Обеспечение жесткости конструкции

Обеспечение пространственной жесткости каркаса

Плоские конструкции (балки, арки, рамы, фермы и т.д.) предназначены для восприятия нагрузок, действующих в их плоскости. В зданиях и сооружениях различные плоские конструкции соединяются между собой связями, прогонами или плитами покрытия, образуя пространственную систему, которая должна обеспечить надежное восприятие внешних сил любого направления.

При этом передача усилий от одних частей сооружения на другие, вплоть до его основания, должна происходить без какого-либо нарушения устойчивости, жесткости и прочности всей пространственной конструкции в целом и отдельных ее частей.

Связи рекомендуются располагать в плоскости верхнего пояса ферм, балок, арок, рам. Связевые блоки ( в состав связевого блока входят связи по покрытию и колоннам каркаса ) устраивают в торцах зданий и по длине здания не реже чем через 21-30 м по длине здания. Связевые блоки у торцов здания можно не устраивать, если торцевые каменные или железобетонные стены могут воспринимать горизонтальные нагрузки.

В арочных, рамных и тому подобных конструкциях при наличии сжимающих усилий по внутренней кромке для предотвращения выхода ее из рабочей плоскости устанавливаются продольные связи жесткости (распорки, связевые фермы ).

Конструкция вертикальных и горизонтальных связей между плоскими рамами принимается в зависимости от типа, высоты сечения и шага несущих конструкций.

В качестве поясов связевых ферм используются верхние пояса несущих конструкций (или верхние по высоте сечения зоны поперечного сечения конструкций ).

Решетка связевых ферм выполняется раскосной из деревянных элементов или, при длине этих элементов более 4,5 м, крестовая из стальных тяжей.

Конструирование и расчет связей в курсовом проекте не требуется. Порядок расчета таких систем приведен в работах [7,8].Схема связей в покрытии здания с каркасом из гнутоклееных рам приведена на рис. 2.

Рекомендации по защите конструкций от загнивания и возгорания

Основным направлением борьбы с загниванием является создание осушающего режима, исключающего возникновение очагов загнивания. При проектировании деревянных конструкций должны предусматриваться и соблюдаться меры, предотвращающие возможность капельного переувлажнения древесины как при возведении зданий и сооружений, так и при их эксплуатации. К мерам конструктивной профилактики отно­сятся: устройство надежной гидроизоляции и пароизоляции, обеспече­ние свободного доступа к опорным узлам ферм и балок (низ несущих конструкций стоек, рам должен находиться на отметке +0,3 м, а арок – на отметке +0,5 м); отделение деревянных элементов от кирпича, бе­тона и металла; обеспечение сквозного проветривания подвалов и чер­даков; устройство вентиляционных продухов в стеновых панелях и па­нелях покрытия. Для изготовления конструкций допускается использовать только сухие пиломатериалы с влажностью не более 10% – для КДК, и с

влажностью не более 20% -для не клееных конструкций.

Если в процессе эксплуатации возникает опасность переувлажнения деревянных конструкций, то наряду с конструктивными мерами применяются химические меры защиты древесины от загнивания. Защита мелких деталей и изделий из древесины производится путем пропитки их водорастворимыми или маслянистыми антисептиками. Наибольшее применение находят водорастворимые антисептики – смесь технической буры и борной кислоты (ББК-3), кремнефтористый аммоний, кремнефтористый натрий, пентахлорфенолят натрия, хромат меди (ХМ-5, ХМБ-444), медно-хромцинковый препарат МХХД.

Для защиты от гигроскопического переувлажнения несущих клееных деревянных конструкций через боковые поверхности рекомендуются влагозащитные покрытия из синтетических лаков и эмалей. Применяются главным образом пентафталевые эмали ПФ-115, ПФ-117, ПФ-133 и хлориниловые эмали ХФ-110, ХВ-113, ХВ-1100 уретановые и пентафталевые лаки ПФ-170, ПФ-238, ПФ-283 используются при защите клееных и клеефанерных конструкций, а также изделий из древесных материалов для сохранения естественного вида защищаемых поверхностей.

Толщина лакокрасочного покрытия должна находиться в пределах 90-150 мкм в зависимости от типа покрытий и условий эксплуатации.

Торцы клееных деревянных конструкций и места соприкосновения с ме­таллическими накладками защищаются тиоколовыми мастиками У-30М и УГ-32 или эпоксидными шпатлевками К-153 и К-115. В металлодеревянных конструкциях металлические детали защищаются от коррозии в соответствии с рекомендациями СниП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии».

В пояснительной записке следует конкретно указать какая конст­рукция (или элемент конструкции) защищается, чем защищается, каким способом. Например, для клеефанерной утепленной плиты покрытия под рулонную кровлю:

конструктивные меры защиты – устрой­ство вентиляции вдоль ската кровли, вынос карниза на 500мм от продольной стены, надежное устройство стыков (утепленный расширенный продольный стык);

химические меры защиты – пропитка деревянных ребер панелей 10%-ным раствором кремнефтористого аммония (КФА) по способу горяче-холодных ванн, окраска фанерных обшивок пентафталевой эмалью ПФ-115 за два раза (эта окраска для нижней обшивки одновременно яляется пароизоляцией).

По условиям огнестойкости при проектировании следует отдавать предпочтение конструкциям прямоугольного массивного сечения, предел огнестойкости которых составляет 30-40 минут и защита которых антипиренами не требуется. Для повышения огнестойкости узловых соедине­ний рекомендуется размещать металлические крепежные элементы в тол­ще деревянного элемента.

Элементы ограждающих конструкций и другие деревянные элементы, имеющие небольшие размеры, должны обрабатываться антипиренами (ББ-11, МБ-1 МС-1 и др.) или окрашиваться огнезащитными красками типа ПХВО с расходом 0,6кг/м2. Подробнее вопросы повышения долго­вечности ограждающих и несущих деревянных конструкций освещаются в работах [8,9,10].

Обеспечение жесткости конструкции

Конструктивной системой здания называется совокупность взаимосвязанных горизонтальных и вертикальных конструкций здания, обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость.

Горизонтальные конструкции-перекрытия и покрытия зданий воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, передавая их поэтажно на вертикальные конструкции, которые, в свою очередь передают эти нагрузки и воздействия на основание.

-стержневые (стойки каркаса)

-плоскостные (стены, диафрагмы)

а) высотой в этаж (объемные блоки),

б) внутренние объемно-пространственные полые стержни на высоту здания-стволы жесткости.

в) объемно-постранственные внешние несущие конструкции на высоту здания в виде тонкостенной оболочки замкнутого сечения.

Принятая конструктивная система здания должна обеспечивать прочность, жесткость и устойчивость здания на стадии возведения и в период эксплуатации при действии всех расчетных нагрузок и воздействий.

Конструктивные системы жилых зданий классифицируются по типу вертикальных несущих конструкций.

Различают 5 основных конструктивных систем:

Кроме того, широко используют комбинированные конструктивные системы.

Для жилых зданий применяются следующие типы вертикальных несущих конструкций: стены, каркас и стволы (ядра жесткости), которым соответствуют стеновые, каркасные и ствольные конструктивные системы. При применении в одном здании в каждом этаже нескольких типов вертикальных конструкций различаются каркасно-стеновые, каркасно-ствольные и ствольно-стеновые системы.

При изменении конструктивной системы здания по его высоте (например, в нижних этажах — каркасная, а в верхних — стеновая), конструктивная система называется комбинированной.

Жилые здания рекомендуется проектировать на основе стеновых конструктивных систем с поперечными и (или) продольными стенами.

Стены, в зависимости от воспринимаемых ими вертикальных нагрузок, подразделяются на несущие, самонесущие и ненесущие.

Несущей называется стена, которая помимо вертикальной нагрузки от собственного веса, воспринимает и передает фундаментам нагрузки от перекрытий, крыши, ненесущих наружных стен, перегородок в т.д.

Самонесущей называется стена, которая воспринимает и передает фундаментам вертикальную нагрузку только от собственного веса (включая нагрузку от балконов, лоджий, эркеров, парапетов и других элементов стены).

Ненесущей называется стена, которая поэтажно или через несколько этажей передает вертикальную нагрузку от собственного веса на смежные конструкции (перекрытия, несущие стены, каркас).

Внутренняя ненесущая стена называется перегородкой

В зависимости от схемы расположения несущих стен в плане здания и характера опирания на них перекрытий (рис. 3) различают следующие конструктивные системы:

перекрестно-стеновая с поперечными и продольными несущими стенами;

поперечно-стеновая — с поперечными несущими стенами;

продольно-стеновая — с продольными несущими стенами.

Рис. 3. Стеновые конструктивные системы

а — поперечно-стеновые; б — перекрестно-стеновые;

в — продольно-стеновые с перекрытиями

I — малопролетными; II — среднепролетными; III — крупнопролетными

1 — ненесущая стена; 2 — несущая стена

В зданиях перекрестно-стеновой конструктивной системы наружные стены проектируют несущими или ненесущими (навесными), а плиты перекрытий — как опертые по контуру или трем сторонам. Высокая пространственная жесткость многоячейковой системы, образованной перекрытиями, поперечными и продольными стенами, способствует перераспределению в ней усилий и уменьшению напряжений в отдельных элементах. Поэтому здания перекрестно-стеновой конструктивной системы могут проектироваться высотой до 25 этажей.

В зданиях поперечно-стеновой конструктивной системы вертикальные нагрузки от перекрытий и ненесущих стен передаются в основном на поперечные несущие стены, а плиты перекрытия работают преимущественно по балочной схеме с опиранием по двум противоположным сторонам. Горизонтальные нагрузки, действующие параллельно поперечным стенам, воспринимаются этими стенами. Горизонтальные нагрузки, действующие перпендикулярно поперечным стенам, воспринимаются: продольными диафрагмами жесткости; плоской рамой за счет жесткого соединения поперечных стен и плит перекрытий; радиальными поперечными стенами при сложной форме плана здания.

Продольными диафрагмами жесткости могут служить продольные стены лестничных клеток, отдельные участки продольных наружных и внутренних стен. Примыкающие к ним плиты перекрытий рекомендуется опирать на продольные диафрагмы, что улучшает работу диафрагм на горизонтальные нагрузки и повышает жесткость перекрытий и здания в целом.

Здания с поперечными несущими стенами и продольными диафрагмами жесткости рекомендуется проектировать высотой до 17 этажей. При отсутствии продольных диафрагм жесткости в случае жесткого соединения монолитных стен и плит перекрытий рекомендуется проектировать здания высотой не более 10 этажей.

Здания с радиально расположенными поперечными стенами при монолитных перекрытиях можно проектировать высотой до 25 этажей. Температурно-усадочные швы между секциями протяженного здания с радиально расположенными стенами рекомендуется размещать так, чтобы горизонтальные нагрузки воспринимались стенами, расположенными в плоскости их действия или под некоторым углом. С этой целью в температурно-усадочных швах необходимо предусматривать специальные демпферы, работающие податливо при температурно-усадочных воздействиях и жестко — при ветровых нагрузках.

В зданиях продольно-стеновой конструктивной системы вертикальные нагрузки воспринимаются и передаются основанию продольными стенами, на которые опираются перекрытия, работающие преимущественно по балочной схеме. Для восприятия горизонтальных нагрузок, действующих перпендикулярно продольным стенам, необходимо предусматривать вертикальные диафрагмы жесткости. Такими диафрагмами жесткости в зданиях с продольными несущими стенами могут служить, поперечные стены лестничных клеток, торцевые, межсекционные и др. Примыкающие к вертикальным диафрагмам жесткости плиты перекрытий рекомендуется опирать на них. Такие здания рекомендуется проектировать высотой не более 17 этажей.

Читайте также:  Формы скатных крыш

При проектировании зданий поперечно-стеновой и продольно-стеновой конструктивных систем необходимо учитывать, что параллельно расположенные несущие стены, объединенные между собой только дисками перекрытий, не могут перераспределять между собой вертикальные нагрузки. Для обеспечения устойчивости стен при аварийных воздействиях (пожаре, взрыве газа) рекомендуется предусматривать участие стен перпендикулярного направления. При наружных несущих стенах из небетонных материалов (например, из слоистых панелей с листовыми обшивками) рекомендуется продольные диафрагмы жесткости располагать так, чтобы они хотя бы попарно соединяли поперечные стены. В изолированно расположенных несущих стенах рекомендуется предусматривать вертикальные связи в горизонтальных соединениях и стыках.

В каркасных конструктивных системах основными вертикальными несущими конструкциями являются колонны каркаса, на которые передается нагрузка от перекрытий непосредственно (безригельный каркас) или через ригели (ригельный каркас). Прочность, устойчивость и пространственная жесткость каркасных зданий обеспечивается совместной работой перекрытий и вертикальных конструкций. В зависимости от типа вертикальных конструкций, используемые для обеспечения прочности, устойчивости и жесткости, различают связевые, рамные и рамно-связевые каркасные системы (рис. 4).

Рис. 4. Каркасные конструктивные системы

а, б — связевые с вертикальными диафрагмами жесткости;

в — то же, с распределительным ростверком в плоскости вертикальной диафрагмы жесткости; г — рамная; д — рамно-связевая с вертикальными диафрагмами жесткости; е то же, с жесткими вставками

1 — вертикальная диафрагма жесткости; 2 — каркас с шарнирными узлами;

3 — распределительный ростверк; 4 — рамный каркас; 5 жесткие вставки

При связевой каркасной системе применяется безригельный каркас или ригельный каркас с нежесткими узлами ригелей с колоннами. При нежестких узлах каркас практически не участвует в восприятии горизонтальных нагрузок (кроме колонн, примыкающих к вертикальным диафрагмам жесткости), что позволяет упростить конструктивные решения узлов каркаса, применять однотипные ригели по всей высоте здания, а колонны проектировать как элементы, работающие преимущественно на сжатие. Горизонтальные нагрузки от перекрытий воспринимаются и передаются основанию вертикальными диафрагмами жесткости в виде стен или сквозных раскосных элементов, поясами которых служат колонны (см. рис. 4). Для сокращения требуемого количества вертикальных диафрагм жесткости их рекомендуется проектировать непрямоугольной формы в плане (уголковой, швеллерной и т.п.). С той же целью колонны, расположенные в плоскости вертикальных диафрагм жесткости, могут объединяться распределительными ростверками, расположенными в верху здания, а также в промежуточных уровнях по высоте здания.

В рамной каркасной системе вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимает и передает основанию каркас с жесткими узлами ригелей с колоннами. Рамные каркасные системы рекомендуется применять для малоэтажных зданий.

В рамно-связевой каркасной системе вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимают и передают основанию совместно вертикальные диафрагмы жесткости и рамный каркас с жесткими узлами ригелей с колоннами. Вместо сквозных вертикальных диафрагм жесткости могут применяться жесткие вставки, заполняющие отдельные ячейки между ригелями и колоннами. Рамно-связевые каркасные системы рекомендуется применять, если необходимо сократить количество диафрагм жесткости, требуемых для восприятия горизонтальных нагрузок.

В каркасных зданиях связевой и рамно-связевой конструктивных систем наряду с диафрагмами жесткости могут применяться пространственные элементы замкнутой формы в плане, называемые стволами. Каркасные здания со стволами жесткости называют каркасно-ствольными.

Каркасные здания, вертикальными несущими конструкциями которых являются каркас и несущие стены (например, наружные, межсекционные, стены лестничных клеток), называются каркасно-стеновыми.

Здания каркасно-стеновой конструктивной системы рекомендуется проектировать с безригельным каркасом или с ригельным каркасом, имеющим нежесткие узлы соединения ригелей с колоннами.

В ствольных конструктивных системах вертикальными несущими конструкциями являются стволы, образуемые преимущественно стенами лестнично-лифтовых шахт, на которые непосредственно или через распределительные ростверки опираются перекрытия.

По способу опирания междуэтажных перекрытий различают ствольные системы с консольным, этажерочным и подвесным опиранием этажей (рис. 5).

Рис. 5. Ствольные конструктивные системы (с одним несущим стволом)

а, б — консольные; в, г — этажерочные; д, е — подвесные

1 — несущий ствол; 2 — консольное перекрытие; 3 — консоль высотой в этаж; 4 — консольный мост; 5 ростверк; 6 — подвеска

Ствольные конструктивные системы рекомендуется применять при строительстве зданий, в которых необходимо свободное пространство под зданием, а также при сложных инженерно-геологических условиях.

Конструктивные типы и схемы гражданских зданий

Здания, выполняемые из заранее изготовленных крупноразмерных плоскостных элементов стен, перекрытий, покрытий и других элементов, называют крупнопанельными. Панели, производимые в заводских условиях, имеют повышенную готовность: в них вмонтированы окна, двери, отопительные приборы. Применение таких конструкций повышает производительность труда, сокращает сроки строительства.

Конструктивные элементы здания (фундаменты, стены, колонны и перекрытия), соединяясь между собой в пространстве, образуют несущий остов.

По особенностям пространственного остова различают следующие конструктивные типы зданий: бескаркасный, каркасный и с неполным каркасом (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Конструктивные типы гражданских зданий:

в — с неполным каркасом;

1 — несущие стены;

2 — междуэтажные перекрытия;

3 — колонны; 4 — ригели;

5 — самонесущие стены

Бескаркасные здания (с несущими стенами) представляют собой системы ячеек, образованных стенами и перекрытиями. Наружные и внутренние стены воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий. Бескаркасный тип получил широкое распространение при возведении жилых домов, школ и других общественных зданий.

Для пятиэтажных крупнопанельных домов наибольшее применение нашли следующие основные конструктивные бескаркасные типы:

1) с несущими продольными стенами (рис. 2.2, а);

2) с часто расположенными поперечными стенами и с перекрытиями размером «на комнату» (рис. 2.2,6);

3) с несущими поперечными стенами и опиранием перекрытий на две или три стороны, с несущими редко расположенными стенами, с перекрытиями из предварительно напряженных многопустотных железобетонных настилов, с поперечными несущими стенами, работающими на изгиб как балки-стенки (рис. 2.2, в);

4) с несущими продольными наружными и внутренними стенами, поперечными диафрагмами жесткости и перекрытиями из железобетонных предварительно напряженных многопустотных настилов, опирающихся на две стороны.

Рис. 2.2. Конструктивные типы бескаркасных крупнопанельных зданий

Крупнопанельные жилые дома повышенной этажности сооружаются как бескаркасные здания с поперечными несущими стенами:

  • с опиранием панели по контуру, с шагом поперечных стен 2,6 и 3,2 м и расстоянием между осями трех продольных стен здания по 5,75 м;
  • с шагом 3,2 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5,6 м;
  • с шагом поперечных стен 2,7 и 3,3 м и расстоянием между осями трех продольных стен 6 м;
  • с шагом 3,2 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5 м;
  • со взаимосмешанным шагом 3,0 и 3,3 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5,7 и 4,8 м;
  • с поперечным шагом 6 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5 м;
  • с шагом поперечных несущих стен 2,65 и 3,4 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5,76 м;
  • с продольными несущими стенами с двумя пролетами по 6 м каждый.

Каркасные крупнопанельные здания выполняют в виде многоярусной пространственной системы, состоящей из колонн и междуэтажных перекрытий. Несущими элементами являются колонны, ригели и перекрытия, а роль ограждающих элементов выполняют наружные стены. Такой конструктивный тип используют для возведения высотных зданий, а также в тех случаях, когда необходимы помещения значительных размеров, свободные от внутренних опор (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Конструктивные типы каркасных зданий:
а — с продольным расположением ригелей;

б — с поперечным расположением ригелей;

в — безригельное решение;

г — с пространственным каркасом;

д — с неполным поперечным каркасом и несущими наружными стенами;

е — с опиранием панелей на наружные панели и две стойки по внутреннему ряду;

1 — самонесущие стены; 2 — колонны; 3 — ригели; 4 — плиты междуэтажных перекрытий; 5 — надколонная плита перекрытия; 6 — межколонные плиты; 7 — панель-вставка

Пространственная жесткость в крупнопанельных зданиях достигается устройством:

  • многоярусной рамы, которая образована пространственным сочетанием колонн, ригелей, перекрытий и представляет собой геометрически неизменяемую систему;
  • стенок жесткости, устанавливаемых между колоннами (на каждом этаже);
  • плит-распорок, уложенных в междуэтажных перекрытиях (между колоннами);
  • стен лестничных клеток и лифтовых шахт, связанных с конструкциями каркаса;
  • надежного сопряжения элементов каркаса в стыках и узлах.

В зданиях с неполным каркасом наряду с внутренним рядом колонн нагрузку от междуэтажных перекрытий воспринимают наружные стены. В современном строительстве такой конструктивный тип имеет ограниченное применение (см. рис. 2.1, в).

Каждый конструктивный тип здания, в свою очередь, имеет несколько конструктивных схем, различающихся взаимным расположением несущих элементов.

Для бескаркасных типов зданий характерны следующие схемы:

  • с продольным расположением несущих стен (в этом случае на них опираются междуэтажные перекрытия);
  • с поперечным расположением несущих стен (в данном случае наружные стены, за исключением торцовых, — самонесущие, на них не передаются нагрузки от перекрытий);
  • перекрестная — с опиранием плит перекрытия (по контуру) на продольные и поперечные стены.

Для каркасного типа зданий могут применяться схемы с поперечным расположением ригелей, с продольным расположением ригелей и безригельные.

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

Здание и его элементы, подвергающиеся воздействию вертикальных и горизонтальных нагрузок, должны иметь достаточную прочность (способность отдельных конструкций и всего здания воспринимать приложенные нагрузки), устойчивость (способность здания сопротивляться воздействию горизонтальных нагрузок) и пространственную жесткость (способность отдельных элементов и всего здания не деформироваться при действии приложенных сил.

При увеличением этажности здания возрастают различные нагрузки, действующие на него. С помощью специальных мер достигаются необходимые устойчивость и пространственная жесткость здания.

В бескаркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается устройством внутренних поперечных стен и стен лестничных клеток, связанных с продольными (наружными) стенами, а также междуэтажных перекрытий, связывающих стены между собой и расчленяющих их на отдельные ярусы по высоте.

Читайте также:  Стропильная система четырехскатной крыши

Конструктивные системы.Принципы обеспечения жесткости и устойчивости зданий

Вся совокупность конструктивных элементов несущего остова многоэтажных зданий в каждом отдельном случае объединена между собой вполне определенном образом, образуя в пространстве единство закономерно расположенных частей, т.е. конструктивную систему. Так называют способ размещения несущих горизонтальных и вертикальных конструкций в пространстве,их взаимное расположение, способ передачи усилий и т.п.

Виды конструктивных систем:

1)При стеновом несущем остове

Системы с продольно расположенными несущими или, с продольными несущими стенами (расположены вдоль длинной,фасадной стороны здания и параллельно ей). Таких параллельно расположенных стен может быть две, три, четыре. Соответственно бытуют названия «двухстенка», «трехстенка» и т.п.

Системы с поперечно расположенными (с поперечными) несущими стенами. Разновидности: с широким шагом (более 4,8м); узким шагом (4,2…4,8м); со смешанными шагами.

Системы с перекрестным расположением несущих стен (перекрестно-стеновая система).

2)При каркасном несущем остове

Определяющим признаком в этом случае является расположение ригелей каркаса. Ригель- стержневой горизонтальный элемент несущего остова (главная балка, ферма и т.п.),передающий нагрузки от перекрытий непосредственно на стойки каркаса. Различают четыре типа каркасных систем: с поперечным расположением ригелей, с продольным, с перекрестным, с безригельным каркасом, при котором ригели отсутствуют, а безбалочные плиты перекрытий опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны.

При комбинированном несущем остове

Сочетания стержневых и плоскостных вертикальных опор:

Системы, в которых каркас расположен в пределах нижних 1…3 этажей, а выше бескаркасный несущий остов. Расположение стен- по переферии, а стоек каркаса- внутри здания (неполный каркас).Системы со стеновым остовом- в одном или в несколько центрально расположенных стволах, которые обстроены по переферии стойками каркаса в один или несколько рядов и т.д.

Стеновой несущий остов – самый распространенный в жилищном строительстве, каркасный применяется для зданий с большими, не разгороженными перегородками помещениями.Этот остов является основным для производственных зданий, многих типов общественных зданий и сооружений.Комбинированный- при строительстве гражданских многоэтажных зданий

Устойчивость здания- его способность противодействовать усилиям, стремящимся вывести здание из исходного состояния статического или динамического равновесия. Пространственная жесткость- это характеристика системы, отражающая ее способность сопротивляться деформациям или, что тоже, способность сохранять геометрическую неизменяемость формы. Шарнирный треугольник- геометрически неизменяемая система, поэтому в четырехугольную конструкцию вводят диагональный стержень(связевая система) или заменяют узел шарнирного соединения стержней на жесткий, неизменяемый (так называемый рамный)- рамная система. При этом достаточно придать геометрическую неизменяемость только одному пролету, чтобы система стала геометрически неизменяемой.

Помимо диагональных стерженей геометрическая неизменяемость систем обеспечивается и другими способами: введением диафрагмы, ядер жесткости и т.п.

Таким образом существует два способа обеспечения жесткости плоских систем – по рамной и по связевой схемам. Комбинируя их можно получить три варианта конструктивных схем здания: связевую. Рамную и рамно-связевую (при проектировании каркасного несущего остова)

8. Требования к ограждающим конструкциям зданий и средства их реализации.

Для ограждающих конструкций первычными являются воздействия несилового характера: потоков влаги и тепла, распространение звуковых волн и т.п.


Теплозащитные свойства стен зависят от способности строительного материала передавать теплоту. Чем меньше плотность, тем меньше величина коэфициента его теплопроводности, тем лучше теплозащитные свойства стен. Теплоустойчивость- характеризует способность стены сохранять неизменныйм тепловое состояние своих внутренних слоев. Это состояние может быть нарушено тепловыми волнами. Воздухопроницание характеризует интенсивность фильтрации воздуха через поры материала и неплотности конструкций (инфильтрация). Одновременно, стена должна обладать сопротивлением паропроницанию, ухудшению теплозащитных свойст стены, увлажнению стен и выпадению конденсата.

Паропроницание ограничивается пароизоляцией на внутренней поверхности стены (если материал стен или теплоизоляция имеет пористую структуру). В случае плотной структуры материала, наиболее плотные слои следует располагать ближе к внутренней поверхности. Также защита от паров – это меры по их удалению.

В этих целях материалы большей пористости следует размещать ближе к наружным слоям стены, но не на самой наружной поверхности, т. к. она подвержена воздействию осадков и т.п. Поэтому на наружной поверхности необходим защитный слой из плотных структур.

Два метода совместного учета ограждающих и несущих свойст стеновых конструкций: совмещение этих функций (однослойная конструкция) и разделение(многослойная или слоистая конструкция).

Стеновые ограждения будут эффективны, если ко всему вышеперечисленному принять меры по устранению «мостиков холода». К ним относятся случаи, когда в наружную стену включают конструктивные элементы из материалов большей теплопроводности:плиты балконов, железобетонные колонны или балки, втопленые с внутренней стороны и т.п. в следствии понижения температур внутренней поверхности образуется конденсат. Меры борьбы: введение слоя эффективного утеплителя.

Факторы, воздействующие на них: движение теплового потока, диффузия водяного пара, воздушный шум, ударный шум, воздухопроницание, возможное газопроницание.

Важнейшая ограждающая функция перекрытий: звукоизоляция. Различают ударный и воздушный звуки. Мероприятия по звукоизоляции: 1. Тщательная заделка всех неплотностей в стыках между сборными элементами , в местах сопряжений перекрытий со стенами и т.д. 2.для устранения мембранных колебаний: увеличение массивности конструкций и их веса или устройство многослойных конструкций со слояит различной звукопроницаемости. На границе двух смежных сред (слоев) энергия звуковых волн уменьшается за счет отражения каждой новой. Акустически однородные , неоднородные конструкции. 3.Изоляция от ударного звука обеспечивается:применением упругих прокладок между конструктивными элементами пола и несущими конструкциями перекрытий, применение упругого основания пола (из релина, тапифлекса и т.п.). 4. Изоляция структурного шума в перекрытиях из-за жестких узлов- раздельные полы и потолки.

Другие типы перекрытий

В чердачных перекрытиях главнвя функция- теплоизоляция. Поэтому основные требования: толщина теплоизоляционного слоя(с учетом отапливаемый чердак или нет), дополнительная теплоизоляция отдельных мест,в которых возможно образование мостиков холода, предупреждение увлажнения теплоизоляционных материалов: устройство защитного слоя пароизоляции по ходу движения паров (т.е. в чердачных перекрытиях ниже утеплителя), проветривание чердаков и т.д.

Над эркером совмещаются функции чердачного перекрытия и кровли – совмещенное бесчердачное покрытие. Такая конструкция может выполняться двумя способами: 1. Крыша и перекрытие остаются в виде раздельных частей со сплошным воздушным продувом- вентилируемые совмещенные покрытия.2. Кровля и чердачное перекрытие объединяются.

Особенности перекрытий под эркером и над проездом в том, что они должны предусматривать теплоизоляцию и защитный слой пароизоляции укладывается выше утеплителя – под конструкцие пола. Эти перекрытия должны также тиеть защитный слой рна нижней поверхности- для предохранения от воздухо- и паропроницания.

Для предотвращения водопроницаемости в таких помещениях, как душевые и санитарные узлы вбытовых помещениях и т.п., под полом устраивается гидроизоляционный ковер, края которого заводят на стену.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Какие конструкции обеспечивают жесткость каркасных зданий

Общая устойчивость и пространственная жесткостьздания зависят от взаимного сочетания и расположения конструктивных элементов, прочности узлов соединений и т.д.

В зданиях с несущими стенами пространственная жесткость обеспечивается:

внутренними поперечными стенами, в том числе и стенами лестничных клеток, соединяющимися с продольными наружными стенами;

междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и расчленяющими их по высоте на ярусы.

В каркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается:

совместной работой колонн, ригелей и перекрытий, образующих геометрически неизменяемую систему;

устройством между стойками каркаса специальных стенок жесткости;

стенами лестничных клеток, лифтовых шахт;

укладкой в перекрытии настилов-распорок;

надежными соединениями узлов.

Указанные конструктивные решения дают лишь общие конструктивные представления о мерах по обеспечению пространственной жесткости здания.

Технико-экономические показатели объемно-планировочных решений гражданских зданий.

Помимо общей оценки экономичности проектного решения по показателю приведенных затрат проводится частная оценка по объемно – планировочным показателям, сметной стоимостью, показателям затрат труда и потребности в основных материалов на 1 м2 общей площади. Подсчитываются показатели текущих затрат и капиталовложении в развитие в производственной базы. Выявляются показатели технологичности проектных решений: вес конструкций и материалов на 1м2 общей площади, число типоразмеров и марок сборных изделий, вес монтажных элементов и продолжительность строительства в целом и на 1000м2 общей площади..

Пж – жилая площадь (сумма площадей жилых комнат) по дому в целом и на квартиру в среднем;

– приведенная общая площадь – сумма площадей жилых комнат, подсобных помещений квартир (кухни, передние, санузлы, встроенные шкафы) и летних помещений квартир, принимаемых со следующими коэффициентами приведения: 0,2 – для выносных балконов; 0,35 – для выносных балконов с боковыми экранами и лоджиями, выходящих за габарит здания; 0,5 -–для лоджий, входящих в габарит здания;

Пл – площадь летних помещений;

Пвк – площадь внеквартирных помещений (коммуникационных, технических и т.п.);

Ос – строительный объем надземной части здания, определяемый умножением площади горизонтального сечения здания по внешнему обводу на уровне первого этажа (над цоколем) на высоту здания, измеренную от отметки чистого пола первого этажа до верхней плоскости теплоизоляции (в чердачных крышах) или до средней отметки верха бесчердачной крыши;

Пз – площадь застройки, равная площади горизонтального сечения по внешнему обводу здания на уровне цоколя в сумме с выступающими частями (веранды, портики, галереи);

коэффициенты К1 – отношение жилой площади к приведенной общей площади по дому в целом;

К2 – отношение строительного объема дома к приведенной общей площади;

К3 – отношение площади наружных стен к приведенной общей площади дома;

К4 – приведенная общая площадь на 1 человека.

К1 = – показатель целесообразности соотношений жилой и приведенной общей площади по дому.
К2 = – показатель экономичности использования строительного объема здания

Показатель компактности жилого здания определяется:
К3 = ; где, С – площадь поверхности наружных стен

Удельный показатель жилого дома определяется:
К4 = . где п – число живущих в доме.

Читайте также:  Самые лучшие материалы громко заявили о себе

Основные принципы планировки сельских населенных мест

Основными гигиеническими принципами планировки населённых мест в СССР являются: выбор наиболее здоровой территории для населенного пункта, использование в оздоровительных целях местных природных факторов, оздоровление территорий, правильное размещение основных объектов строительства, соблюдение нормальной плотности заселения, озеленение и осуществление всех видов благоустройства, обеспечивающих наиболее благоприятные условия жизни, труда и отдыха населения. Основным принципом планировки населённых мест в СССР является функциональное зонирование, т. е. территория города подразделяется на зоны: жилой застройки (селитебную зону), промышленную, коммунально-складскую и транспортную. Под жилую зону отводят наиболее здоровые и удобные участки территории, около 20% которых занимают зеленые насаждения.

Обеспечение жесткости в метал конструкции

Добрый день! Прошу дельного совета по поводу организации жесткости в метал конструкции! ПДФ прилагаю! Есть масса своих идей, но хочу услышать совет со стороны!

Проект по обустройству остекления лестничного схода из поликарбоната! Есть такой же возведенный проект! Прислали образец! Сделал наброски проекта! Вопрос заключается в обеспечении жесткости, так как данную конструкцию не стал перепроверять на несущую способность (практически одна снеговая нагрузка)! Тут больше стоит задуматься о жесткости конструкции!

По оси Х она обеспечена за счет балок на фланцах, которые крепятся на болтовом соединении к стойкам + перепад высот крепления стоек!
По оси Y она также частично обеспечена перепадом высот . но вот тут и вопрос – ЭТОГО ДОСТАТОЧНО?
Особенно волнует момент входа – там стойка 4 метра в высоту и жесткость по оси Y. Волнует!

Еще волнует жесткость в плоскости XY на высоте крепления ферм!

Заранее благодарю за дельные советы!

08.02.2012, 11:35#1
разрез.pdf (146.1 Кб, 147 просмотров)
фасад и план.pdf (271.3 Кб, 150 просмотров)

08.02.2012, 14:46#2

akex, в Вашем SOS – одиннадцать “воскликательных” знаков.
“Тут больше стоит задуматься о жесткости конструкции!”
Волнует!
Ну, вот Вы построили магазин. А мне жена сказала купить картошку. И я иду в Ваш в магазин. А про автор магазина пишет одни междометия и воскликакельные знаки. Мне что, за картошкой по выходным в магазин в бронежилете ходить?
Я не поддеваю, ей-Богу, просто спрашиваю.

единица измерения обозначение величина
исходные данные длина см L 270
к-ент расчётной длины безразмерный μ 1
сечение 200*200*7
ширина см h 20
высота см b 20
толщина см t 0.7
модуль Юнга кг/см2 E 2000000
площадь поперечного сечения см2 A 52.36
момент инерции в продольном направлении см4 Ix 3193
момент инерции в поперечном направлении см4 Iy 3193
расчётное сопротивление стали по пределу упругости кг/см2 Ry 2450
продольное усилие сжатия кг N 100000
толщина вертикального ребра (для шарнирного опирания) см tр 2.5
СНиП II-23-81* “Стальные конструкции” табл. 2 к-ент надёжности по материалу γm 1.025
СНиП II-23-81* “Стальные конструкции” табл. 6 п. 2 к-ент условий работы γс 0.95
ГОСТ 9467-75* Временное сопротивление разрыву металла шва (электроды Э42) кг/см2 Rwun 4200
СНиП II-23-81* “Стальные конструкции” табл. 51, а нормативное временное сопротивление металла труб (сталь С245) кг/см2 Run 3800
к-ент надёжности по металлу шва γwm 1.25
СНиП II-23-81* “Стальные конструкции” п. 11.2 к-ент условий работы шва γwf 0.85
к-ент условий работы шва γwz 0.85

расчёт стойки расчётная длина см
L0 = L*μ L0 270
радиус инерции в продольном направлении см
ix = (Ix/A)^0.5 ix 7.81
радиус инерции в поперечном направлении см
iy = (Iy/A)^0.5 iy 7.81
гибкость в продольном направлении
λx = L0/ix λx 35
гибкость в поперечном направлении
λy = L0/iy λy 35
приведённая гибкость в продольном направлении
λx штрих = λx * (Ry/E)^0.5 λx штрих 1.21
приведённая гибкость в поперечном направлении
λy штрих = λy * (Ry/E)^0.5 λy штрих 1.21
к-ент продольного изгиба в продольном направлении
φx = 1-0.066 *(λx штрих) * (λx штрих)^0.5 при 0 N/ (Rwf * γwf * γс * βf * Kf) см Lw 120
Условие прочности по металлу границы сплавления
N/(βz * Kf * Lw) N/ (Rwz * γwz * γс * βz * Kf) см Lw 91

принятая длина шва см Lw max 120

количество швов nш 4
длина приваренной части опорного ребра стойки
Lприв = ((Lw max)/nш) +1см Lприв 31

“свободный” конец опорного вертикального ребра (т.е. не вваренный в стойку) см Lсв 5

общая длина вертикального опорного ребра стойки см Lребра 35.9
Lребра = Lприв + Lсв

габариты вертикального опорного ребра стойки
длина, мм 359
ширина, мм 220
толщина, мм 25

Билет 6. 1.конструктивные схемы и конструктивные системы. Принципы обеспечения жесткости и устойчивости зданий.

Виды конструктивных систем при стеновом несущем остове. (самый распространенный в жилищном строительстве)

  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 или четы (двухстенка, трёхстенка и т.п.)
  2. Системы с поперечно расположенными (с поперечными) несущими стенами. Разновидности: с широким шагом (более 4.8 м); с узким шагом (4.2…4.8 м); со смешанными шагами.
  3. Системы с перекрестным расположением несущих стен (перекрестно-стеновая система)

При комбинированном несущем остове. (гражданские многоэтажные здания; многоэтажные жилые здания на магистральных улицах; гостиницы, санатории)

  • 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 и в нескольких центрально расположенных стволах, которые обстроены по периферии стойками каркаса в один или несколько рядов и т.д.

При каркасном несущем остове. (применяется для зданий с большими, неразгороженными перегородками помещениями; производственные здания, независимо от их этажности, многие типы общ.зданий и сооруж.)

Определяющим фактором в этом случае является расположение ригелей (главная балка, ферма и т.п.) каркаса. Различают четыре типа конструктивных каркасных систем: с поперечным расположением ригелей (характерно для многоэтажных каркасных зданий при строительстве в сейсмических районах; многоэтажные здания производственного назначения со значительными нагрузками на перекрытия); с продольным; с перекрестным расположением ригелей; с безригельным каркасом (гладкие или кессонированные плиты перекрытий опираются на капители колонн или непосредственно на колонны).

Устойчивостью здания называют его способность противодействовать усилиям, стремящимся вывести здание из исходного состояния статического или динамического равновесия. Пространственная жесткость (=геометрическая неизменяемость) несущего остова – это характеристика системы, отражающая ее способность сопротивляться деформациям (=способность сохранять геометрическую неизменяемость формы). В строительной механике сооружение называется геометрически изменяемым, если оно теряет форму при действии нагрузки; например, шарнирный четырёхугольник, к которому приложена небольшая горизонтальная сила; и, наоборот, шарнирный треугольник – геометрически неизменяемая система. Превращение четырёхугольника в геометрически неизменяемую систему можно осуществить двумя способами: ввести один диагональный стержень (связевая система) или заменить узел шарнирного соединения стержней на жесткий, неизменяемый, способный воспринимать узловые моменты (рамная).

С помощью каждого из этих способов 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.

Так, помимо диагонального стержня геометрическая неизменяемость систем обеспечивается и другими способами: ведением диафрагмы жесткости, ядер жесткости и т.п.

Существуют два способа обеспечения жесткости плоских систем – по рамной и по связевой схемам. (их можно комбинировать)

Рамная схема представляет собой систему плоских рам (одно- и много- пролетных; одно- и много- этажных), расположенных в двух взаимно перпендикулярных (или под другим углом) направлениях – систему стоек и ригелей, соединенных жесткими узлами при их сопряжениях в любом из направлений (редко применяется из-за трудоемкости построечных работ по обеспечению жесткости узлов и повышенного расхода стали)

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 направлении; обычно эти места совпадают со стенами лестничных клеток (применяют при стеновом несущем остове и при различных системах остовов с неполным каркасом).

2. конструкции полов по деревянному балочному перекрытию.Конструкция пола состоит из ряда последовательно лежащих слоев. Покрытием пола называется верхний слой пола, непосредственно подвергающийся износу и другим эксплуатационным воздействиям. Покрытия полов подразделяются на полы из штучных материалов (досок, паркета, линолеума и др.) и сплошные (бетонные, асфальтовые и др.) Наименование пола устанавливают по его покрытию. Прослойка – промежуточный соединительный (клеевой) слой, связывающий покрытие с нижележащим элементом пола (стяжкой) или перекрытием или же служащий для покрытия упругой постелью. Стяжка – слой, служащий для выравниван6ия поверхности подстилающего слоя или основания и для придания покрытию требуемого уклона. Кроме того стяжку применяют для устройства жесткой или плотной корки по нежесткому или пористому тепло- или звукоизоляционному слою. Стяжка по сплошному тепло- или звукоизоляционному слою перекрытия допускается при сосредоточенных нагрузках на пол не более 0,2 кН. Материалом для стяжки служат цементно-песчаный раствор, бетон, легкий бетон, асфальт, древесноволокнистые плиты. Основанием для пола являются перекрытие или слой грунта, воспринимающие все нагрузки, действующие на пол. Подстилающий слой (подготовка) применяется для распределения нагрузки на основание.

Для обеспечения хорошей звуко- и теплоизоляции применяют засыпку или плитные материалы, которые укладывают на накат, располагаемый между балками и опираемый на черепные бруски, прибиваемые к балкам.

Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 530 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Ссылка на основную публикацию