. 6.Конструктивные элементы одноэтажного железобетонного каркаса. 7.Конструктивные элементы одноэтажного стального каркаса. 8.Конструктивные элементы многоэтажного железобетонного каркаса. 9.Конструктивные элементы многоэтажного стального каркаса. 10.Безбалочный железобетонный каркас. 11.Стеклянные крыши.Схемы. 12.Объемно-блочные домосторения.Виды. 13.Сборно-разборные малоэтажные здания. 14.Здания из блок контейнеров. 15.Двери,их виды,конструкции дверей. 16.Ворота.Виды и конструкции ворот. 17.Перегородки,их виды и конструктивные узлы. 18.Подвесные потолки,их функции и конструкции. 19.подземные инженерные сооружения. 20.Эстакады,галереи,мосты. 21.Инженерные сооружения башенного типа. 22.Резервуары,водонапорные башни, газгольдеры,градирни. 23.Особенности строительства в районах с холдным климатом. 24.Особенности строительства в районах с жарким климатом. 25.Особенности и области применения пространств. констр. покрытий. 26.Конструкции оболочек одинарной и двоякой кривизны. 27.Виды складчатых конструкций покрытий. 28.Перекрестно-стержневые конструкции покрытий. 29.Перекрестно-ребристые конструкции покрытий. 30.Вантовые покрытия. 31.Мембранные конструкции покрытий. 32.Тентовые покрытия. 33.Воздухоопорные сооружения. 34.Пневмокаркасные сооружения.
Устойчивость здания. Устойчивость зданий. Устойчивостью здания называют его способность противодействовать усилиям, стремящимся вывести здание из исходного состояния статического или динамического равновесия.
Можно придать геометрическую неизменяемость любой многопролетной системе, состоящей из ряда стоек, шарнирно связанных с ригелями и с землей. При этом достаточно придать геометрическую неизменяемость только одному из пролетов, чтобы система стала геометрически неизменяемой. Для доказательства в один из пролетов вводится диагональный стержень.
Помимо диагонального стержня геометрическая неизменяемость систем обеспечивается и другими способами; введением диафрагмы жесткости, ядер жесткости и т. п.
Таким образом, 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, связевую. В третьем направлении — горизонтальном — перекрытия обычно рассматриваются как жесткие диафрагмы.
2)Стеновая конструктивная система. Виды конструктивных систем при стеновом несущем остове (рис. 11,2).
1. Системы с продольно расположенными несущими стенами или, как принято говорить, с продольными несущими стенами (расположены 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 Системы с поперечно расположенными (с поперечными) несущими стенами. Разновидности: с широким шагом {более 4,8 м); узким шагом (4,2 ... 4,8 м); со смешанными шагами.
3. Системы с перекрестным расположением несущих стен (перекрестно-стеновая система).
3.Каркасная конструктивная система.Определяющим признаком в этом случае является расположение ригелей каркаса. Ригелем называется стержневой горизонтальный элемент несущего остова (главная балка, ферма и т. п.), передающий нагрузки от перекрытий непосредственно на стойки каркаса. Различают четыре типа конструктивных каркасных систем (рис. П.З): с поперечным расположением ригелей; с продольным; с перекрестным расположением ригелей; с безригельным каркасом, при котором ригели отсутствуют, а гладкие или кессонированные плиты перекрытий (так называемые безбалочные опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны.
При комбинированном несущем остове (рис. II.4), Системы, в которых каркас расположен в пределах нижних 1 ... 3 этажей, а выше бескаркасный несущий остов. Расположение стен — по периферии, а стоек каркаса — внутри здания (неполный каркас). 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.
Каркасный несущий остов применяется для зданий с большими, не разгороженными перегородками помещениями. Каркасный остов является основным для производственных зданий, независимо от их этажности для многих типов общественных зданий и сооружений. В жилищном строительстве объем применения каркасного остова ограничен.
Применяются большей частью системы с поперечным расположением ригелей. Расположение ригелей в двух направлениях характерно для многоэтажных каркасных зданий при строительстве в сейсмических районах. Безригельный каркас применяется обычно в многоэтажных зданиях производственного назначения со значительными нагрузками на перекрытия, в многоэтажных гражданских зданиях с оригинальными компоновочными решениями планов и т. д.
Комбинированный несущий остов чаще применяется при строительстве гражданских многоэтажных зданий; в промышленном же строительстве 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.
4)Рамная, связевая и рамно-связевая каркасные системы. 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, связевую. Все эти варианты встречаются при проектировании каркасного несущего остова (рис. II.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. ограничивают их применение в сейсмических районах, зданиях, в которых на большом протяжении (48... 54 м) не допускается установка стен, перегородок и других преград и т. п. Чаще, особенно в производственных зданиях, применяют рамно-связевую схему.
5) Ствольная и оболочковая система. Для облегчения высотных зданий и повышения их жесткости используют коробчатые (оболочковые) схемы, с внутренним каркасом и коробчатые многосекционные схемы
Особенность этих конструктивных схем в том, что горизонтальные нагрузки воспринимаются развитым поперечным сечением коробки наружных стен, а вертикальные — внутренними элементами каркаса. Благодаря этому коробчатые схемы обладают повышенной сопротивляемостью горизонтальным воздействиям.
В отличие от схем с несущими поперечными стенами, в коробчатых системах стена решается в виде жесткой пространственной решетки безраскосного типа. Это позволяет устраивать остеклённым весь периметр здания. Наибольшей горизонтальной жесткостью обладает коробчатая система с пространственной раскосной решеткой, лежащей в плоскости наружного ограждения
В конструктивном отношении здания с подвешенными этажами принципиально отличаются от многоэтажных зданий. Основу конструктивной схемы составляют пространственные вертикальные стволы — шахты, в которых располагают лестничные и лифтовые коммуникации, воспринимающие все вертикальные и горизонтальные нагрузки. Этажи подвешивают к консольным оголовкам, выполненным в виде балочных ростверков или систем перекрестных ферм, которые опираются на вертикальный ствол здания.
Конструктивные схемы по количеству главных опор можно разделить на две основные группы: одноствольные и двух - и многоствольные системы.
Наибольшее распространение в практике строительства получили одноствольные системы с одним консольным ростверком, расположенным на оголовке главного ствола. При этом ростверк решается в виде системы балок или ферм.
Возможны также комбинированные системы, частично подвешенные и частично опертые на консольные ростверки. Комбинированные решения применяют тогда, когда для уменьшения толщины перекрытия или передачи больших нагрузок на части этажей, шаг вертикальных опор составляет до 3—6 м.
В двухствольных конструкциях в качестве главных вертикальных элементов здания используют две лестнично-лифтовые шахты, на которые, подобно мостовым пролетным строениям, опираются поддерживающие конструкции покрытия балки или фермы или системы вант.
Междуэтажные перекрытия, выполненные по типу балочных клеток или перекрестных ферм, подвешивают к поддерживающей конструкции с постоянным или переменным шагом подвесок. Максимальное расстояние между подвесками, как правило, не превышает 12 м.
6) конструктивные элементы одноэтажного железобетонного каркаса.
7)конструктивные элементы одноэтажного стального каркаса
Пространственную систему металлических конструкций, образованную колоннами, подкрановыми балками, фермами, прогонами и связями, называют стальным каркасом. Основой каркаса (рис. 17) служат поперечные рамы, состоящие из колонн и стропильных ферм. Пространственная жесткость каркаса обеспечивается укладкой подкрановых балок, прогонов и связей между поперечными рамами.
1—колонны; 2 — подкрановые балки; 3 — вертикальные вязи между опорами ферм; 4 — стропильные фермы; 5—вертикальные связи (в коньке фермы); 6 — растяжки (в уровне нижнего пояса ферм); 7 — прогоны (в уровне верхнего пояса ферм); 8 — вертикальные крестовые вязи (между колоннами); 9— горизонтальные крестовые связи (в уровне нижнего пояса ферм)
8) Конструктивные элементы многоэтажного железобетонного каркаса
По особенностям конструктивного решения железобетонные каркасы делятся на:
1)стоечно-балочные (рис. 27,а) — наиболее распространенные в про-мышленном строительстве с сетками колонн 6x6, 9X6, 12X6 м, собираемые из унифицированных сборных элементов;
2)стоечно-балочные с увеличенным пролетом вверху (рис. 27,б), возводимые из унифицированных сборных элементов и с использованием балок или ферм в покрытии;
3)большепролетные (рис. 27,е) с сетками колонн 12x6, 18X6 м, монтируемые из унифицированных сборных элементов и с применением безраскосных ферм, об-разующих межферменные этажи;
безбалочные (рис. 27,г) с , собираемые из унифицированных сборных элементов, образующих гладкую поверхность потолков междуэтажных перекрытий;
с монолитными перекрытиями (рис. 27,д), поднимаемыми при помощи гидроподъемников (на оголовках колонн).
Рисунок 27. Железобетонные каркасы многоэтажных зданий
а - стоечно-балочный; б - стоечно-балочный с верхним увеличенным пролетом; в-большепролетные; г-безбалочные; д-с монолитными перекрытиями; 1-фундаменты; 2- колонны 3 -ригели- 4 -плиты перекрытий; 5 - плиты покрытия; 6 - стропильные балки; 7 - безраскосные фермы; 8 - капители; 9 - надколонные плиты; 10 - пролетная панель; 11- “пакета” перекрытий, 12 — перекрытия, установленные в проектное положение
9)Конструктивные элементы многоэтажного стального каркаса
Рис. 111. Элементы стального каркаса многоэтажного здания:
а — виды сечения колонн; б — стыки колонн; в — башмаки колонн; г — крепление балок к колоннам двутаврового сечения; д — то же, крестового сечения; е — перекрытие из крупнопанельных железобетонных плит; ж, и — перекрытия со стальным настилом; 1 — торцы колонн (фрезерованные); 2 — опорная стальная плита; 3 — ребро жесткости; 4 — уголки; 5 — электрозаклепки
10) Безбалаочный железобетонный каркас. Основные элементы безбалочного каркаса: колонны, капители, надколонные и пролетные плиты.
Колонны (рис. 30, а, б) высотой на этаж имеют квадратное сечение. Концы колонн нижнего этажа устанавливают в стаканы фундаментов и замоноличивают бетоном. В верхней части колонн имеются четырехсторонние консоли и треугольные пазы на верхних гранях ствола.
Капители (рис. 30,а, в) бывают двух типоразмеров. Основная и полукапитель для колонн крайних рядов размером .
Квадратное отверстие в центре капители, по граням которого устроены пазы, служит для пропуска колонны.
Надколонные плиты (рис. 30,6 в) имеют на торцах выпуски арматуры.
Пролетные плиты (рис. 30, б, в) с выпусками арматуры по периметру.
К основным узлам безбалочного каркаса относят:
стыки колонн, расположенные на 1 м выше перекрытия такой же конструкции, как и в балочных каркасах;
стык капители с колонной (см. рис. 30,в). На четырехстороннюю консоль колонны опирают капитель, приваривая снизу закладные детали, а сверху арматурные накладки. Зазор между колонной и капителью замоноличивают бетоном марки 300;
стыки панелей перекрытия (см. рис. 30,в). Надколонные плиты укладывают на полки капителей, сваривая выпуски арматуры и закладные детали, замоноличивая стык бетоном.
Пролетные плиты опирают выпусками арматуры на закладные детали надколонных панелей. После сварки клиновидные пазы стыков за-моноличивают.
Область применение для лёгкой и пищевой промышленности и электротехни-ческой.
Рисунок 30. Конструкция безбалочного каркаса
а - поперечный разрез; б - фрагмент плана; в - узлы сопряжения; 1 - колонна; 2 - капитель; 3 - надколонная плита; 4 - пролётная плита; 5 - полукапитель; 6 - выпуски арматуры; 7 - консоль колонны
Рамный каркас – пространственная жёсткость обеспечивается работой самого каркаса (состоит из колонн и ригелей).
Рамносвязевая система пространственная жёсткость обеспечивается наличием диафрагм и портальными и крестовыми связями. Вертикальные нагрузки рамами. Горизонтальные нагрузки рамами и вертикальными связями.
Связевой каркас – вертикальные нагрузки воспринимаются колоннами, горизонтальные вертикальными связями.
12)Объемно-блочное домостроение. Объемный блок представляет собой пространственную конструкцию, изготовленную в заводских условиях, обладающую необходимой прочностью, жесткостью, устойчивостью.
Конструктивные схемы здания с применением объемных блоков делят на блочные, панельно-блочные, каркасно-блочные и блочно-ствольные (рис. XV.28).
В зависимости от положения объемных блоков в столбе различают конструктивные системы плоские и со сдвижками (рис. XV, 29). Сдвижка блоков может быть продольной, горизонтальной с образованием консольно выступающих или западающих за плоскость фасада блоков.
Объемные блоки в жилищном строительстве по типологическим признакам делятся на блоки: жилых комнат; санитарно-кухонные; смешанные, представляющие собой промежуточный тип блока (могут содержать в своем составе кухню или жилую комнату, санитарный узел и часть коридора); блок-лестницы; вспомогательные, например блоки шахт лифтов, коммуникаций; блоки лоджий и т. д. (рис. XV.30).
В зависимости от размеров блоки подразделяют на блоки размером на комнату и блоки размером на группу помещений (рис. XV.3I); в зависимости от формы блока — прямоугольные, косоугольные и криволинейные (рис. XV.32). Кроме того, блоки различают по применяемым материалам, степени заводской готовности, характеру восприятия нагрузок. По последнему признаку блоки делят на несущие, т. е. воспринимающие нагрузку от вышележащих и передающие ее на нижележащие блоки или другие опорные конструкции, и ненесущие, воспринимающие только собственную массу и полезные нагрузки на блок. Несущие блоки являются основой блочной и блочно-панельной конструктивных систем здания, а ненесущие — основным элементом заполнения блочных систем с несущим остовом.
По условиям изготовления железобетонные объемные блоки подразделяются на блоки типа колпак, стакан, лежачий стакан (рис. XV.33). Наибольшее распространение получили блоки типа колпак. Блоки типа колпак представляют собой призматические оболочки, состоящие из пяти монолитно связанных граней и панели пола. По условиям опирания блоки имеют две разновидности: с точечным и линейным опиранием. В блоках с линейным опиранием его вертикальные элементы работают на сжатие с продольным изгибом. Для предотвращения потери устойчивости стен при малой толщине их выполняют ребристыми (вертикальные ребра). При точечном опирании блоков нагрузки воспринимаются угловыми участками, образуемыми пересечениями граней и, как правило, выполняемыми с утолщениями.
15) Двери,их виды,конструкции дверей. нашли наибольшее применение. Деревянные двери применяют как в качестве внутренних и наружных (рис, ХХ.З...ХХ.5), так и специальных— противопожарных, утепленных и для люков и лазов. Для изготовления деревянных дверей применяют натуральную древесину. Двери повышенной влагостойкости (например, наружные) изготовляют из древесины хвойных пород: ели, пихты, лиственницы и кедра.
Для изготовления дверей нормальной влагостойкости (например, внутренние) кроме древесины перечнеленных пород применяют древесину березы, осины, ольхи, липы, тополя и других пород, не уступающих последним по стойкости к загниванию, твердости и прочности при изгибе.
Дверные коробки (устанавливаемые на стройке) в каменных, крупноблочных и панельных стенах крепят ершами или анкерами к деревянным закладным пробкам. Наиболее прочная установка коробок получается в проемах с четвертью (см. рис.XX.2, б).
Коробки устанавливают с порогом и без порога. Щели вокруг коробок для повышения звукоизоляции конопатят, в перегородках закрывают наличниками, а в каменных стенах заштукатуривают.
Дверные полотна для наружных и внутренних дверей жилых и общественных зданий делают из древесины щитовой, рамочной и филенчатой конструкции. Щитовые дверные полотна изготовляют как для внутренних, так и для наружных дверей. Щитовые полотна внутренних дверей изготовляют с мелкопустотным (решетчатым) и сплошным заполнением щита.
Двери рамочные представляют собой рамку из брусков цельного сечения либо составного из брусков, соединенных между собой на клеях повышенной влагостойкости. Применяются такие конструкции в остекленных дверях.
Филенчатые двери применяют для уникальных общественных зданий: театров, музеев, Дворцов культуры и спорта, вокзалов. Филенчатые двери состоят из обвязки, средников и филенок, т. е. щитов из склеенных отфугованных дощечек из дерева или фанеры, вставляемых в пазы обвязки (рис. XX.5). Наиболее часто филенчатую конструкцию применяют при решении парадных входных дверей, которые выполняют с массивной обвязкой, чаще всего из дуба и других твердых и малогниющих древесных пород. Филенки устраивают с наплавами одинарные или двойные, с дополнительной звукоизоляционной прокладкой.
Стеклянные двери без обвязок устраивают из закаленного стекла толщиной 10...15 мм чаще всего с качающимися полотнами на подпятниках. В стекле для крепления к нему при помощи болтов металлических деталей (ручек, планок, подпятников), предусматривают отверстия, просверленные до его закалки. Во избежание разрушения стекла металлическими деталями предусматривают резиновые прокладки. На рис, XX.6 изображены стеклянные двери, полотна которых обрамляются обвязкой (каркасом) из одинарных коробчатых профилей из алюминиевых сплавов.
Металлические двери рамочной (ли филенчатой) конструкции имеют заполнение между рамкой в виде гладких или рифленых металлических листов. Металлические двери бескаркасной конструкции изготовляют из алюминиевых сплавов или стальных листов штампованными двойными, полыми внутри; пустоты заполняют мидераловатными плитами на синтетическом связующем. Коробки металлических дверей выполняют из штампованных или прокатных профилей. Дверные коробки крепят анкерами, закладываемыми в тело стены (рис. ХХ.6, в). Зазор между стеной и коробкой зачеканивают цементным или известково-гипсовым раствором. Металлические двери применяют в качестве наружных и внутренних конструкций в помещениях с большим движением людей и частом переносе через двери крупногабаритных предметов.