Конструктивная схема зданий. Классификация

Классификация зданий по конструктивной схеме:

■ Каркасные (роль несущих элементов выполняют отдельно стоящие колонны);

■ Бескаркасные (со стеновым несущим остовом);

■ Смешанного типа (комбинированные).

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.

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.

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

Каркасная система (каркас (франц.) - скелет) (рис. 2, 3). Остов образуется путем совместной работы колонн с ригелями и междуэтажными перекрытиями.

В каркасной системе различают следующие конструктивные схемы:

с продольным расположением ригелей;

- с поперечным расположением ригелей;

- без ригельными.

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.

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.).

В практике строительства часто применяют здания с комбинированным типом каркаса, который называется рамно-связевым. В нем в одном направлении ставят рамы, в другом связи.

Такая система образуется следующим образом: внешние стены выполняют несущую и ограждающую функции. Вместо внутренних стен устраивается система колонн, на которые опираются прогоны, на них в свою очередь, опираются междуэтажные перекрытия

Минимальные опоры 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 затратная при возведении, но ограничивает свободу внутренней планировки. Она актуальна при строительстве торговых центров.

Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость.

По виду вертикальной несущей конструкции различают пять основных и семь комбинированных конструктивных систем, которые можно представить так:

Классификация конструктивных систем

Каркасная система с пространственным рамным каркасом применяется преимущественно в строительстве многоэтажных общественных зданий в 9 и более этажей.

Бескаркасная система самая распространённая в жилищном строительстве, ее используют в зданиях различных планировочных типов высотой от одного до 16 этажей и более.

Объемно-блочная система зданий в виде установленных друг на друга объемных блоков применяется для жилых домов высотой до 12 этажей в обычных и сложных грунтовых условиях.

Ствольную систему применяют в зданиях высотой более 16 этажей.

Наиболее целесообразно применение ствольной системы для компактных в плане многоэтажных зданий, особенно в сейсмостойком строительстве, а также в условиях неравномерных деформаций основания (на осадочных грунтах, над горными выработками и т.п.)

Оболочковая система присуща уникальным высотным зданиям жилого административного или многофункционального назначения.

Конструктивная схема представляет собой вариант конструктивной системы по признакам состава и размещения в пространстве основных несущих конструкций (продольному, поперечному, смешанному, каркасному).

Для бескаркасных типов зданий характерны следующие схемы: - с продольным расположением несущих стен (на них опираются междуэтажные перекрытия); - с поперечным расположением несущих стен (наружные стены, за исключением торцовых – самонесущие, на них не передаются нагрузки от перекрытий); - перекрёстная – с опорой на плиты перекрытия (по контуру, т.е. опираются на четыре стороны) на продольные и поперечные стены.

Для каркасного типа зданий используются следующие схемы: с продольным расположением ригелей; с поперечным расположением ригелей; с перекрёстным расположением ригелей; без ригельные.

Выбор конструктивной схемы влияет на объёмно-планировочное решение здания и определяет тип его основных конструкций.