Плоскостные несущие конструкции, работающие на изгиб только в одной вертикальной плоскости.

Несущие остовы зданий с применением пространственных конструкций покрытий

Архитектурная форма зданий и сооружений, прежде всего, зависит от системы несущего остова, строительных конструкций и материала из которых они выполнены.

В зависимости от применяемых в несущих конструкциях покрытий материалов, системы покрытий можно разбить на три группы:

- несущие конструкции покрытий из жестких материалов;

- несущие конструкции покрытий из гибких материалов;

- несущие конструкции покрытий из мягких материалов.

Несущие конструкции покрытий из жестких материалов

Несущие конструкции покрытий с применением жестких материалов могут выполняться из железобетона, из металлических профилей, из цельной или клееной древесины, из профилированной строительной пластмассы. Их можно подразделить на следующие подгруппы:

Плоскостные несущие конструкции, работающие на изгиб только в одной вертикальной плоскости.

Плоскостные несущие конструкции работают на изгиб только в одной вертикальной плоскости, проходящей через опоры. При этом, пространственная жесткость зданий обеспечивается горизонтальными и вертикальными диафрагмами. В качестве горизонтальных диафрагм служат плиты покрытия, жестко закрепленные на опорах. В качестве вертикальных диафрагм используют стены жесткости, располагаемые прежде всего в поперечном направлении, а при большой длине здания то и в продольном направлении.

1.1. Плоскостные безраспорные конструкции (балки, фермы, плиты).

При покрытии больших пролетов одноэтажных зданий (промышленных, общественных) чаще всего используется конструктивная система каркасного остова. Наиболее распространены две схемы:

- стропильная схема, при которой балки и фермы (стропильные конструкции) опираются непосредственно на колонны, расположенные вдоль здания;

- подстропильная схема, при которой основные балки и фермы опираются на подстропильные балки и фермы (подстропильные конструкции), расположенные вдоль здания.

Большинство плоскостных несущих конструкций покрытий (балок, ферм) опираются на колонны каркаса, реже на плоские стены и стены с капителями.

Балка – линейно протяженный элемент, высота и ширина которой в несколько раз меньше длины (рис. 11.1). Балки перекрывают пролеты 6 – 18 м. В зависимости от пролета они могут выполнятся прямоугольного, таврового и двутаврового сечения. Высоту балок принимают равной 1 / 10 – 1 / 12 пролета.

Рис. 11.1. Железобетонные стропильные балки:

а - односкатная таврового сечения; б - односкатная двутаврового сечения; в, г – двускатные пролетом 6, 9, 12, 15, 18 м; д - решетчатая; е - двутавровая с параллельными поясами; 1- опорный стальной лист; 2 - закладные детали

Ферма – решетчатая линейная протяженная конструкция, состоящая из стержней, теоретически шарнирно связанных в местах пересечения в геометрически неизменяемую конструкцию, элементы которой при узловом приложении нагрузки работают на осевые усилия (рис. 11.2). На рис. 11.3. приведены наиболее часто встречающиеся схемы балок и ферм, изготовленных из дерева, металла и железобетона, а также рациональное соотношение (h / L), их высоты (h) и пролета (L).

Рис. 11.2. Железобетонные стропильные фермы:

а, б – стропильные сегментные раскосные; в – стропильная арочная безраскосная;

г – стропильная безраскосная с рожками для устройства плоских покрытий;

д – стропильная с паралельными поясами; е – подстропильная для скатных покрытий;

ж – подстропильная для плоских покрытий

Рис.11.3. Расчетные схемы балок и ферм:

L – пролет; h – конструктивная высота

Предварительно напряженные железобетонные плиты-настилы 2Т (ТТ). Настилы изготовляют для пролетов 9, 12, 15, 18 м. Применяют для покрытий общественных зданий (спортивных и актовых залов школ, вузов) (рис. 11.4 а).

Длинномерные настилы коробчатого сечения (КОП).Плиты опираются на несущие стены или на балки. Изготовляют для пролетов 12, 15 и 18 м, шириной 2000 мм (рис. 11.4 б).

Плиты-оболочки КЖС(крупноразмерные железобетонные сводчатые). КЖС представляет собой пологую предварительно-напряженную короткую цилиндрическую оболочку с двумя ребрами-диафрагмами сегментного очертания (рис. 11.4 в). Применяются для покрытий общественных и промышленных зданий с пролетами 18 и 24 м. Ширина плит 1,5, 2 и 3 м. Опирают плиты на продольные несущие конструкции (стены, балки).

Рис. 11.4. Схемы устройства покрытий длинномерными настилами:

а – покрытие настилами 2Т; б – покрытие коробчатым настилом КОП; в – элемент покрытие сводчатого типа КЖС; г – поперечное сечение настила КЖС; 1 – колонна;

2 – балка, несущая стена