При комбинированном несущем остове

1. Каркасно-стеновая (неполный каркас);

2. Каркас расположен в пределах нижних 3 этажей, а выше - бескаркасный несущий остов;

3. Стеновой остов в одном или в нескольких центрально расположенных стволах, которые обстроены по периферии стойками каркаса в один или несколько рядов.

94. КОНСТРУКЦИИ МАЛОЭТАЖНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

Малоэтажные жилые здания обычно строят в сельской местности и в зонах рабочих поселков высотой в 1-3 этажа. Основную группу таких зданий составляют одноквартирные и двухквартирные дома усадебного типа, в надземной части которых располагают не более двух этажей, а в подземной—один подвальный или цокольный этаж.

В состав малоэтажного жилого дома входят следующие основные элементы: фундамент, стены, перегородки, перекрытия и крыша.

Стены по ограждающий функциям различают наружные и внутренние, по несущим функциям — наружные стены могут быть несущими и самонесущими, внутренние стены — только несущими. Фундаменты в основном выполняют несущие функции— принимают на себя нагрузку от надземной части здания и передают ее на грунт.

По степени народнохозяйственной значимости класс капитальности малоэтажных жилых зданий установлен в пределах П..IV. Степень огнестойкости таких зданий в основном зависит от материала стен, перекрытий и принимается в пределах II...V. По долговечности конструкции малоэтажных домов проектируют в пределах П...IV степени. При этом несущие элементы обязательно проектируют из более долговечных и огнестойких материалов, чем загружающие. Например, на деревянные стены никогда не опирают перекрытия из железобетона.

95. КОНСТРУКЦИИ МАЛОЭТАЖНЫХ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Одноэтажные производственные здания являются наиболее распространенным типом промышленного строительства (свыше 65% его общего объема). Учитывая это, строительство таких зданий ориентировано главным образом на массовое применение индустриальных изделий, на применение унифицированных и типизированных проектных решений. Такой же подход и к проектированию ряда гражданских зданий массовой застройки.

Другие задачи стоят при проектировании крупных гражданских одноэтажных зданий — доминант в городской застройке. Их особенностью является, как правило, индивидуальность проектных решений, их оригинальность, при сохранении прочих равных показателей. При проектировании таких одноэтажных зданий акцентируется внимание прежде всего на выборе наиболее интересных и оригинальных конструкций несущего остова, особенно при применении большепролетных конструкций. В этих случаях конструктивное решение во многом предопределяет форму здания, его облик и одновременно технико-экономические показатели здания.

При проектировании одноэтажных производственных зданий желательно иметь простые формы плана. В таких случаях применяют павильонную (раздельную) застройку территории; сплошную — при блокировке всех зданий (павильонов) в одно крупное; блокировки, образующие в плане формы букв П, Ш, Т и др.

Важной особенностью производственных зданий (не только одноэтажных) является их принадлежность к отрасли. Эта принадлежность во многом диктует некий обязательный набор требований, в частности, к строительным конструкциям и материалам. Дело в том, что, согласно СНиП П-90—81 «Производственные здания промышленных предприятий», все производства разбиты на шесть категорий по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности (А, Б, В, Г, Д, Е). В зависимости от принадлежности производства к одной из этих категорий устанавливаются допустимые степени огнестойкости конструкций здании, рекомендуемые строительные решения и т. п.

Для всех зданий, и производственных, и гражданских, обязательны также требования, предопределяемые классом здания по капитальности и т. п.

Основным материалом каркасов и несущих элементов покрытий является сборный железобетон. Монолитный железобетон применяется редко, равно как и кирпич (для стен), алюминий и др. Стальные конструкции используют обычно в виде ферм, прогонов; стальными выполняют колонны при большой высоте одноэтажного здания. Применение стали всегда требует специальных обоснований.

Алюминиевые конструкции отличаются легкостью при высокой несущей способности, поэтому имеет смысл применять их в конструкциях покрытий больших пролетов.

Деревянные конструкции эффективны особенно в производственных зданиях с агрессивной химической средой. Ограничения их применения: способность к загниванию, усушке или разбуханию, возгораемость. Из деревянных перспективнее других клееные конструкции.

Вариант 2

В отличие от малоэтажных жилых одноэтажные производственные и общественные здания, как правило, неизмеримо крупнее, капитальнее, их строительные решения разнообразнее и значительнее, а несущие конструкции часто представляют собой оригинальные инженерные сооружения. Наиболее характерным профилем одноэтажного общественого здания является многопролетный с устройством внутреннего отвода воды вдоль каждого ряда колоннОдной из особенностей одноэтажных зданий является возможность обеспечения внутреннего пространства естественным освещением в любом месте, не считая пристенного, освещенного окнами. Для этого в покрытиях устраиваются надстройки разнообразной формы, боковые поверхности которых остекляются, так называемые световые фонари, либо горизонтально расположенные иллюминаторы — зенитные фонари. По расположению внутренних опор различают одноэтажные здания пролетные, ячейковые и зальные. К первому типу относят здания с прямоугольной сеткой колонн, размер пролета которой преобладает над размером шага. В зданиях ячейкового типа применяется квадратная или близкая к квадрату сетка колонн. В зданиях зального типа опоры размещаются по периметру, образуя значительные площади, перекрытые без внутренних опор.

96. КОНСТРУКЦИИ МНОГОЭТАЖНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

Многоэтажные — это основной тип зданий при застройке городов и поселков городского типа. В зависимости от административного значения и населенности городов предельная этажность зданий различна.

Наиболее общие требования к многоэтажным зданиям всех типов — обеспечение огнестойкости и долговечности конструкций. Многоэтажные здания относятся обычно к I, II классам по капитальности. Это означает, что степени огнестойкости и долговечности конструкций гражданских зданий должны быть не ниже П класса; поэтому для зданий выше пяти этажей номенклатура строительных материалов несущего остова ограничена каменными, бетонными, железобетонными материалами. Исключения: в несущих конструкциях покрытий верхних этажей и в некоторых других случаях, особо оговоренных противопожарными нормами, металл можно не защищать.

Требования целесообразности технических решений применительно к жилому строительству сводятся к разумному сочетанию массовой жилой застройки, основанной на применении типовых проектов и изделий с доминирующими в городской застройке акцентными зданиями, возводимыми по индивидуальным проектам.

Стеновой несущий остов наиболее распространён при строительстве жилых многоэтажных зданий. Применяются все три системы: с поперечными, продольными и с перекрёстными стенами. Преимущественная строительная система – крупнопанельная. Конструктивные системы с поперечным расположением несущих конструкций применяют чаще.

Несущие стены, расположенные параллельно продольной стороне жилого дома, не влияют на размеры жилых помещений, которые отделяются друг от друга перегородками, не имеющими несущих функций. Однако жёстко закреплённые продольные стены жилого дома создают затруднения при решении фасадов.

В зависимости от типа вертикальных несущих элементов конструктивные системы в жилом строительстве разделяют на:

· колонные, где основным несущим вертикальным элементом являются колонны;

· стеновые, где основным несущим элементом являются стены;

· колонно-стеновые, или смешанные, где вертикальными несущими элементами являются колонны и стены.

Нижние этажи могут решаться в одной конструктивной системе, а верхние — в другой. Конструктивная система таких зданий является комбинированной.

Согласно имеющейся практике, многоэтажные жилые здания проектируются с несущими конструкциями из железобетона (бетонные здания) или из кирпича и других каменных материалов в сочетании с железобетонными конструкциями (каменные здания). Бетонные здания подразделяются на сборные, монолитные и сборно-монолитные. В практике проектирования в прошлые времена применялись сборные, преимущественно крупнопанельные и каменные здания. В настоящее время чаще проектируются жилые многоэтажные дома из монолитного железобетона, из сборномонолитного железобетона и из кирпича. Главными критериями в выборе строительной системы являются технико-экономические показатели, состояние производственной базы и архитектурно-градостроительные требования. На выбор строительного решения влияют также этажность здания и желание заказчика. Этажность, а точнее высота жилых зданий, определяет уровень их ответственности.

Жилые дома высотой до 14 этажей включительно строятся с несущими кирпичными поперечными и продольными стенами и перекрытиями из сборных железобетонных плит пролетом до 7,2 м, т.е. по так называемой перекрестно-стеновой конструктивной системе, очень жесткой и устойчивой. В отдельных случаях использовалась комбинированная система. На первых этажах применялись колонны из железобетона, что позволило располагать на этих этажах торговые и офисные помещения по заданию заказчика.

Перекрестно-стеновая система применялась также в монолитном железобетоне. Проектировались жилые дома каркасного типа высотой до 25 этажей (75 м) включительно, не считая технических этажей, из монолитного, а также из сборно-монолитного железобетона. Перекрытия в этих домах, как правило, плоские, безбалочного типа. Каркасная система и плоские перекрытия позволили применять свободную планировку квартир. Для укладки монолитного бетона в таких домах используется, как правило, щитовая и передвижная опалубка.

В сборно-монолитном варианте каркасных зданий в качестве сборных элементов используются колонны заводского изготовления. Перекрытия монолитные безбалочные плоские. В качестве сборных элементов могут также применяться лестничные марши, площадки, вентиляционные блоки, сборные элементы шахт лифтов, парапетов. Использование сборных элементов и особенно колонн позволяет ускорить монтаж здания.

Применяется также в строительстве жилых домов поперечно-стеновая система из сборных железобетонных панелей. Из панелей формируются внутренние поперечные стены, продольные стены-диафрагмы, стены лифтовых шахт, перекрытия. Наружные стены навесные из газозолобетонных блоков БГМ, утепленных эффективным утеплителем, с отделкой полимерцементной штукатуркой или лицевым кирпичом. Могут применяться для наружных стен трехслойные панели.

При проектировании и строительстве необходимо руковоствоваться СНиПами и ГОСТами, например «СНиП 31-01-2003. Здания жилые многоквартирные»

Ватиант 2

Несмотря на то что в качестве несущего остова может выступать и стеновой остов, предпочтительными в многоэтажном строительстве является крупнопанельная система, каркасная система(как монолитная так и сборная)

Многоэтажные здания вынуждены испытывать сильные ветровые нагрузки, которые при больших высотах могут причинить существенный вред. Поэтому используются такие технологические приемы как

- уменьшение сечения к верхним этажам.

- увеличение числа или замоноличивание диофрагм жесткости к верхним этажам

- создание мощного центрального монолитного ядра.

В качестве материла используются самые прочные, отвечающие высоким требованиям огнеупорности.

Планировка здания в принципе может быть какой угодно. Но существуют уже сложившиеся планировочные схемы, востребовынные на рынке недвижимоси(см. 100 вопрос)

97. КОНСТРУКЦИИ МНОГОЭТАЖНЫХ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Требования целесообразности технических решений применительно к многоэтажным производственным зданиям прежде всего сводятся к возможно большему обеспечению применения унифицированных изделий в конструкциях и к другим мерам, направленным на повышение степени индустриализации строительного производства.

Многоэтажные общественные здания I категории этажности для индустриального строительства проектируют на основе каркасно-панельной системы. Несмотря на технико-экономические недостатки этой системы по сравнению с бескаркасной панельной, она избрана в качестве основной, так как обладает большей планировочной гибкостью и позволяет трансформировать планировку общественных зданий, что служит одним из важнейших функциональных требований.

Проектируют конструкции, как правило, по методу открытой системы типизации на базе Общесоюзного каталога унифицированных индустриальных изделий, рассчитанных на применение в зданиях высотой от одного до 16 этажей. Габаритные схемы, положенные в основу разработки изделий каталога, позволяют возводить здания с высотой этажа от 2,8 до 7,2 м. Это дает возможность применять изделия серии не только в общественных, но в специализированных типах жилых зданий (гостиницы, пансионаты, пионерские лагеря и пр.)

Основа конструктивной системы каркасно-панельных зданий - сборный железобетонный каркас, разработанный по связевой расчетной схеме, в которой роль горизонтальных диафрагм жесткос­ти выполняют диски сборных железо бетонных перекрытий, а вертикальных - продольные и поперечные пило­ны, выполненные из бетонных панелей

Основные сборные элементы каркасно-панельных многоэтажных здании конструируют следующим образом. Колонны сечением 400X400 мм и высотой 2—3 этажа сопрягают по высоте кон­тактным стыком со сваркой выпусков продольной арматуры, установкой хому­тов, омоноличиванием узла. Вариации несущей способности колонн достигают изменением процента армирования и марок бетона. Ригели имеют тавровое сечение с полкой понизу для опирания перекрытий. Сопряжение ригелей с ко­лонной — шарнирное со скрытой кон­солью

Многоэтажные промышленные здания применяют в легкой, пищевой, электротехнической и других видах промышленности. По конструктивной схеме многоэтажные промышленные здания бывают с неполным каркасом и несущими внешними стенами или с полным каркасом. Основными элементами каркаса являются колонны, ригели, плиты перекрытий и связи. Междуэтажные перекрытия выполняют из сборных железобетонных конструкций двух типов: балочные и безбалочные.

Сборные каркасы могут быть решены по рамной, рамно-связевой или связевой системе. При рамной системе каркаса пространственная жесткость здания обеспечивается работой самого каркаса, рамы которого воспринимают как горизонтальные, так и вертикальные нагрузки. При рамно-связевой системе вертикальные нагрузки воспринимаются рамами каркаса, а горизонтальные - рамами и вертикальными связями (диафрагмами). В случае связевой системы вертикальные нагрузки воспринимаются колонами каркаса, а горизонтальные - вертикальными связями.

Сетку колонн многоэтажных зданий принимают 6х6 или 6х9 м, в последнее время разработаны проекты с сеткой 6х12, 6х18 и даже 6х24 м. Высоты этажей многоэтажных производственных зданий унифицированные и могут быть 3,6; 4,8; 6,0 м, для первых этажей допускается высота 7,2 м (модуль 12 м). Для вертикального транспорта в многоэтажных зданиях предусматривают грузовые и пассажирские лифты, которые вместе с лестницами объединяются в узлы. При выборе конструктивных решений промышленных зданий необходимо иметь в виду экономическую значимость стоимости отдельных конструктивных элементов в общей сметной стоимости здания. Для многоэтажных зданий наибольшее влияние на стоимость оказывают стены, каркас, полы и проемы, в одноэтажных – каркас, конструкции кровли, полы и стены.

Вариан 2

В отличие от жилых многоэтажные общественные здания представляют собой относительно новый тип зданий. Их возникновение связано с урбанизацией, ростом значения и объема административно-управленческой, проектноконструкторской, научно-исследовательской деятельности, сопутствующих социальному развитию и научно-техническому прогрессу. Объем строительства многоэтажный общественный зданий чрезвычайно велик. Он составляет в отдельных столичных городах мира от 0,5 до 1 млн. м рабочей площади в год. В современных крупных и крупнейших городах здания, занимаемые различными учреждениями и организациями, нередко имеют большое градообразующее значение — в них занято 60—70% служащих. Одновременно многоэтажные общественные здания играют активную роль в архитектурной композиции общегородских центров, магистралей и площадей.

Офисные многоэтажные здания в основном это индивидуальные проекты частных организаций и потому, поскольку это индивидуальные проекты (каждый стремится выделится на фоне остальных) это создает предпосылки для формирования своеобразного облика города. Иногда это бывают очень сложные с конструктивной точки зрения проекты.

Примеры:

Норманн фостер Здание страховой компании

 

98. НЕБОСКРЕБЫ

Небоскрёб — это свободно стоящее очень высокое сооружение, предназначенное для жизни и работы людей.

Первым небоскрёбом принято считать построенное в 1885 году в Чикаго здание Страховой компании (Home Insurance Building), просуществовавшее до 1931 года. Первоначально оно имело всего 10 этажей и высоту 42 м; позднее, в 1891 году, были надстроены ещё два этажа, а высота здания выросла до 54,9 м. Автор проекта — американский архитектор Уильям Ле Барон Дженни (англ. William Le Baron Jenney) — предложил новаторскую технологию строительства, при которой впервые был использован несущий каркас. Традиционно роль несущей конструкции выполняли внешние стены. Исходя из того, что удельная прочность стали примерно в 10 раз выше, чем у самого качественного бетона и каменной или кирпичной кладки, здания стали опираться на металлический каркас, поддерживающий как внешние, так и внутренние стены. Благодаря несущему каркасу общую массу сооружений удалось уменьшить почти на треть. Архитектор не решился полностью отказаться от других несущих конструкций, поэтому здание имело также несущую заднюю стену и гранитные колонны.

В полной мере переход на несущий стальной каркас был осуществлён при строительстве в 1891 году 11-этажной башни Уэйнрайта (англ.)русск. в Сент-Луисе по проекту архитектора Луиса Салливана. Башня Уэйнрайта также по праву может претендовать на звание первого небоскрёба.

Ещё одним архитектурным элементом, без которого невозможно представить себе современный небоскрёб, является использование лифта. Впервые лифты в офисном здании появились в 1870 году в Эквитабл Лайф Билдинг (англ.)русск. в Нью-Йорке.

Первоначально лифты имели гидравлический привод, налагавший ограничение на высоту здания до двадцати этажей. В 1903 году фирма Отис разработала конструкцию лифта с электрическим приводом, в котором вес кабины, идущей вверх, частично был уравновешен весом второй кабины, идущей вниз. В результате этих нововведений были сняты ограничения на высоту подъёма. В ряде случаев оказалось практически целесообразным осуществлять подъём с пересадками.

Традиционные здания имели несущие стены, поддерживающие всю конструкцию, и поэтому стены первых этажей высоких зданий должны были быть необычайно толстыми. Со времен был разработан новый метод строительства — т. н. каркасная конструкция. Для поддержки здания использовался стальной каркас, так что даже в небоскребах все стены можно было делать относительно тонкими.

Высоту зданий ограничивают различные факторы. К примеру, «лес» из небоскребов на Манхэттэне (Нью-Йорк) невозможно устроить в Лондоне из-за различий в свойствах грунта. Остров Манхэттэн представляет собой громадную глыбу твердого гранита, а Лондон стоит на пласте мягкой глины, которая не выдержит зданий с высотой более 60 этажей. Еще одним фактором является ветер. Когда сильный ветер ударяет в небоскреб, на основание здания воздействует значительная сила. Чем выше здание, выступающее в данном случае рычагом, тем больше эта сила. Она возрастает примерно пропорционально квадратурату высоты, то есть сила ветра, действующая на 100-этажное здание, в 4 раза больше, чем на 50-этажное. Архитекторам приходится проектировать здания, которые могли бы противостоять непогоде: например, ураган может воздействовать на боковую сторону высокого небоскреба с усилием 15000 тонн. По этой причине высокие здания нуждаются в более прочных фундаментах.

Помимо того, что ветер оказывает на небоскреб значительное боковое воздействие, он может вызывать разрушительные колебания. Это часто происходит в местах, где на уровне земли ветры дуют по узким улицам через просветы между небоскребами. Как и любая другая конструкция, небоскреб обладает собственной частотой колебаний. Это тот уровень, при котором здание начинает колебаться под воздействием, например, ветра. Именно поэтому при сильном ветре некоторые небоскребы раскачиваются настолько сильно, что люди, находящиеся на верхних этажах, ощущают движение пола. В экстремальных случаях такие колебания сильно повреждают здания. Иногда на крышах небоскребов устанавливают массивные грузы, расположенные так, чтобы действовать в качестве противовесов. Когда здание начинает раскачиваться в одном на правлении, грузы движутся по рельсам, изменяя точку своего воздействия и помогая погасить движение здания, когда оно раскачивается в обратную сторону. Обычно это предотвращает опасное увеличение колебаний. Из-за большой площади, занимаемой зданиями, давление ветра, пробивающегося через промежутки между ними, иногда настолько велико, что валит пешеходов с ног. Такие ветры могут также проникать в высокие здания на уровне земли и подниматься вверх по шахтам лифтов, нанося значительный ущерб. Это одна из причин, почему шахты лифтов во многих небоскребах не проходят по всей высоте здания; вместо этого лифты работают парами: один обслуживает нижние, а второй — верхние этажи.

Потенциальная опасность очень высокого здания заключается в невозможности быстрой эвакуации всех обитателей в случае возникновения пожара. Следовательно, небоскреб должен иметь встроенные системы пожаротушения, готовые немедленно сработать при обнаружении опасной концентрации дыма или высокой температуры. Огромные резервуары с водой размещены в верхней части здания для питания спринклерных систем; датчики, установленные по всему зданию, автоматически включают разбрызгиватели воды, расположенные на потолках.

Сегодня в Москве самая часто используемая строительная технология — монолитная. Из железобетона отливают каркас здания, потом делают облицовку, возводят внутренние стены. В большинстве стран мира применяют другой вид конструкции каркаса — сварной из металлических швеллеров. Но у монолитных зданий есть и оборотная сторона — огромный вес постройки.

Фундаменты небоскребов — плитные, то есть в основании здания лежит огромная железобетонная плита, отлитая прямо на месте строительства. Иные варианты просто невозможны. Нельзя, к примеру, построить небоскреб на фундаменте из свай — огромная масса сооружения просто вдавит их в землю.

Что касается внешней отделки, то здесь каждый застройщик использует то, с чем он привык работать. Одни устраивают панорамное остекление, другие — навесные вентилируемые фасады. Эти технологии применяют и в обычном невысотном строительстве. Каких-то специальных небоскребовских особенностей нет.

Теоретически в высотных зданиях можно разместить любые помещения — и жилые, и нежилые. Единственное ограничение, диктуемое технологией, сводится к тому, что на нижних этажах нельзя создать просторные помещения — на них давит огромная масса находящихся выше этажей, поэтому необходимы внутренние опорные стены или как минимум колонны. В остальном же начинку небоскреба застройщик вправе тасовать как угодно.

Бурдж Халифа. Дубай. 828м, 163 этажа, 2009г.

Королевская башня (Clock Royal Tower). Мекка. 601м, 95 эт., 2012г.

Тайбэй 101. Тайбэй. 509м, 101 эт., 2005г.

Шанхайский всемирный финансовый центр. Шанхай. 492м, 101 эт., 2008г.

Международный коммерческий центр. Гонконг. 484м, 108 эт., 2010г.

Петронас-1. Куала-Лумпур. 452м, 88 эт., 1997г.

Петронас-2. Куала-Лумпур. 452м, 88 эт., 1997г.

99. ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

К экстремальным климатическим условиям относят низкие температуры наружного воздуха, жаркий климат, районы с высокими ветровыми нагрузками, морское побережье с явно выраженной высокой влажностью воздуха.

(Консультировался у Данилы)

Вариант 2