Конструктивные схемы зданий реферат

Обновлено: 28.06.2024

Актуальность изучения данной темы обусловлена растущими темпами строительства в городах. Для улучшения качества содержания и обслуживания зданий и сооружений, а также для обеспечения их надежности и долговечности необходимы глубокие знания в области проектирования, конструирования и устройства инженерно-технических систем зданий и сооружений.

Содержимое работы - 1 файл

Копия ТОН_КиселеваАА_134ЗУ-31.docx

Здания — это наземные сооружения, имеющие внутреннее пространство, предназначенное для проживания, труда, удовлетворения тех или иных нужд человека и общества (жилые дома, производственные корпуса, клубы, больницы и т.п.). Термин здание неприменим к наземным сооружениям, не имеющим такого внутреннего пространства (мостам, транспортным эстакадам, градирням и т.п.), а также ко многим подземным и подводным сооружениям (тоннелям, плотинам и т.п.). Эти постройки носят название инженерных сооружений или, для краткости, просто сооружений. К ним относятся также и формально похожие на здания многоярусные этажерки промышленных предприятий, предназначенные для периодического обслуживания технологического оборудования, водонапорные башни и другие подобные сооружения.

Понятие здания и его конструктивные элементы

Зданием называют наземное строение, имеющее внутреннее пространство, предназначенное или приспособленное для того или иного вида человеческой деятельности.

Все здания и сооружения независимо от материалов, из которых они выполнены, их назначения и внешнего вида состоят из конструктивных элементов, выполняющих определенные функции. К основным конструктивным элементам относятся:

несущие, воспринимающие на себя основные нагрузки, возникающие в самом здании или сооружении, и внешние нагрузки (ветровая и снеговая нагрузки, сейсмические нагрузки);
ограждающие, отделяющие одно помещение внутри здания или сооружения от другого, защищающие их от атмосферных воздействий и обеспечивающие в них необходимые температурные и звукоизоляционные условия;
конструкции, совмещающие несущие и ограждающие функции.

Основными элементами здания или сооружения являются: фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия, крыша, перегородки, лестницы, окна и двери, фонари.

Фундаментом называют подземную конструкцию, которая воспринимает нагрузки от здания и передает ее основанию - грунту. Плоскость, которой фундамент опирается на грунт, называется подошвой фундамента. Расстояние по вертикали от поверхности земли до подошвы фундамента называют глубиной заложения фундамента.

Стены, отделяющие помещения от внешнего пространства - наружные - или от соседних помещений - внутренние, бывают:

несущими, т. е. воспринимающими кроме собственного веса нагрузку от перекрытий и крыши, давление ветра и передающими эти нагрузки фундаменту;

самонесущими, т. е. воспринимающими кроме собственного веса давление ветра и передающими эти нагрузки фундаменту;

ненесущими, т. е. опирающимися на каркас и воспринимающими только собственный вес в пределах одного этажа.

Огнестойкая, преимущественно глухая стена, проходящая через все элементы сооружения, называется брандмауэром.

Отдельными опорами называют столбы, или колонны, которые поддерживают перекрытия, крышу, а в некоторых случаях и стены и передают нагрузки от них на фундамент.

Перекрытиями называют конструкции, разделяющие здание или сооружение по высоте на этажи. Перекрытия принимают и передают на стены и отдельные опоры нагрузки от людей, оборудования и других предметов, а также обеспечивают пространственную жесткость здания или сооружения. Перекрытие над подвалом называют подвальным; перекрытия, разделяющие наземные этажи, называют междуэтажными, а отделяющие верхний этаж от чердака - чердачными.

Крыша является верхним ограждением здания или сооружения, защищающим его от атмосферных воздействий и ветра. Водонепроницаемую оболочку крыши называют кровлей. Пространство между крышей и верхним перекрытием здания называют чердаком. В некоторых случаях чердачное перекрытие объединяют с крышей в одну конструкцию, которую называют бесчердачным покрытием, или совмещенной крышей.

Перегородками называют внутренние стены, которые делят этажи на отдельные помещения. Перегородки могут быть несущими и ненесущими, когда кроме собственного веса они другой нагрузки не несут.

Окна служат для освещения естественным светом и для проветривания помещений.

Если для освещения и проветривания промышленных зданий недостаточно окон, в ряде случаев в покрытиях зданий устраивают фонари. Кроме перечисленных в состав здания входят и другие конструктивные элементы (крыльца, балконы).

В зданиях и сооружениях предусматривают санитарно-технические устройства (отопление, вентиляцию, иногда кондиционирование воздуха, газоснабжение, печные очаги, холодное и горячее водоснабжение, канализацию, мусоропроводы), а также искусственное освещение.

Несущие элементы - фундаменты, стены, отдельные опоры, прогоны, перекрытия - в совокупности составляют несущий остов здания, обеспечивающий его прочность и устойчивость. По виду несущего остова различают здания с несущими наружными и внутренними стенами и каркасные. В некоторых случаях применяют комбинированные схемы - коробчатую с несущими наружными стенами и внутренним каркасом и др.

В зданиях с несущими стенами нагрузку от перекрытий и крыши воспринимают продольные и поперечные стены; пространственную жесткость здания обеспечивают перекрытия, внутренние стены и лестничные клетки. Плиты перекрытий в зданиях с продольными несущими стенами располагают поперек зданий с передачей нагрузки на наружные и внутренние стены. В зданиях с поперечными несущими стенами плиты перекрытий размещают вдоль здания. Наружные стены в этом случае несут нагрузку от собственного веса, крыши и ветра.

В каркасных зданиях несущий остов состоит из стоек-колонн, размещаемых по периметру и внутри здания, и горизонтальных связей (прогонов, балок, ригелей), на которые опираются перекрытия. Такой каркас называют полным, т. е. воспринимающим нагрузки. Наружные и внутренние стены, служащие заполнением каркаса, в этом случае являются только ограждением. Если стойки-колонны расположены только внутри здания с несущими наружными стенами, каркас называется неполным.

Расстояние между осями колонн в продольном направлении здания называют шагом, а поперек здания - пролетом.

В крупнопанельных зданиях иногда продольные и поперечные стены являются несущими, а вместе с перекрытиями, выполняемыми из крупных размером на комнату панелей, образуют коробчатый несущий остов здания.

При проектировании одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий применяют, как правило, каркасную схему. Конструктивными элементами этих зданий являются колонны, подкрановые балки, подстропильные фермы, балки или фермы, прогоны и плиты покрытий и панели. Стойки (колонны) и несущие элементы покрытия (балки, фермы) образуют поперечные рамы каркаса, которые в продольном направлении связаны элементами покрытия - плитами и прогонами, а в плоскости наружных стен крепятся, с помощью подкрановых и обвязочных балок. В некоторых случаях преимущество отдается многопролетным зданиям с плоскими покрытиями, которые носят название блокированных. Малопролетные здания в основном бывают павильонного типа и только в отдельных случаях сблокированными.

Проблема жилища – одна из острейших проблем человечества. Успешность решения этой проблемы существенно зависит от качества проектирования, возведения и последующего содержания зданий.

Поэтому здания должны, прежде всего, соответствовать своему назначению, а также удовлетворять требованиям прочности и устойчивости, необходимой капитальности, экономичности и архитектурной выразительности. Прочность здания определяется его пространственной жесткостью, т. е. прочностью совокупности его конструктивных элементов и надежностью связей между ними. Экономичность здания зависит в основном от соответствия его размеров заданной технологии и от применения рациональных конструкций и материалов, отвечающих эксплуатационным требованиям. Конструкции всех зданий должны быть индустриальными и обеспечивать возможность высокопроизводительных способов производства работ. Архитектурную выразительность современным зданиям придают простые и строгие архитектурные формы (без излишних декоративных украшений), пропорциональность отдельных частей и качественное выполнение работ.

Архитектурное проектирование решает комплексные задачи, в которых функция, конструкция и художественная форма выступают как единое целое. Конструктивной схемой здания называют систему вертикальных (стены, столбы) и горизонтальных (перекрытия, покрытия) элементов, которые обеспечивают зданию пространственную жесткость. Конструктивные схемы зависят от типа и расположения вертикальных и горизонтальных элементов несущего остова здания.

Содержание работы

Введение 3
1. Виды конструктивных схем зданий 4
2. Бескаркасные здания 5
3. Каркасные здания 7
Заключение 12
Список используемой литературы 13

Файлы: 1 файл

РЕФЕРАТ.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Владимирский государственный университет имени

Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых

Кафедра экономики и стратегического управления

1. Виды конструктивных схем зданий 4

2. Бескаркасные здания 5

3. Каркасные здания 7

Список используемой литературы 13

Исторически сложились три конструктивных системы, известные с древних времен:

- стоечно-балочная (или каркасная), в которой горизонтальный элемент (балка) работает на изгиб;

- сводчатая и арочная, в которых материал работает на сжатие, передавая с верхних элементов на нижние нагрузку и собственный вес;
- подвесная, в которой горизонтальные элементы работают на растяжение.

Каждой системе соответствовал материал, наиболее всего к ней подходивший.

1. Виды конструктивных схем зданий

В современном массовом строительстве не требуется перекрывать большие пролеты, поэтому в основном используют три схемы стоечно-балочной системы.

1. Бескаркасная, с несущими наружными и внутренними стенами (с продольными или с поперечными). Причем несущими могут быть продольные стены, поперечные или и продольные и поперечные.

2. С неполным каркасом: внутренний каркас и несущие наружные стены.

3. Каркасная (с полным каркасом), т. е. с несущими отдельными опорами. Состоит она из вертикально поставленных стоек (колонн) и опирающихся на них балок (прогонов).

Соединение вертикальных и горизонтальных элементов конструкции может допускать вращение одного элемента относительно другого; такое соединение, допускающее изменять геометрическую форму сопряжения, называется шарнирным.

Если соединение горизонтальных и вертикальных элементов заделано намертво с целью увеличения жесткости конструкции, такое сопряжение называется жестким. В этом случае из стоечно-балочной система превращается в рамную с жесткими узлами рамы, а балка - в ригель - горизонтальный элемент рамы.

Жесткость конструкции может достигаться введением жестких плоскостей - диафрагм жесткости. Постановка вместо внутренних несущих стен отдельных опор (колонн), соединенных ригелями (балками перекрытий), с опиранием на ригели плит перекрытий дает возможность перекрыть большие пространства, внутри которых можно изменить размеры помещений, передвинув перегородки - ограждающие конструкции. Так возникает понятие гибкой планировки - возможности в процессе эксплуатации здания менять расположение и размеры помещений.

Рис. 1. Конструктивные типы гражданских зданий: а — бескаркасный; б — каркасный; в — с неполным каркасом; 1 — несущие стены; 2 — междуэтажные перекрытия; 3 — колонны; 4 — ригели; 5 — самонесущие стены

2. Бескаркасные здания

Опыт строительства показывает, что наиболее сложное место - стыки стеновых панелей между собой и с панелями перекрытий. Стык между панелями должен обеспечивать долговечность, прочность, тепло- и звукоизоляцию. Немаловажны простота монтажа, малая трудоемкость и экономичность.

Горизонтальные стыки наружных панелей бывают с противодождевым барьером и без него, плоским и внахлестку. Стыки могут быть защищенными водоотбойными лентами, заделанными уплотняющими материалами или закрытыми снаружи.

Стыки панелей могут быть открытыми, в таких стыках водоотбойная лента защищает от проникновения влаги внутрь стыка, но наиболее часто устраивают закрытые стыки, которые снаружи защищены цементным раствором и герметизирующими мистиками.

По способу заделки стыки бывают утепленные или замоноличенные (обычно легким бетоном). При таком решении образуется пространственный каркас, обладающий значительной устойчивостью и потому часто используемый для зданий повышенной этажности.

В массовом жилищном строительстве панели наружных стен между собой и с панелями внутренних стен соединяются петлевыми связями, предусмотренными в двух уровнях каждой панели.

Связи верха панелей состоят из скоб, вставляемых по месту при помощи монтажно-гибочного кондуктора в отверстия монтажных диафрагм (косынок) предварительно на ДСК, приваренных к петлевым арматурным выпускам. Для 9- и 12- этажных зданий в верхнем уровне панелей предусматривается вторая петлевая связь, аналогичная первой, но без диафрагмы.

Бескаркасные здания из кирпича и мелких камней и блоков возводят обычно с продольными несущими наружными и внутренними стенами. Поперечные стены в таких зданиях устраивают преимущественно в лестничных клетках, в местах, где проходят дымовые и вентиляционные каналы, а также в промежутках между ними для придания большей устойчивости продольным стенам и зданиям в целом. В зданиях с поперечными несущими стенами продольные наружные стены — самонесущие, а перекрытия опираются на поперечные стены. Возводятся также бескаркасные здания, у которых несущими являются как поперечные, так и продольные стены.

Бескаркасные крупноблочные здания со стенами из бетонных и других блоков имеют конструктивные схемы с поперечными и продольными несущими стенами. Общественные многоэтажные здания чаще возводят с продольными несущими стенами. При этом в зависимости от ширины здания может быть не одна, а две внутренние продольные стены.

Бескаркасные крупнопанельные здания бывают: с тремя продольными несущими стенами; с поперечными несущими стенами-перегородками, устанавливаемыми с малым или большим шагом (расстоянием) друг от друга.

В домах с поперечными несущими стенами-перегородками все основные элементы несущие: поперечные стены-перегородки, внутренняя продольная и наружные стены. Панели перекрытий имеют опоры по четырем сторонам. При этом наружные стеновые панели /, которые мало отличаются от наружных панелей в домах с продольными несущими стенами, считают также несущими. Перегородочные панели и панели внутренней продольной стены в таких домах изготовляют из тяжелого (конструктивного) бетона. Панели наружных стен изготовляют из легких бетонов или трехслойными: из тяжелого бетона с теплоизолирующими вкладышами.

Пространственная жесткость бескаркасных зданий обеспечивается несущими наружными и внутренними поперечными стенами, в том числе стенами лестничных клеток, связанными с наружными продольными стенами, а также междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и разделяющими их по высоте здания на отдельные ярусы.

3. Каркасные здания

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.

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.

Пространственная жесткость каркасных зданий обеспечивается: совместной работой колонн, связанных между собой ригелями и перекрытиями и образующих геометрически неизменяемую систему; установкой между колоннами стенок жесткости / или стальных вертикальных связей; сопряжением стен лестничных клеток с конструкциями каркаса; укладкой в междуэтажных перекрытиях (между колоннами) панелей-распорок.

Для зданий повышенной этажности весьма целесообразно использование каркасно-панельной системы. В этом случае здания могут иметь большие свободные от перегородок помещения, что необходимо для общественных зданий. Строят каркасно-панельные здания с полным и неполным каркасом. Конструктивные схемы таких зданий могут быть с поперечным расположением ригелей, а также с продольным и поперечным расположением ригелей.

Здания каркасной конструкции имеют преимущественно общественное назначение (номенклатура сборных элементов заводского изготовления для каркасных зданий представлена в унифицированной серии конструкций ИИ-04). В СССР каркасные здания, имеют основную планировочную сетку размером 6X6 м. Дополнительные параметры - 4,5 и 3 м. Кроме того, для отдельных уникальных зданий используется сетка 6X9 м.

Высота этажей имеет градацию: 3; 3,3; 3,6 и 4,2 м.

Колонны каркаса могут быть на один и два этажа.

Каталогом колонны предусмотрены для двух высот этажей 3,3 и 4,2 м. Колонны имеют поперечное сечение 300X300 ..мм, для нижних этажей 400X400 мм. Стыки колонн предусмотрены на уровне верха перекрытий, обычно на высоте 600 мм от верха панели.

Типовой стык колонн при непосредственном опирании одной на другую решается при помощи стальных оголовников на концах колонн, приваренных к их арматуре или сваркой заранее выпущенных стержней. Во избежание эксцентричной передачи нагрузки от верхних колонн на нижнюю верхний оголовок имеет стальную центрирующую прокладку. Монтаж производится при помощи металлических кондукторов. В любом случае после сварки закладных элементов должна быть выполнена защитная антикоррозионная обработка и тщательное омоноличивание стыков.

Ригели каркаса бывают высотой 450 мм и имеют в нижней части уступы (с двух или с одной стороны) для опирания плит перекрытий. Концы ригелей опирают на консоли колонн, а затем закрепляют сваркой. Таким образом, колонны и ригели каркаса образуют систему многоэтажных поперечных и продольных рам.

В практике строительства каркасных зданий существует ряд вариантов крепления ригелей к колоннам. Среди них наиболее часто применяется крепление на скрытую консоль, на опорное стальное стремя, представляющее собой замоноличенный узел, а также платформенный стык.

Пространственная жесткость каркасных панельных зданий обеспечивается совместной работой элементов каркаса, перекрытий, связями или панелями, устанавливаемыми в плоскости каркаса, или вертикальными диафрагмами жесткости, образованными отдельно стоящими Стенами.

По наружному периметру здания к колоннам каркаса крепятся навесные панели.

Материал панелей этих стен сходен с материалом панелей стен крупнопанельных зданий, но навесные стены более разнообразны по архитектурному и конструктивному решению.

Наиболее эффективными из них являются панели из легких и ячеистых бетонов, из алюминия, алюминиевых сплавов и асбестоцемента.

Рис.2. 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.

Стеновые легкобетонные панели выпускают марок 35, 50 и 75, с объемной массой до 900 кг/м 3 . Панели из ячеистых бетонов выпускают марок 25 и 35, с объемной массой до 600 кг/м 3 . Панели армируют сварными пространственными каркасами и обеспечивают закладными стальными деталями для навески панелей на колонны каркаса.

Читайте также: