Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Конструктивная схема многоэтажных каркасных зданий

В многоэтажных каркасных зданиях размещают предприятия химической, легкой промышленности, приборостроения, а также холодильники, склады, гаражи. Каркасная система применяется и в некоторых гражданских зданиях, в частности каркасные решения гражданских зданий применяют в тех случаях, когда перегородки должны быть расположены сравнительно редко (общественные и административные здания), а также в жилых зданиях высотой более 25 этажей. Высоту промышленных зданий из условий эксплуатации и экономической целесообразности назначают в пределах семи этажей (до 40 м), а гражданских — до 12 этажей (высотных зданий — 20 этажей и более). Ширину многоэтажных промышленных зданий в целях унификации конструктивных схем принимают равной 18, 24, 36 м и более, расстояние между поперечными разбивочными осями (шаг колонн) — 6 м (иногда и более — до 18 м), высоту этажей — кратной модулю 0,6 м. Ширина гражданских зданий обычно не превышает 14 м. Следует подчеркнуть, что в последние годы наметилась тенденция к увеличению сетки колонн многоэтажных зданий до 6 X 12 м и более.

Каркасные многоэтажные здания имеют в качестве основных и несущих конструкций железобетонные рамы, вертикальные диафрагмы и междуэтажные перекрытия. Рамы обычно имеют колонны постоянного сечения на всю высоту здания, причем усиления колонн в нижних этажах добиваются за счет увеличения содержания арматуры, повышения класса бетона, а иногда и за счет применения жесткой арматуры (см. § 5.3). Междуэтажные перекрытия обеспечивают совместную работу рам и вертикальных диафрагм (если они предусмотрены) на горизонтальную (ветровую) нагрузку; при этом в сборных перекрытиях для обеспечения их жесткости (в своей плоскости) предусматривают как сварку закладных деталей, так и замоноличивание швов между отдельными панелями.

Каркасы промышленных и гражданских зданий могут быть рамными, рамно-связевыми и связевыми.

При связевом каркасе вертикальные нагрузки воспринимаются элементами каркаса, а горизонтальные — связями (пилонами, т. е. вертикальными диафрагмами). При рамном каркасе все нагрузки — вертикальные и горизонтальные — воспринимаются элементами каркаса с жесткими узлами. В рамно-свнзевом каркасе вертикальные нагрузки передаются на каркас, а горизонтальные — как на каркас, так и на вертикальные диафрагмы (пилоны) и распределяются пропорционально их жесткости. В этом случае узлы рам также жесткие.

Связевые каркасы применяют в основном в промышленных зданиях вспомогательного назначения, а также в некоторых производственных зданиях с сеткой колонн 6Х6 м и относительно небольшими нагрузками перекрытия. В этом случае осущестляется шарнирное соединение ригелей и колонн, а жесткость каркаса обеспечивается соответствующими связями. В связевых каркасах соединение ригелей со стойками может выполняться и с частичным защемлением. В последнем случае уменьшаются усилия в ригелях и снижается расход материалов. Рамные каркасы обычно применяют при значительных нагрузках на пркрытия, когда целесообразно иметь жесткие стыки ригелей с колоннами.

Связевые каркасы многоэтажных зданий дешевле рамных, но они менее универсальны, так как наличие связей затрудняет свободную планировку помещений и реконструкцию производственного процесса во время эксплуатации здания. Несмотря на это, объем применения многоэтажных зданий со связевым каркасом составляет в настоящее время около 40 % их общей площади, т. е. достаточно велик.

Требуемая пространственная жесткость здания обеспечивается принятой конструктивной схемой; при этом в продольном и поперечном направлениях схемы здания могут быть различными. Например, при поперечных рамах и продольных связевых диафрагмах расчетная схема здания в поперечном направлении рамная, а в продольном — связевая. При вертикальных связевых диафрагмах, расположенных поперек здания, расчетная схема в поперечном направлении может быть связевой или рамно-связевой, а в продольном — рамной. В случае применения связевых схем вертикальные нагрузки воспринимаются перекрытиями здания и передаются колоннам. Горизонтальные нагрузки от ветра передаются перекрытиями на диафрагмы, которые обеспечивают общую устойчивость каркаса. Диафрагмы бывают разнообразного сечения: плоские, угловые, двутавровые, крестовые и в виде ядер жесткости. Вертикальные диафрагмы могут представлять собой стены (сплошные или с проемами), идущие на всю высоту здания.

Зайцев Ю. В., Строительные конструкции заводского изготовления: Учеб. для вузов по спец. «Пр-во строит. изделий и конструкций». — М., 1987

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики