Что такое конструктивный тип здания

Источник

GardenWeb

Конструктивные типы здании

Несущие конструкции здания — фундаменты, стены, колонны, перекрытия, соединяясь в пространстве между собой, образуют несущий остов здания.

По особенностям пространственного расположения несущих элементов остова различают конструктивные типы зданий.

Бескаркасный (с несущими стенами) в виде системы ячеек, образованных стенами и перекрытиями. Здесь наружные и внутренние стены воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий и покрытия. Этот конструктивный тип получил широкое распространение при возведении жилых домов, школ и других общественных зданий.

Каркасный тип представляет собой пространственную систему, состоящую из колонн и междуэтажного перекрытия. Несущей основой здания служат колонны, ригели и перекрытия, а роль ограждающих элементов выполняют наружные стены Такой конструктивный тип используется для возведения высотных зданий и там, где необходимы помещения значительных размеров, свободные от внутренних опор.

Неполный каркас. Здесь наряду с внутренним рядом колонн нагрузку от междуэтажных перекрытий воспринимают наружные стены. Такой конструктивный тип в современном строительстве имеет ограниченное применение.

Здание любого типа находится под воздействием различных нагрузок и поэтому должно обладать:
– прочностью, т. е. способностью здания и его отдельных элементов не разрушаться от действия приложенных нагрузок;
– устойчивостью, т. е. способностью здания сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок;
– пространственной жесткостью, т. е. способностью здания и его элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.

Пространственная жесткость бескаркасных зданий обеспечивается:
– внутренними поперечными стенами, в том числе стенами лестничных клеток, связанными с наружными продольными стенами;
– междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и расчленяющими их по высоте здания на отдельные ярусы.

Этот тип здания отличается достаточной пространственной жесткостью и устойчивостью.

Пространственная жесткость каркасных зданий обеспечивается:
– совместной работой колонн, связанных между собой ригелями и перекрытиями и образующих геометрически неизменяемую систему;
– установкой между колоннами стенок жесткости и стальных вертикальных связей;
– сопряжением стен лестничных клеток, лифтовых шахт с конструкциями каркаса;
– укладкой в междуэтажных перекрытиях (между колоннами) настилов-распорок;
– надежным соединением стыков.

Источник

КОНСТРУКТИВНЫЕ ТИПЫ ЗДАНИЙ

Конструктивные элементы здания: фундаменты, стены, перекрытия соединяясь между собой образуют несущий остов.

По особенностям расположения несущих элементов различают конструктивные типы зданий:

Рис 4 Конструктивные типы гражданских зданий

а – бескаркасный; б – каркасный; в – неполный каркасный; 1 – несущие стены; 2 – междуэтажные перекрытия; 3 – колонны; 4 – ригели; 5 – самонесущие стены

Рис 5 Конструктивные схемы каркасных зданий

Рис 6 Конструктивные схемы бескаркасных зданий

а – с продольным расположением несущих стен; б – с поперечным расположением несущих стен; в – перекрестная; 1 – наружные и внутренние несущие стены; 2 – плиты междуэтажных перекрытий; 3 – наружные самонесущие стены; 4 – торцовая несущая стена; 5 – продольные и поперечные несущие стены; 6 – плиты перекрытия

ОСНОВАНИЯ

Фундаменты вместе с грунтом влияют на прочность и устойчивость здания.

Естественные основания должны обладать свойствами:

— грунт должен иметь небольшую и равномерную сжимаемость;

— должен иметь достаточную несущую способность;

— не должен иметь пучинистых свойств;

— противостоять воздействию грунтовых вод;

Деформации оснований:

— осадка– деформация грунта под нагрузкой, вызывающая его равномерное уплотнение;

— просадка – деформация грунта под нагрузкой, вызывающая коренное изменение структуры грунта;

— пучение– непостоянство объема грунта за счет сезонного замерзания и оттаивания;

— оползень– скольжение одного пласта грунта по другому;

Различают следующие виды грунтов:

— супеси – пески с примесью 5 – 10 % глины;

— глины – горные породы из мелких частиц (менее 0.005 мм ) с примесью мелких песчаных частиц,

— суглинки – пески, содержащие 10 – 30 % глины;

— лессовивидные – содержат более 50 % пылевидных частиц, незначительно глину и известняк;

— растительные – различные почвы с примесью до 20 % перегноя;

— скальные – состоят из твердых горных пород;

ФУНДАМЕНТЫ

Фундамент – часть здания, расположенная ниже отметки планировочной поверхности земли, служащая для передачи нагрузки от здания на грунт основания. При наличии подвалов фундаменты выполняют роль ограждающих конструкций подвальных помещений.

На глубину заложения фундамента влияют факторы:

— наличие в нем подвала;

— уровень грунтовых вод;

Фундаменты классифицируют по:

— ленточные – располагаемые в виде ленты под несущими стенами здания или ж/б перекрестных балок;

— столбчатые – в виде отдельных опор под стенами или колоннами каркасных зданий;

— сплошные – в форме массивной плиты под зданием;

— свайные – в виде железобетонных стержней, забитых в грунт;

Рис 7 Глубина заложения фундамента

— из природного камня;

по глубине заложения:

— мелкого заложения (до 5 метров);

— глубокого заложения (свыше 5 м.);

По характеру работы под действием нагрузки:

· Жесткие (работающие на сжатие);

· Гибкие (работающие преимущественно на изгиб).

Разнообразные конструкции фундаментов должны удовлетворять требованиям:

— экономичности в строительстве и эксплуатации;

Рис 8 Конструктивные элементы фундаментов

а – ленточные; б – столбчатые; в – сплошные; г – свайные

В настоящее время ленточные фундаменты выполняют, как правило, из сборных бетонных и ж/б элементов – фундаментных блоков (плит) и стеновых блоков подвалов.

Фундаментные блоки (ГОСТ 13580 – 85) маркируют буквами Ф с добавлением размеров в дм. Например, Ф-6-24 – фундаментный блок шириной 600 мм и длиной 2400 мм.

Стеновые блоки подвалов могут быть сплошные (СБ) и пустотные (ПБ). Элементы сборных фундаментов изготовляют из бетона класса В7,5 – В15. Масса блоков не должна превышать 3 т.

Ленточные фундаменты выполняют под несущими стенами бескаркасных зданий из плит прямоугольного или трапециевидного сечения.

Рис. Конструктивные схемы фундаментов:

а – ленточный под стены; б – перекрестный блок, под колонны;

в – столбчатый под стены; г – отдельный под колонну; д – сплошной

безбалочный; е – то же, ребристый: 1 – стена; 2 – ленточный фундамент;

3 — столбчатый фундамент; 4 — железобетонная фундаментная балка;

5 — железобетонная колонна; 6—железобетонная фундаментная плита;

7—отдельный железобетонный фундамент (башмак) под колонну

В малоэтажных зданияхтакие фундаменты выполняют:

— Из бутового камня (требует значительных затрат ручного труда, экономически целесообразно в районах добычи);

— Бутобетонные (из бутового камня, втопленного в бетонную смесь) – менее трудоемки, но большой расход цемента;

— Бетонные – выполняют в опалубке из монолитного бетона. Требует повышенного расхода цемента.

Большинство бескаркасных зданий возводят на блочных фундаментах. Их монтируют из плит прямоугольного или трапециевидного сечения, укладываемых на выровненное основание или песчаную подушку. Поверх фундаментных плит по слою раствора устанавливают стеновые блоки.

Каркасные здания возводят на столбчатых фундаментах

В состав таких фундаментов входит:

— плитная часть из одной или нескольких ступеней;

— подколонник с углублением, для установки колонны;

По конструктивному решению столбчатые фундаменты могут быть:

— Монолитными – возводимыми на месте строительства в опалубке;

— Сборными – изготовленными на предприятиях и собираемыми на стройплощадке;

Сплошные фундаментыв виде монолитной железобетонной плиты, устраивают под всей площадью здания. Возводятся при значительных нагрузках, или при слабых и неоднородных грунтах. Они обеспечивают равномерную осадку здания и защищают подвальные помещения от грунтовых вод.

Свайные фундаменты – стержни из бетона, железобетона и других материалов в толще бетонного основания.

— Деревянные (бревен хвойных пород);

По глубине заложения:

— Короткие сваи (3 – 6 м);

Применяются при строительстве в сложных геологических условиях и при возведении бесподвальных зданий; по стоимости, затратам труда и расходу материалов эффективнее ленточных фундаментов.

Дата добавления: 2016-05-30 ; просмотров: 16829 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

КОНСТРУКТИВНЫЕ ТИПЫ И СХЕМЫ ЗДАНИЙ

По характеру статистической работы все несущие конструкции подразделяются на плоскостные и пространственные. В плоскостных – все элементы работают под нагрузкой автономно, как правило в одном направлении, и не участвуют в работе конструкций, к которым они примыкают. В пространственных – все или большинство элементов работают в двух направлениях и участвуют в работе сопрягаемых с ними конструкций. Благодаря этому повышается жесткость и несущая способность пространственных конструкций и снижается расход материалов на их изготовление. Выбор типа и материала несущих конструкций при проектировании определяется величинами перекрываемых пролетов. При малых пролетах применяют простые плоскостные и стержневые конструкции, при больших – более сложные пространственные.

Рисунок 4.1— Комбинированные системы: а – с неполным каркасом; б – со связевым каркасом; в – каркасно-ствольная; г – ствольно-стеновая; д – оболочково-ствольная; е – каркасно-оболочковая

Конструктивный тип здания определяется пространственным сочетанием стен, колонн, перекрытий и других несущих элементов, которые образуют его остов.

В зависимости от пространственной комбинации несущих элементов различают следующие конструктивные типы зданий:

— с несущими стенами (бескаркасные), в которых большинство конструктивных элементов совмещает несущие и ограждающие функции;

— с неполным каркасом, в которых, наряду с внутренним каркасом, несущими являются и наружные стены.

Конструктивный тип здания характеризуется также определенными материалами и видами основных его строительных элементов (крупных железобетонных блоков, панелей и т.п.).

Каждый из рассмотренных выше конструктивных типов зданий в свою очередь может иметь несколько конструктивных схем, которые отличаются особенностями расположения несущих элементов и их взаимосвязью.

Для бескаркасных зданий характерны следующие конструктивные схемы:

— с продольными несущими стенами, на которые опираются перекрытия;

— с поперечными несущими стенами, когда наружные продольные стены, освобожденные от нагрузки перекрытий, являются самонесущими;

Конструктивные схемы зданий с неполным каркасом могут быть:

— с продольным расположением ригелей;

— с поперечным расположением ригелей;

В этих схемах несущие внутренние стены заменены колоннами и перегородками между ними, что уменьшает расход стеновых материалов. Нагрузки от ригелей и перекрытий воспринимаются также и наружными стенами.

Стоечно-балочная конструкция (рис.23) является наиболее простой и распространенной среди плоскостных. Она состоит из вертикальных и горизонтальных стержневых несущих элементов. Вертикальный элемент – стойка (колонна, столб) – представляет собой прямолинейный стержень, который воспринимает все вертикальные нагрузки от горизонтального элемента (балки), горизонтальные нагрузки, приходящиеся на стойку, и передает усилия от этих воздействий на фундамент. При этом сама стойка работает на сжатие и изгиб. Горизонтальный элемент стоечно-балочной системы – балка (брус) – прямолинейный стержень, работающий на поперечный изгиб под действием вертикальных нагрузок. Сопряжения вертикальных и горизонтальных элементов могут иметь различную жесткость, что отражается на характере их совместной работы. При шарнирном опирании балки обладают свободой горизонтальных перемещений и поворота на опоре, в связи с этим они передают на стойки только вертикальные усилия. При жестком сопряжении балки со стойкой обеспечивается совместность их деформаций и перемещений в узле сопряжения и возможность передачи изгибающего момента от балки на стойку. Такой вариант стоечно-балочной системы носит название рамы или рамной конструкции, а жесткий узел сопряжения балки со стойкой – рамного узла. Стоечно-балочные конструкции выполняют с различным числом пролетов и ярусов (этажей). Система несущих конструкций здания в виде многопролетной и многоэтажной стоечно-балочной конструкции называется каркасной системой.

По характеру статической работы различают три системы каркасов – рамную, рамно-

связевую и связевую. В рамных каркасах все вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимают рамы с жесткими узлами. Каркас, состоящий из поперечных и продольных рам (рамный каркас), обладает пространственной жесткостью: его деформации под влиянием силовых воздействий минимальны и не нарушают эксплуатационных качеств здания. Каркас из стоечно-балочных конструкций с шарнирными сопряжениями пространственной жесткостью не обладает. Для ее обеспечения вводятся специальные конструкции вертикальных связей, и вся система несущих конструкций здания называется каркасно-связевой или связевым каркасом. В качестве связей могут быть использованы отдельные стены (диафрагмы жесткости), рамы, раскосы и др.

В рамных и связевых каркасах горизонтальными диафрагмами жесткости служат кон-

струкции перекрытий. Каркасные конструкции применяют в общественных зданиях при необходимости организации открытых внутренних пространств большой площади или многократной трансформации планировочных решений.

Стоечно-балочные конструкции зародились в глубокой древности. В современном строительстве стоечно-балочные конструкции выполняют преимущественно из железобетона, реже из стали или дерева либо в сочетании железобетона и стали (например, железобетонные колонны и стальные фермы). Конструктивные модификации

элементов стоечно-балочных конструкций чрезвычайно разнообразны. Каркас проектируют, как правило, сборным железобетонным.

В действующем общесоюзном унифицированном каркасе для гражданских зданий принята сетка колонн 6×6,6×4,5 и 6×3, в ряде случаев применяют и другие – (6+3) ×6; 9×6;

(9+3+9) ×6; (9+6+9) ×6 м. Сечение всех колонн принято 300×300, 400×400 мм. Одноэтажные колонны приняты для этажей высотой 2,4; 3,0; 3,3; 3,6; 4,2; 4,8; 6,0; 7,2

м. Двухэтажные колонны для этажей высотой 3,0; 3,3; 3,6 м. Трех- и четырехэтажные колонны длиной до 14,4 м. Стыки колонн промежуточных этажей выполняют в уровне 730 мм над верхом ригелей перекрытия (для удобства монтажа). Фундаменты под колонны, в основном, отдельно стоящие. Колонны устанавливаются в типовые сборные фундаменты стаканного типа или в сборные подколонники, опирающиеся на монолитные ступенчатые фундаменты.

Нижние колонны снабжены оголовником для стыка по высоте только сверху, верхние

– только снизу, средние – с обеих сторон. Средние колонны могут быть высотой в один и два этажа. Наличие средних колонн высотой в один и два этажа позволяет более гибко комбинировать этажность и высоту в связи с особенностями функциональной схемы здания.

Колонна соединяется с ригелем путем опирания последнего на скрытую консоль (рисунок 2).

Конструкция каркаса запроектирована с частичным защемлением ригелей в колоннах.

Практически принятые соединения можно считать шарнирным, так как узел сопряжения колонны с ригелем не способен воспринимать изгибающие моменты от ветровых нагрузок. Такой каркас не обладает рамными свойствами, а работает по связевой схеме. Все нагрузки, вызывающие горизонтальное перемещение каркаса, воспринимаются сквозными вертикальными диафрагмами жесткости.

Ригели в каркасной системе приняты таврового сечения с полками в нижней зоне для опирания элементов перекрытий (рис. 27).

каркаса: 1 – колонна; 2 – закладные детали; 3 – монтажная сварка; 4 – железобетонный ри-

гель; 5 – верхняя металлическая рыбка 100×8 мм

Высота ригелей на опоре:

— 300 мм для пролетов до 9 м включительно;

— 600 мм для пролета 12 м;

— 450 мм для легкого каркаса (рядовые);

— 900 мм для тяжелого каркаса (рядовые);

— 480 мм для легкого каркаса (фасадные).

Все ригели устанавливают на консоли колонн. Панели перекрытий в каркасных системах применяют многопустотные высотой 220 мм (для пролетов 6 и 9 м) и 300 мм (для пролета 12 м), ребристые и панели типа «ТТ» и «Т» высотой 600 мм (для пролетов 9 и 12 м).

Типы каркасов

Каркас представляет собой совокупность вертикальных (колонны) и горизонтальных (ригели) линейных несущих конструкций. Ригели могут отсутствовать, в этом случае их роль выполняют безбалочные плиты перекрытий. Сетка колонн каркаса может колебаться в широких пределах от 3 х 3 до 15 х 15 м и определяется величиной укрупненного модуля, принятого в проекте.

Каркасы применяют в общественных зданиях по условиям гибкой планировочной структуры помещений и при значительных ветровых нагрузках на здание. Каркасы выполняют из дерева, железобетона и металла.

В учебном курсовом проектировании многоэтажных зданий применяют преимущественно железобетонный унифицированный каркас межвидовой серии 1.020 (связевой каркас) для обычных условий строительства.

Каркас состоит из колонн, ригелей и диафрагм жесткости. В комплекте чертежей унифицированного сборного железобетонного каркаса дополнительно разработаны также чертежи фундаментов, лестничных маршей, наружных ограждающих конструкций, плит перекрытий и узлов сопряжений конструкций между собой. Плиты перекрытий в учебном проекте могут быть приняты стандартные.

Сетка колонн в плане в унифицированном каркасе основана на укрупненном модуле 6 м. При пролетах свыше 6 м может применяться укрупненный модуль плана 15 м. В учебном проекте шаги и пролеты следует назначать кратными укрупненным модулям независимо от наличия у студента данных о реальных конструктивных элементах, разработанных применительно к выбранным параметрам.

Привязка конструкций каркаса к координационным осям осуществляется следующим образом: оси всех колонн каркаса и оси диафрагм жесткости совмещаются с модульными коорди­национными осями. При необходимости устройства деформационных швов устанавливают парные колонны с расстоянием между ними в осях 600 мм. Привязка панелей наружных стен ну­левая, т. е. внутренняя грань панели и наружная грань колонны совмещаются (на практике имеется монтажный зазор 20 мм). Настилы и ригели, расположенные вдоль фасада, совмещаются внешней гранью с внешней гранью колонн.

Колонны предусмотрены сечением 300 х 300 мм (при сетке колонн не более 6 х 6 м и в зданиях высотой до четырех этажей) и 400 х 400 мм высотой на один, два, три и четыре этажа.

Ригели перекрытий имеют пролет от 1,8 до 7,2 м таврового сечения с полками понизу для опирания на них плит перекрытий. Высота ригелей 600 (при пролете до 6 м и сетке опор до 6 х 6 м) и 750 мм при больших пролетах или сетке опор.

Диафрагмы жесткости представляют собой стенки толщиной 140 мм с полками сверху для опирания на них плит перекрытий. Координационная ширина диафрагм 3 м.

Стыки колонн между собой рекомендуется применять без металлического оголовка с ванной сваркой арматурных выпусков. Стык ригеля с колонной принимается по схеме «со скрытой консолью» (рис. 4.5).

В безбалочных каркасах плиты перекрытия опирают непосредственно на колонны. Плиты перекрытия могут быть сборные, сборно-монолитные и монолитные железобетонные. В последнем случае шаг опор (сетка колонн) может быть нерегулярным в связи с особенностями архитектурно-планировочного решения. Кроме того, в каркасах с безбалочными монолитными перекрытиями они могут быть предварительно изготовлены на уровне земли и с помощью закрепленных к колоннам подъемников подняты в проектное положение (метод подъема перекрытий). Этот метод открывает широкий простор для архитектурных фантазий.

Рисунок 4.1 – Строительство каркасно-панельного здания в г. Гомеле

Типы каркасов различаются по следующим признакам:

— По материалам: железобетонные каркасы (монолитным, сборным, сборно-монолитным) и металлические каркасы.

— По устройству горизонтальных связей: с продольным, поперечным, перекрестным расположением ригелей и с непосредственным опиранием перекрытий на колонны (безригельное решение).

Каркасный тип здания целесообразен там, где требуются помещения с большой свободной площадью, а также в условиях, когда здание воспринимает большие статические или динамические нагрузки.

Источник