Каркасная система здания
Одна из распространенных конструктивных систем гражданских и промышленных зданий - пространственно стоечно-балочная, или каркасная, система. Каркас обычно выполняется из сборного железобетона. Металлический каркас используется в промышленном и гидромелиоративном строительстве в зданиях с особо тяжелыми нагрузками, увеличенными пролетами и высотами или при особых условиях строительства и эксплуатации.
Полный каркас применяется в зданиях любой этажности. Основные элементы каркаса выявляются в зависимости от схемы его разрезки и представляют собой стойки (колонны) и балки (ригели). Стойки могут быть высотой на один, два и более этажей. Стыки стоек с ригелями могут осуществляться в плоскости колонн или быть выдвинутыми в пролет в зону наименьшего момента. В последнем случае колонны имеют консоли. Можно укрупнить элементы каркаса в П-образные рамы. При этом сокращается число монтируемых элементов и стыков, но возникают неудобства при изготовлении и транспортировании крупногабаритных элементов.
В гражданских зданиях (учебных, лечебных, административных и др.) и сходных по назначению производственных зданиях (административно-бытовых комплексах) применяются связевые каркасы, состоящие из колонн, ригелей, ригелей-распорок, настилов-распорок, панелей перекрытий, диафрагм жесткости, панелей наружных стен ленточной разрезки и стаканов сборных фундаментов. Колонны здесь имеют скрытые консоли, что уменьшает высоту выступающего в помещение ригеля и тем улучшается интерьер. Колонны проектируют высотой в один-два этажа. Стыки колонн располагают на высоте 0,7 м над перекрытием.
Ригели имеют тавровое поперечное сечение. Низ ригеля имеет полки для опирания настилов перекрытия. Ригели-распорки и настилы-распорки обеспечивают жесткость каркаса из плоскости рам. Кроме того, наличие настилов-распорок корытообразной формы позволяет пропускать через перекрытие инженерные коммуникации (трубопроводы, каналы).
В зависимости от назначения здания каркасы можно компоновать с продольным и поперечным расположением. Панели наружных стен крепят в двух уровнях - поверху к колоннам и понизу к ригелю. В промышленных одноэтажных зданиях основными элементами каркаса являются колонны, несущие элементы покрытия (балки, фермы и др.), подкрановые балки и специальные связевые элементы. Колонны совместно с несущими элементами покрытия образовывают попе речные рамы, устойчивость которых из плоскости обеспечивается действующей системой связей.
Колонны применяются двух основных типов: с консолями для пролетов с мостовыми кранами и без консолей для бескрановых пролетов.
В зависимости от высоты здания, пролетай грузоподъемности крана колонны могут быть сплошного или сквозного сечения (двухветвевые).
Несущие элементы покрытия проектируют в виде плоских линейных (фермы, балки) или пространственных элементов (оболочки, своды). Унифицированные конструкции балок применяют для пролётов до 18 м. Они бывают одно и двухскатными, таврового и двутаврового сечения. Для уменьшения их массы в стенках балок устраивают сквозные отверстия.
Фермы применяют для пролетов более 18 м. Они бывают полигональными, сегментными и с параллельными поясами. Сейчас широко применяют сегментные фермы с безраскосной решеткой. При шаге колонн 12 или 18 м, превышающем длину стандартных плит покрытия, применяют подстропильные конструкции, служащие для опирания на них промежуточных ферм покрытия.
Подкрановые балки используются для передвижения по ним мостовых кранов. Одновременно они выполняют роль продольных связей между рамами. При грузоподъемности кранов до 30 т применяются железобетонные подкрановые балки, при большей грузоподъемности - металлические. Балки имеют тавровое поперечное сечение при шаге колонн 6 м и двутавровое при шаге колонн 12 м.
Пространственная жесткость каркаса
Пространственная жесткость каркаса обеспечивается системой горизонтальных и вертикальных связей. Горизонтальными связями служат плиты верхним поясам ферм, в крайних пролетах температурного блока (длина блока 72, ширина 114 м). Вертикальные связи (крестовые или портальные) устанавливают в середине температурного блока между колоннами в продольных рядах.
В промышленных многоэтажных зданиях применяют полные железобетонные каркасы балочного или безбалочного типа.- У балочного каркаса рамно-связевой системы устойчивость в продольном направлении обеспечивается портальными или крестовыми связями, которые устанавливают в середине температурного блока в каждом продольном ряду колонн. Вместо портальных связей в крайних шагах температурного блока можно устанавливать продольные ригели.
Колонны имеют трапециевидные консоли для опирания ригелей. Ригели могут быть прямоугольного или таврового поперечного сечения. Ригели с прямоугольным сечением с опиранием плит перекрытия на верхнюю полку применяют только при больших нагрузках на перекрытие. Жест-Кость узлов сопряжения ригеля с колонной обеспечивается сваркой выпусков верхней арматуры ригелей со стержнями, пропущенными через тело колонны, а также сваркой закладных деталей ригеля и консоли.
Система безбалочного каркаса рамная, что позволяет укрупнить монтажные единицы и увеличить полезную высоту помещений. Отсутствие выступающих внутри помещений балок повышает их гигиеничность. Каркас состоит из колонн с уширенной круговой консолью и межколонных пролетных панелей.
| << ПРЕДЫДУЩАЯ ГЛАВА Каркасные здания | СЛЕДУЮЩАЯ ГЛАВА >> Монолитные и сборные перекрытия | |
| << Содержание >> | ||