Вопрос - Конструктивные схемы зданий. Строительные системы зданий

Конструктивной системой называют обобщенную статическую характеристику здания по виду вертикальной несущей конструкции.

Типы конструктивных систем (см. рис.):

· каркасная /несущий элемент – колонна/;

· бескаркасная или стеновая /несущий элемент – стена/;

· объемно-блочная или столбчатая /несущий элемент – объемный блок/;

· ствольная /несущий элемент – ствол, ядро/;

· оболочковая или периферийная /несущий элемент – наружная стена или пространственная оболочка/.

Конструктивная схема – вариант конструктивной системы по расположению в пространстве и шагу несущих конструкций /поперечное, продольное, продольно-поперечное, перекрестное и т.п./.

Рисунок Основные конструктивные системы

а) - каркасная; б) - бескаркасная; в) - объемно-блочная (столбчатая);

г) - ствольная; д) - оболочковая

Объемный блок - конструктивный элемент, представляющий собой часть объема здания. Объёмный блок может быть замкнутым со всех сторон или не иметь одной или двух граней, напр. потолка, пола или стен. Использование объемных блоков в строительстве вызвано стремлением повысить степень заводской готовности конструкций, монтируемых на строит, площадке.

 

Конструктивные система и схема не дают сведений о материале. Конструктивной характеристикой решения по материалу является строительная система:

Рисунок Классификация строительных систем

 

Рассмотрим основные виды строительных систем:

Традиционная – возведение несущих конструкций методом ручной кладки; кирпичные дома или дома с использованием мелкоразмерных сборных элементов типа стеновых блоков из керамики, легкого бетона или естественного камня. Стены из таких элементов возводятся с взаимной перевязкой швов на цементно-песчаном растворе. Они самоустойчивы и в процессе монтажа не требуют дополнительных монтажных приспособлений. Эта система обладает существенными архитектурными преимуществами – позволяет проектировать здания любой формы с различными высотами этажей и разнообразными по размеру проемами и архитектурными деталями (эркерами, лоджиями и т.д.). Но ручная кладка стен является причиной основных технических и экономических недостатков каменных зданий: трудоемкость возведения и нестабильности прочностных характеристик кладки, подверженных влиянию сезона возведения и квалификации каменщиков.

Панельная – несущий элементы выполнены из сборных элементов заводского изготовления – стеновые панели. Как правило, панели железобетонные или из различных легких бетонов (материал конструкции – бетон). В редких случаях панели выполняются в заводских условиях из кирпича с металлическим обрамлением (материал конструкции – камень). Панели обычно выполняют высотой на этаж или в полэтажа. Панели устанавливают на цементно-песчаном растворе без взаимной перевязки швов. Конструкции панелей несамоустойчивы: при возведении их устойчивость обеспечивают монтажные приспособления, а в эксплуатации – специальные конструкции стыков и связей. Панельная строительная система использует в зданиях до 30 этажей в обычных грунтовых условиях и до 14 этажей в сейсмических районах. Панельные конструкции применяют преимущественно для возведения жилых зданий различного типа, гостиниц, пансионатов спальных корпусов домов отдыха,, для ряда массовых общественных зданий (школ, детских садов, магазинов и т.п.).

Крупноблочная строительная система применяется при возведении жилых зданий высотой до 25 этажей. Блоки могут быть различные по массе. Масса сборных элементов составляет 3-5 т при изготовлении блоков из бетона. Установка крупных блоков осуществляется по основному принципу возведения каменных стен. Преимуществами крупноблочных строительных систем являются: простота техники возведения, обусловленная самоустойчивостью блоков при монтаже, возможность широкого применения системы в условиях различной сырьевой базы.

Каркасно-панельная система со сборным железобетонным каркасом и навесными стеновыми ограждениями одно или многослойными применяется в строительстве зданий высотой до 30 этажей. Применяют в ограниченном объеме, так как уступает панельной по ТЭП (технико-экономическим показателям).

Объемно-блочная система – несущий элемент железобетонный объемно-пространственный блок изготовленный на заводе. Блок массой до 25 т, заключает в себе жилую комнату или другой элемент фрагмента здания. Применяют для строительства жилых домов, гостиниц, спальных корпусов домов отдыха и санаториев высотой до 16 этажей в обычных и сложных грунтовых условиях и для жилых домов малой и средней этажности при сейсмичности 7-8 баллов.

Монолитная и сборно-монолитная система – все несущие конструкции или их часть выполнены из монолитного железобетона. Монолитные здания, как правило, проектируют бескаркасными, сборно-монолитные – каркасными или бескаркасными. Эту систему применяют преимущество для возведения зданий повышенной этажности. На архитектурно-планировочное и конструктивное решение монолитных и сборно-монолитных зданий существенное влияние оказывает применяемый метод бетонирования конструкций.

Метод скользящей опалубки предусматривает непрерывное бетонирование несущих стен в системе синхронно перемещаемых по вертикали опалубочных щитов, устанавливаемых по контуру всех несущих стен здания или секции-захватки.

Метод объемно-переставной опалубки основан на цикличном (поэтажном) бетонировании стен и перекрытий с последующим перемещением элементов Г- или П-образной (объемной) опалубки, объединяющей вертикальные и горизонтальные щиты опалубки на отметку верхнего этажа.

Метод крупноразмерной щитовой (крупно-щитовой) опалубки заключается в цикличном (поэтажном) бетонировании несущих стен в поэтажно устанавливаемых крупных (размером на конструктивно-планировочную ячейку) плоских опалубочных щитах.

Метод подъема перекрытий сводится к бетонированию плит междуэтажных перекрытий и покрытий размером на всю площадь здания на нулевой отметке. Бетонирование производится в инвентарной бортовой опалубке с последующим перемещением этих плит по вертикальным несущим конструкциям (колоннам и объемно-пространственным бетонным шахтам – стволам жесткости) и креплением к этим конструкциям на проектных этажных отметках.

Различие между методом подъема перекрытий (МПП) и методом подъема этажей (МПЭ) сводится к разному месту монтажа ограждающих конструкций. При МПП ограждающие конструкции устанавливают после закреплении перекрытий на проектных отметках. При МПЭ ограждающие конструкции каждого этажа монтируют на нулевой отметке и перемещают на проектную отметку вместе с плитой междуэтажного перекрытия.

Здания из монолитного бетона отличатся разнообразием архитектурно-планировочных решений и композиционных решений (при использовании новых отделочных материалов). По жесткости они одинаковы или превосходят панельные, поэтому их применяют в сложных грунтовых условиях и в условиях сейсмики до 20 этажей, а в обычных условиях в зданиях до 25 этажей.

Каркасная система с металлическим каркасом и навесными стеновыми ограждениями одно или многослойными применяется в строительстве зданий общественного назначения в районах с ограниченным производством железобетонных конструкций и в труднодоступных районах.

Строительная система зданий с несущими конструкциями из дерева и пластмасс применяется при возведении жилых общественных зданий до 2-х этажей. Существует несколько строительных систем с несущими стенами или каркасом из дерева. Традиционная – с несущими стенами из уложенных по периметру стен горизонтальных рядов бревен. Ряд индустриальных систем: брусчатая – с несущими стенами из брусьев квадратного или прямоугольного сечения; каркасная – с заполнением пространства между стойками утеплителем и обшивками на постройке (каркасно-обшивная) или щитами заводского производства (каркасно-щитовая); бескаркасные - щитовая и панельная. Эти системы имеют ограниченное применение только в районах, богатых лесом.