Основные элементы зданий каркасной конструктивной системы

Каркасными сооружают, как правило, общественные и административные здания. В последние годы строят также и каркасные многоэтажные жилые дома. В зданиях с полным каркасом несущий остов состоит из колони и ригелей, выполняемых в виде балок для опирания конструкций перекрытий. Скрепленные между собой колонны и ригели образуют несущие рамы, воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагрузки здания. Наружные стены в зданиях этого типа выполняются навесными или самонесущими. Навесные ненесущие стены в виде навесных панелей прикрепляют к наружным колоннам каркаса. Самонесущие наружные стены опираются непосредственно на фундаменты или на фундаментные балки, устанавливаемые по столбчатым фундаментам. Самонесущие стены прикрепляются к колоннам каркаса.
В зданиях с неполным каркасом наружные стены делают несущими, а колонны располагают лишь по внутренним осям здания. При этом ригели укладывают между колоннами, а иногда и между колоннами и наружными стенами. Такой конструктивный тип здания в современном строительстве имеет ограниченное применение.
Здание любого типа должно быть не только достаточно прочным: не разрушаться от действия нагрузок, но и обладать способностью сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок, и иметь пространственную жесткость, т. е. способность как в целом, так и в отдельных его частях сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.

Колонна – несущий вертикальный элемент конструкции

Ригель — стержневой горизонтальный элемент несущего остова (опорная балка перекрытия)

Связи – стальные конструкции, устанавливаются в гориз. либо верт. направлении, обеспечивают пространственную жёсткость здания.

В зданиях с полным каркасом несущий остов состоит из колони и ригелей, выполняемых в виде балок для опирания конструкций перекрытий. Скрепленные между собой колонны и ригели образуют несущие рамы, воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагрузки здания. Наружные стены в зданиях этого типа выполняются навесными или самонесущими. Навесные ненесущие стены в виде навесных панелей прикрепляют к наружным колоннам каркаса. Самонесущие наружные стены опираются непосредственно на фундаменты или на фундаментные балки, устанавливаемые по столбчатым фундаментам. Самонесущие стены прикрепляются к колоннам каркаса.
В зданиях с неполным каркасом наружные стены делают несущими, а колонны располагают лишь по внутренним осям здания. При этом ригели укладывают между колоннами, а иногда и между колоннами и наружными стенами. Такой конструктивный тип здания в современном строительстве имеет ограниченное применение.
Здание любого типа должно быть не только достаточно прочным: не разрушаться от действия нагрузок, но и обладать способностью сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок, и иметь пространственную жесткость, т. е. способность как в целом, так и в отдельных его частях сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.

а) с поперечными рамами

б) с продольными

в) при связевом каркасе

г) с ядрами жёсткости

1-прогон (ригель рамы)

2-диафрагма жёсткости

3-жёсткий диск перекрытия

4-крепление перекрытия к ядру жёсткости

5-ядро жёсткости

Виды верт. связей жёсткости:

а) стальные крестообразные

б) портальные

в) сборные жб диафрагмы в виде перегородки

38.Большепролетные плоскостные конструкции: балки, фермы, арки, рамы

Плоскостные несущие конструкции большепролётных прямоугольных в плане помещений состоят из рядов колонн и ригелей (балок или ферм).

Жёсткой крепление плит с балками или фермами образует горизонтальный жёсткий диск.

В покрытиях зальных помещений с пролётом до 30м применяются жб, стальные и деревянные балки или фермы, при пролётах более 30м – стальные фермы.

Балки

Современные балки делают двутаврового сечения. Балки бывают двухскатные, односкатные и горизонтальные. Высота зависит от пролёта, прочности материала, нагрузок и допускаемых прогибов.

Деревянные балки бывают гвоздевые и клееные. Верхний и нижний пояса образуются брусьями, нашитыми с обеих сторон вертикальной стенки и скреплённых доп. накладками.

Жб сборные балки бывают таврового (пролетом 6, 9, 12м) и двутаврового (12, 18 и 24м) сечения. Б. пролётом 18 и 24м могут быть составными, с облегчёнными стенками и с предварительно напряжённой арматурой нижнего пояса. Высоту принимают от 1/10 до 1/12 пролёта.

Ml (стальные) балки имеют двутавровое сечение прокатного профиля или составного, выполненного на сварке. В балках длиной более 6м устраивают рёбра жёсткости с шагом 1,5 высоты балки. Высоту балки принимают 1/10...1/15 пролёта. Кроме стали используют алюминиевые сплавы. Их преимущества: меньший вес, большая каррозиестойкость и работа при t -50° и ниже, недостатки: меньшая прочность и жёсткость, большая стоимость.

Фермы

В ферме составлены только самые напряжённые Эл-ты конструкции – верх. и ниж. пояса, кот. соединяются вертикально и наклонно поставленными элементами – решёткой фермы. Вертикальные Эл-ты – стойки, наклонные – раскосы. Ферма намного легче балки, поэтому может перекрывать гораздо большие пролёты.

Решётку фермы называют раскосной, если раскосы на одной половине фермы направлены в одну сторону; треугольной, если раскосы имеют переменные направления; безраскосной (при отсутствии раскосов). Нагрузки на ферму передаются только в местах узлов. Фермы бывают односкатные, двускатные, с горизонтальным верхним поясом, сегментного очертания.

Деревянные фермы применяют редко. Эл-ты фермы выполняют из брусьев прямоугольного сечения, растянутые – из парных досок. По дер. фермам и балкам устраивают покрытие из деревоплиты или дощатых щитов.

Жб фермы изготовляют пролётами 18 и 24м. Могут быть составлены из 2х полуферм. Чаще при строительстве гражданских зданий используют фермы с параллельными поясами и безраскосные. Типовые безраскосные фермы, имеющие сегментное очертание, предусмотрены как для плит покрытия, опирающихся на верхний пояс ферм, так и для плит перекрытия, опирающихся на нижний пояс. Изолированное т. о. межферменное пространство м. б. использовано как технический этаж.

По жб фермам и балкам укладывают сборные жб ребристые плиты покрытия 2х6 (основные) и 1,5х6м (доборные) при шаге несущих конструкций 6м и

3х12; 1,5х12 при шаге 12м.

Стальные фермы и ф. из алюминиевых сплавов. Применяют при пролётах 30м и более. Все элементы делают из прокатных профилей, соединяемых на сварке металлическими листами. По мл фермам укладывают лёгкое покрытие (напр. стальной штампованный настил) с эффективным утеплителем (пенопласт и тд.)

Ферма не обладает достаточной жёсткостью в поперечном направлении, поэтому покрытие делают в вид к жёсткого гориз. диска.

К распорным плоским констр. отн-ся арки и рамы.

Арки.

Арка – изогнутая балка с неподвижными опорами на концах. Материал преимущественно работает на сжатие. Чем положе арка, тем больше распор. При большой его величине, фундаменты смещают с верт. оси опоры во внешнюю сторону. Продольная жёсткость обеспечивается за счёт жёсткого крепления плит покрытия к аркам.

Аркам свойственны криволинейные очертания

Простая П-образная рама внешне похожа на стоечно-балочную систему, но сопряжение балки и стоек в раме жёсткое, а не шарнирное, поэтому возникает изгиб-й момент, кот. обуславливает появление распора (давление, действующее в горизонтальном направлении под влиянием сил, приложенных вертикально). Распорные конструкции можно превратить в безраспорные, соединив опоры затяжкой. Продольная жёсткость обеспечивается диафрагмами или связями жёсткости. Рамам свойственны ломаные очертания.

Современны арки и рамы выполняют из дерева, жб и Мл. Они Мб бесшарнирные, двухшарнирные (шарниры на опорах) и трёхшарнирные (шарниры на опорах и середине пролёта).

Деревянные – пролётом до 24м, высотой 1/12 у гвоздевых и 1/15 у клеёных. Покрытие из деревоплиты или плит покрытия облегчённой конструкции. Антисептипрование и глубокая пропитка антипиренами делает биостойкими и трудносгораемыми.

Жб – вып. двутаврового сечения пролётом до 40м и решётчатыми для больших пролётов. Высота ригеля рамы сплошного сечения принимается до 1/20 пролёта, а решётчатого – 1/12...1/5 пролёта. Рамы Мб однопролётными и многопролётными, монолитными и сборными. Жб арки делают параболическими и круговыми. Высота сечения арки 1/30...1/40 пролёта у сплошных и 1/25...1/30 у решётчатых.

Мл рамы и арки применяют сплошного (до 60м) и решётчатого (больше) сечения. Высоту сплошного ригеля рам принимают – 1/25...1/30 пролёта, решётчатого = 1/20...1/25 пролёта. Высота сплошного сечения арки = 1/50...1/80 пролёта, а решётчатого – 1/30...1/60.

Дата добавления: 2015-08-18