Шпоры. Внешние воздействия на здания условно подразделяют на силовые и несиловые. К силовым
 Скачать 387.33 Kb.
|
|
Своды Свободы представляют собой несущую железобетонную пространственную конструкцию покрытия в виде изогнутой вдоль оси гладкой или волнистой плиты, обладающей распором и работающей на сжатие с изгибом. Сводчатые покрытия чаще всего проектируются из сборных железобетонных элементов. По продольным краям (вдоль образующей) своды могут опираться на колонны, стены или непосредственно на фундаменты. Оболочки положительной гауссовой кривизны - одно из самых выразительных в архитектурном отношении решений. Под оболочками с таким названием принято понимать оболочки, срединная поверхность которых описывается вращением вокруг оси дуги круга (параболы, эллипса) или параллельным перемещением кривой образующей по кривой направляющей. Оболочки двоякой кривизны могут выполняться как вспарушенными, так и с пологими контурами. При этом меняется не только геометическая характеристика конструкции, но и схема распределения в ней усилий. В зависимости от количества ячеек здания оболочки могут проектироваться отдельно стоящими (одноволновыми) и многоволновыми в одном и двух направлениях. Многоволновые могут быть также разрезными и неразрезными. К разрезным многоволновым оболочкам относятся такие, в которых с помощью специальных конструктивных мер обеспечивается возможность горизонтальной податливости контура не только крайних, но и средних волн оболочек. В неразрезных оболочках приконтурные зоны соседних конструкций жестко соединяются между собой и диафрагмами. Неразрезные оболочки являются более жесткими, чем другие типы конструктивных решений, но требуют большего расхода стали для обеспечения неразрезности. Оболочки положительной гауссовой кривизны могут проектироваться сборными и монолитными. Оболочки по контуру опираются на диафрагмы, которые выполняются в виде арок, ферм или балок, а также криволинейных брусьев, уложенных на стены. Плиту в приконтурных и угловых зонах оболочки рекомендуется утолщать с целью размещения дополнительной арматуры и восприятия действующих усилий, увеличенных по сравнению с центральной зоной. Купола Разновидностями оболочек двоякой кривизны на круглом или овальном планах являются купола. Купол - одна из самых изученных пространственных конструкций, применяемых в общественных сооружениях с древнейших времен. Купол представляет собой пространственную железобетонную конструкцию в виде выпуклой оболочки круглого, эллиптического или многоугольного очертания в плане. Элементами куполов служат осесимметричная оболочка вращения и растянутое опорное кольцо. Опорное кольцо может лежать на сплошном основании, образованном стенами, или на отдельных колоннах. Купола проектируются в виде пологих или подъемистых тонкостенных оболочек. Исходя из архитектурных и эстетических соображений, покрытия и перекрытия зданий могут также проектироваться в виде складчатого купола, из сопряженных купольных оболочек, а также в виде неполного купола. Оболочки отрицательной кривизны Типичным представителем оболочки отрицательной гауссовой кривизны является поверхность гиперболического параболоида (гипара). В покрытиях могут быть использованы однолепестковые и многолепестковые гипары. В большинстве случаев гипары являются распорными конструкциями. Гипары могут воспринимать значительные сосредоточенные нагрузки, приложенные к ребрам. Гипары могут выполняться сборными и монолитными. Монолитные оболочки конструируются гладкими, без ребер. В сборном варианте разрезка на плиты осуществляется по направлению прямолинейных образующих и направляющих. Плиты по краям окаймляются ребрами. Совпадение геометрии двух поверхностей - исходной и получаемой в результате сборки плит - достигается за счет переменной толщины монолитных швов. Гипары могут изготовляться из тяжелого и легкого бетонов. Область применения и достоинства Следует отметить, что область применения оболочек по мере совершенствования конструкций, и освоения прогрессивных методов изготовления и монтажа расширяется. Покрытия в виде оболочек экономичнее плоскостных конструкций по расходу материалов и по общей стоимости. Сооружение оболочек дает возможность перекрывать большие площади без промежуточных опор; это не только намного снижает расход материалов, но и создает значительные преимущества при проектировании промышленных и гражданских зданий и сооружений. Следует учитывать и такой фактор в пользу применения оболочек, как возможность быстрого переустройства внутреннего пространства без реконструкции самого здания. 9. Классификация наружных стен жилых зданий Вертикальные ограждающие конструкции зданий, расположенные над фундаментами, называются стенами. Они разделяются на наружные и внутренние. Внутренние стены, которые воспринимают нагрузки от перекрытий, ограждают лестничные клетки и разделяют помещения с различными температурно-влажностными условиями, называют капитальными. По виду материалов различают стены из кирпича, керамических, бетонных и; естественных камней, блочные, панельные, а также монолитные железобетонные. Кроме того, стены могут быть деревянными, из асбестоцементных или стальных листов. В зависимости от конструктивной схемы здания стены могут быть: несущими, которые кроме массы стен воспринимают нагрузки от перекрытий, кровли, кранов, ветра и др.; самонесущими, воспринимающими нагрузки от собственной массы стен всех этажей здания, а также и ветровую нагрузку; ненесущими (навесными), которые воспринимают нагрузку только от собственной массы и от ветра в пределах одного этажа высотой не более 6 м. В зависимости от сложности архитектурного сооружения стены подразделяют на гладкие, простые, средней сложности и сложные. Например, к стенам средней сложности относят стену с содержанием архитуктурных деталей до 30% ее площади. Наружные стены должны удовлетворять требованиям прочности, теплозащиты, звукоизоляции, морозостойкости, атмосфероустой- чивости и архитектурной выразительности а внутренние — требованиям прочности и звукоизоляции. Конструкции и материалы стен должны отвечать определенной степени огнестойкости как самих стен, так и здания или сооружения в целом. Конструкции стен должны быть максимально цндустриальными. Стены из кирпича и камней являются одним из наиболее распространенных видов конструкций стен жилых, гражданских и промышленных зданий. Толщину стен принимают кратной длине кирпича или его половине и выполняют в 1/2; 1; 2; 2 Чг и 3 кирпича. Стены возводят из сплошной и облегченной кладки. Сплошную кладку выполняют из кирпича всех видов, керамических, бетонных и природных камней. Швы кладки заполняют известковым, цементным или известково-цементным раствором. Для обеспечения монолитности стен кладку ведут с обязательной перевязкой вертикальных швов. Сплошную кладку из глиняного обыкновенного и силикатного кирпича целесообразно применять в нижних этажах многоэтажных зданий, где действуют значительные нагрузки. Для уменьшения в зданиях одноэтажных и верхних этажах многоэтажных используют керамические камин с щелевидными пустотами, массы стен и снижения их теплопроколности. Стены из бетонных и природных камней. Камни природные и из тяжелого бетона применяют главным образом в цоколях, стенах подвалов, влажных и мокрых помещениях, а также в стенах неотапливаемых зданий. В помещениях с нормальной влажностью воздуха стены выполняют из легкобетонных камней. Облегченная кладка. В этой кладке часть конструкций из основного материала заменяют теплоизоляционными плитами, легким бетоном, воздушной прослойкой или минеральной засыпкой. Различают три основных вида конструкций такой кладки стен. Первый — стены из кирпичной кладки с теплоизоляционными плитами с внутренней стороны. При этом применяют жесткие плиты из ячеистых бетонов и бетонов на пористых заполнителях, гипсобетонные и др. Их устанавливают на растворе вплотную к кладке или с воздушной прослойкой. Второй — облегченные стены, состоящие из двух стеночек в 1/2 кирпича с гибкими связями из стальных скоб и теплоизоляционными плитами внутри стены. Стены этого типа главным образом самонесущие или ненесущие. Третьим видом облегченной кладки стен является колодцевая кладка с вертикальными поперечными стенами. В этом случае продольные и поперечные стенки выполняют толщиной в 1/2 кирпича с однорядной или многорядной перевязкой. Образующиеся колодцы заполняют теплоизоляционными материалами: плитами, легким ‘бетоном, легкобетонными камнями, минеральными засыпками в виде шлака, пемзы, керамзитового гравия и др. Во избежание образования пустот при осадке утеплителей их при укладке уплотняют, а по высоте стены через 0,5 м устанавливают кирпичные горизонтальные диафрагмы. Вместо засыпок лучше использовать жесткие смеси легких заполнителей и вяжущего прочностью 0,4— 0,5 МПа. Облегченные кладки применяют в стенах зданий высотой: несущих — до 5 этажей, самонесущих — до 9 этажей, ненесущих (навесных) — любой высоты. Для ограждения помещений с влажным режимом облегченные кладки применять нельзя. Стены с облицовкой. Для повышения долговечности и архитектурной выразительности зданий широко применяют наружную облицовку их стен. Существует два способа облицовки — одновременно с возведением стены и по готовой стене. Одновременно с кладкой стены и с перевязкой друг с другом устанавливают Г-об- разные и плоские плиты из тяжелого цементного бетона, силикатобетона и природного камня, лицевые пустотелые керамические камни и, лицевой кирпич. Облицовку по готовой стене выполняют из керамических, стеклянных, асбестоцементных плит и плит из природного камня толщиной не более 40 мм. Плиты укрепляют на растворе или при помощи стальных анкеров. Стены из крупных блоков. В строительстве зданий различного назначения используют конструкции стен из крупных блоков заводского изготовления. По виду материалов крупные стеновые блоки бывают из естественных природных камней (ракушечник, известняк, туф); из цементных и силикатных тяжелых и легких бетонов; из кирпича и керамических камней сплошной и облегченной кладки» Толщина стен из крупных блоков 20, 30, 40, 50 и 60 см. Разрезку поля стены на отдельные блоки (размеры блоков по длине и высоте), осуществляют в соответствии с высотой этажа, размерами конных проемов и грузоподъемностью имеющихся на объекте строительных кранов. Стены из крупных блоков выполняют с перевязкой вертикальных швов между блоками и углов здания в каждом этаже перемычечными или поясными армированными блоками, которые скрепляют между собой стальными связками. Вертикальные стыки между блоками тщательно заполняют бетоном или раствором для обеспечения монолитности стен и их непродуваемости. Трудоемкость возведения стен из крупных блоков в 2—2,5 раза ниже по сравнению с кладкой стен из кирпича. Панели можно изготовлять из глиняного и силикатного кирпича, а также из керамических камней марок 75, 100, 125, 150 , 200 и 300 и раствора марок 75, 100, 150 и 200. Фасадная поверхность панелей может быть облицована плитками или отделана раствором. Применение тонкостенных виброкирпичных панелей, изготовляемых в заводских условиях, позволяет при возведении жилых домов снизить расход кирпича в 2 раза, уменьшить трудовые затраты на 40% и стоимость строительства на 10%. Стены из крупных панелей. В настоящее время до 50% жилых домов собирают из крупных панелей заводского изготовления. Широко применяют стеновые панели также в гражданском и промышленном строительстве. Типовыми чертежами предусмотрены стеновые панели трех типов: сплошные (однослойные) из бетонов на легких заполнителях — легкобетонные; трехслойные — из двух тонких железобетонных оболочек с утеплителем между ними; однослойные — железобетонные для неотапливаемых зданий. Легкобетонные панели для жилых домов имеют размеры на одну или на две комнаты (одномодульные или двухмодульные). Из них возводят бескаркасные и каркасные здания. Панели устанавливают на слой раствора или опорные столики, приваренные к колоннам каркаса, и скрепляют между собой путем приварки накладок к стальным закладным деталям в панелях. Швы между панелями заполняют герметиками и раствором. В последние годы в промышленном строительстве начали широко применять легкие трехслойные панели с двумя облицовочными слоями из стального оцинкованного или алюминиевого листа и эффективного пенопластового утеплителя объемной массой 30—60 кг/м3. Эти навесные панели крепят болтами к конструкциям каркаса зданий. В неотапливаемых зданиях используют стеновые ограждения из стального или алюминиевого листа по металлическому фахверку (система стоек и горизонтальных элементов), который выполняют из стальных прокатных элементов, укрепленных между основными несущими конструкциями каркаса зданий. Наружные стеновые панели промышленных зданий имеют длину 6—12 м, ширину 0,6—2,4 м. Толщину панелей принимают по теплотехническому расчету. В сельскохозяйственном строительстве применяют трехслойные стеновые панели из двух асбестоцементных листов с эффективным утеплителем между ними. | |
| 38. Плоскостные большепролетные конструкции покрытий В общественных зданиях массового строительства для покрытия зальных помещений применяются преимущественно традиционные плоскостные конструкции: настилы, балки, фермы, рамы, арки. Работа этих конструкций основана на использовании внутренних физико-механических свойств материала и передаче усилий в теле конструкции непосредственно на опоры. В строительстве плоскостной тип покрытий хорошо изучен и освоен в производстве. Многие из них пролетом до 36 м разработаны как сборные типовые конструкции. Идет постоянная работа по их усовершенствованию, снижению массы и материалоемкости. Балки Балки изготавливаются из стальных профилей, железобетонными (сборными и монолитными), деревянными (на клею или на гвоздях). Стальные балки таврового или коробчатого сечения требуют большого расхода металла, имеют большой прогиб, который обычно компенсируется строительным подъемом (1/40 – 1/50 от пролета). Покрытие зала размерами 80,4 × 93,6 м выполнено из десяти цельно сваренных сплошных стальных балок переменного сечения, установленных через 10,4 м. Железобетонные балки имеют большой изгибающий момент и большую собственную массу. Они могут выполняться монолитными, сборно-монолитными и сборными (из отдельных блоков и цельные). Выполняются из железобетона с предварительным напряжением арматуры. В практике строительства встречаются балки пролетом до 60 м, а с консолями – до 100 м. Сечение балок – в виде тавра, двутавра или коробчатое. Фермы Фермы, как и балки, могут изготавливаться из металла, железобетона и дерева. Стальные фермы в отличие от металлических балок за счет решетчатой конструкции требуют меньше металла. При подвесном потолке создается проходной чердак, обеспечивающий пропуск инженерных коммуникаций или свободный проход по чердаку. Фермы выполняют, как правило, из стальных профилей, а пространственные трехгранные фермы – из стальных труб. Фермы могут иметь различное очертание как верхнего, так и нижнего пояса. Наиболее распространены фермы треугольные и полигональные, а также горизонтальные с параллельными поясами. Недостатком железобетонных ферм является большая конструктивная высота. Деревянные фермы – могут быть представлены в виде бревенчатых или брусчатых висячих стропил. Устойчивость деревянных ферм обеспечивают деревянные раскосы и связи, установленные по краям и в середине фермы перпендикулярно их плоскости, а также кровельные настилы, образующие жесткий диск покрытия. Раскосы выполняются из брусков такой же ширины, нижний пояс из прокатных уголков, а подвески – из круглой стали. Фермы могут быть использованы для кровельных покрытий в двух вариантах: а) с теплым эксплуатируемым подвесным потолком и холодными кровельными панелями; б) без подвесного потолка и теплыми кровельными панелями. Рамы Рамы являются плоскостными распорными конструкциями. В отличие от безраспорной балочно-стоечной конструкции, ригель и стойка в рамной конструкции имеют жесткое соединение, которое является причиной появления в стойке изгибающих моментов от воздействия нагрузок на ригель рамы. Рамные конструкции выполняют с жесткой заделкой опор в фундамент, если отсутствует опасность появления неравномерных осадок основания. Особая чувствительность рамных и арочных конструкций к неравномерным осадкам приводит к необходимости устройства шарнирных рам (двухшарнирных и трехшарнирных). Учитывая то, что рамы не имеют достаточной жесткости в своей плоскости, при устройстве покрытия необходимо обеспечить продольную жесткость всего покрытия путем замоноличивания элементов покрытия или установки рам диафрагм нормально к плоскости, или связей жесткости. Железобетонные рамы – могут быть бесшарнирными, двухшарнирными, реже трехшарнирными. Арки Арки, как и рамы, являются плоскостными распорными конструкциями. Они еще более чувствительны к неравномерным осадкам, чем рамы и выполняются как бесшарнирными, так и двухшарнирными и трехшарнирными. Устойчивость покрытия обеспечивается жесткими элементами ограждающей части покрытия. Для пролетов 24 … 36 м возможно применение трехшарнирных арок из двух сегментных ферм. Во избежание провисания затяжки устанавливают подвески. Металлические арки выполняются сплошного и решетчатого сечения. Высота ригеля сплошного сечения арок применяется в пределах 1/50 … 1/80 , решетчатого 1/30 … 1/60 пролета. Отношение стрелы подъема к пролету у всех арок находится в пределах 1/2 … 1/ 4 при параболическом очертании кривой и 1/4 … 1/ 8 при круговой кривой. Железобетонные арки, как и металлические, могут иметь сплошное и решетчатое сечение ригеля. Конструктивная высота сечения ригеля сплошных арок составляет 1/30 … 1/40 пролета, решетчатых арок 1/25 … 1/30 пролета. Сборные арки больших пролетов выполняются составными, из двух полуарок, бетонируемых на листе в горизонтальном положении, а затем поднимаемых в проектное положение. Деревянные арки выполняются из гвоздевых и клееных элементов. | 4. Основные конструкции жилых зданий Наиболее массовым и экономичным строительным системами являются бескаркасные, крупнопанельные, объемно-блочные, монолитные и сборно-монолитные. Жилые здания бывают каркасными, крупноблочными, кирпичными. Основным направлением индустриализации жилищного строительства в нашей стране является развитие бескаркасного крупнопанельного домостроения, на долю которого приходится более половины общего объема строительства жилых зданий. Крупнопанельные здания выполняются из сравнительно простых в изготовлении плоскостных крупноразмерных элементов. Строительство крупнопанельных зданий позволяет по сравнению с кирпичными зданиями снизить стоимость в среднем на 10 %, суммарные затраты труда - на 25 - 30 %, продолжительность строительства - в 1,5 - 2 раза. Дома из объемных блоков имеют технико-экономические показатели, близкие к крупнопанельным зданиям. Важным преимуществом объемно-блочного дома является резкое сокращение затрат труда на строительной площадке (в 2 - 2,5 раза по сравнению с крупнопанельным домостроением). Строительство монолитных и сборно-монолитных жилых домов целесообразно при отсутствии или недостаточной мощности базы панельного домостроения, в сейсмических районах, а также при необходимости строительства зданий повышенной этажности. Возведение монолитных и сборно-монолитных зданий требует значительно меньших (по сравнению с крупнопанельным домостроением) капитальных затрат, позволяет снизить на 10 - 15 % расход арматурной стали, но одновременно приводит к увеличению на 15 - 20 % построечных затрат. Конструктивное решение здания рекомендуется выбирать на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом имеющейся производственно-сырьевой базы и транспортной сети в районах строительства, намечаемых объектах строительства, местных природно-климатических и инженерно-геологических условий, архитектурных и градостроительных требований. Жилые здания рекомендуется проектировать с несущими конструкциями из бетона и железобетона (бетонные здания) или каменных материалов в сочетании с железобетонными конструкциями (каменные здания). Жилые здания высотой один-два этажа могут также проектироваться с конструкциями на основе древесины (деревянные здания). Бетонные здания подразделяются на сборные, монолитные и сборно-монолитные. Сборные здания выполняются из сборных изделий заводского или полигонного изготовления, которые устанавливаются в проектное положение без изменения их формы и размеров. Сборные жилые здания рекомендуется проектировать из крупноразмерных сборных конструкций - панелей, блоков, плит и объемных блоков. Сборное здание со стенами из крупных блоков называется крупноблочным. Сборное здание, выполненное из несущих объемных блоков и плоскостных сборных элементов, называется панельно-блочным. Сборное здание, выполненное целиком из объемных блоков, называется объемно-блочным. В монолитных зданиях основные конструкции выполняют из монолитного бетона и железобетона. |