Реклама
Реклама
Реклама


Конструктивные решения зданий и сооружений

Конструктивные решения зданий и сооруженийКонструктивные решения зданий и сооружений.

В современных условиях проектирования (в условиях сжатых сроков) проектировщики не выполняют или не успевают выполнять сравнение технико-экономических показателей вариантов конструктивной схемы сооружения, тем не менее, ТЭП не нужно исключать из стадии проектирования П и/или Р . Для проведения расчетов необходимо знать основные расценки на материалы и их наличие (что должно также оговариваться в задании на проектирование) в районе строительства, знать технологию производства работ, определить сроки возведения и определиться с приоритетом этих основных показателей.

Здания должны проектироваться из учета основных требований технико-экономических показателей.

- минимальная трудоемкость по возведению и технологичность.

- минимальная потребность в специальной строительной оснастке.

- простота и надежность конструкций.

- минимальные затраты материалов.

- стоимость применяемых материалов.

- сроки возведения объекта.

Распространенные конструктивные схемы надземной части для жилых и общественных зданий.

- система колонн c ригельным перекрытием (возможным наличием связей.

- система колонн с плоским без ригельным перекрытием (возможным наличием связей.

-смешенные колонно-стеновые системы, где стены чаще всего являются ядрами жесткости (лестничные клетки и лифтовые шахты) с плоскими перекрытиями.

- перекрестно-стеновая система с плоским перекрытием (блочные жилые здания, чаще всего коридорного типа.

- система пилонов с плоским перекрытием.

В конструктивных схемах из системы колонн для обеспечения жесткости здания в различных направлениях вводят связи: портальные или крестовые металлические связи; монолитные железобетонные диафрагмы жесткости.

Жесткость здания и распределение усилий в конструкциях также зависит от принятого типа фундамента. Сплошные фундаментные плиты по сравнению с отдельно стоящими или ленточными фундаментами позволяют снизить разность осадок, что в свою очередь уменьшает нагрузки в конструкциях надземной части здания. Применение сплошных плит эффективно только для сетки колонн или пилонов, не превышающих определенного шага, и ограничивается видом сооружения и ТЭП.

В монолитном строительстве не может идти речи о модульном размере, все габариты конструкций в основном принимаются исходя из архитектурных требований, конструктивных особенностей несущих элементов, габаритов инженерного и технологического оборудования, с округлением основных размеров до 10 мм, и указанием точных размеров и допусков для креплений оборудования. При желании можно соблюдать размерную модульность в соответствии с ГОСТ 28984-2011.

Плоские перекрытия на сегодняшний день более распространены, из-за простоты производства и обеспечения большего пространства под перекрытием для разводки инженерных сетей. Плоские перекрытия могут выполняться с наличием капителей и без них. Капители могут быть скрытыми, т.е. размещаться в толще плиты в опорной зоне. Также плоские перекрытия могут выполняться кессонными, что дает существенное снижение собственного веса конструкции, но они не так часто применяются в нашей стране. Для формирования кессонов в качестве несъемной опалубки применяют пенополистирольные плиты, пустотные вкладыши из фиброцементных плит, картона или из других материалов, пустотные керамзитобетонные блоки, пенобетонные блоки и т.д. а в качестве съемной опалубки применяют пластиковые системы.

В плоских перекрытиях есть расчетные и конструктивные сложности.

- определение расчетных усилий в опорной и приопорной зонах.

- расчет несущей способности плиты от поперечных усилий и изгибающих моментов только бетоном.

- расчет поперечного армирования плиты от поперечных усилий и изгибающих моментов.

- конструирование опорного узла с наличием капители, со скрытой капителью, или без нее.

В металлических каркасах зданий распространены перекрытия по профилированному листу, который применяется в качестве несъемной опалубки. Армирование таких плит чаще всего применяется по разрезной схеме, что делает процесс производства работ менее трудоемким. Для объединения работы каркаса и плиты устраиваются анкера по балкам перекрытия, которые могут выполняться из приваренных в тавр арматурных коротышей, приваркой в тавр болтов специальным пистолетом и пристрелкой анкеров дюбелями. Единственная проблема выполнения таких плит по разрезной схеме, это уход за бетоном, усадку бетона нечем сдерживать при отсутствии верхней арматурной сетки.

Ограждающие конструкции подземной части здания чаще всего выполняют по внешнему периметру из монолитных стен, а фундамент выполняют плитным или свайно-плитным. При малоэтажном строительстве фундаменты могут применяться отдельно стоящие или ленточные. В малоэтажном или промышленном строительстве часто используют для не больших сооружений мелко-заглубленные фундаменты с утеплением грунта основания. Грунт утепляют закладывая пенополистирол, в том числе экструдированный, для исключения мостиков холода и возможного пучения основания.

Заполнение внешних ограждающих конструкций (стен) и внутренних перегородок и самонесущих стен принято выполнять из кладки легкими блоками (газосиликатные, пенобетонные, керамзитобетонные пустотные, теплоэффективные керамические и т.д.), что в целом уменьшает собственный вес здания, снижает трудоемкость и уменьшает сроки возведения, а также является более тепло-эффективным решением.

В последнее время чаще стали применять внешнее ограждение, выполненное из легких гнутых оцинкованных профилей (ЛСТК) с заполнением каркаса минеральной ватой, выполнением вентилируемого фасада и внутренней черновой отделкой из листовых материалов (ГВЛ, ОСП, ГСП, цементно-магниевые, фиброцементные или фибролитовые плиты.

В некоторых случаях применяют фасадные решения из кирпичной кладки на всю высоту здания (самонесущие стены), что является более теплоэффективным решением по сравнению с вариантом, когда кладка опирается на консоль плиты перекрытия. При таком решении необходимо исключить возможную осадку кладки, а также необходимо раскреплять из плоскости стены к каркасу в уровне каждого перекрытия.

Внешние ограждающие конструкции из кладки блоками размещают либо между колоннами каркаса здания, либо по краю плиты, смещая колонну внутрь здания на толщину стены. Оба варианта имеют свои преимущества. При смещении колонны внутрь, увеличивается площадь опирания плиты и исключается возможное увеличение теплопроводности по границе утеплитель-колонна. Незначительным недостатком является возможное наличие внутри помещений выступающих пилястр по стенам.

По причине особенности технологии возведения конструкций (уникальных, массивных, мостовых или промышленных сооружений) могут применяться сборные железобетонные элементы или металлические блоки в качестве несъемной опалубки специально разработанного сечения, что позволяет исключить исполнение сложной съемной опалубки, дает возможность получения заданной фактуры поверхности и другие конструктивные преимущества.

В сложных по конструктивной схеме сооружениях, в пролетных конструкциях и в высотных зданиях могут применяться сталежелезобетонные балки, ростверки, перекрытия и колонны.

Для перекрытия больших пролетов могут применяться монолитные преднапрягаемые железобетонные конструкции (плоские, пустотные или кесонные плиты). Преднапряжение заложенных арматурных канатов в сечении конструкции производят натяжением домкратами и фиксацией по торцам, после набора определенной прочности бетона.

В высотных зданиях могут применять фундаменты с более сложной свайно-плитной конструкцией, с комбинированием свай различного типа и устройством плиты или ростверка сплошной, ребристой и пустотной структуры. Высотным принято называть здание высотой более 75 м или более 25 этажей. Для высотных зданий чаще применяют каркасно-ствольную несущую систему. В данной системе изгибающие моменты, возникающие от горизонтальных нагрузок, воспринимаются преимущественно монолитными железобетонными стволами или ядрами жесткости. Каркас высотных зданий может выполняться в полном монолитном железобетонном или в металлическом исполнении или комбинированным с монолитным ядром и стальным каркасом с монолитными перекрытиями по профлисту. Основным нормативным документом при проектировании высотных зданий на сегодняшний день является МГСН 4.19-2005 Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве , в дополнение МДС 50-1.2007, МДС 20-1.2006. Для геодезического контроля высотных зданий есть временные рекомендации МДС 11-19.2009.

Лестничные клетки чаще всего в зданиях с железобетонным каркасом выполняют с ограждающими конструкциями из монолитных несущих стен (образуя ядро жесткости) или из самонесущих стен с заполнением стеновыми блоками между колоннами или пилонами. Лестничные марши могут выполняться монолитными не разрезными жестко-защемленными с междуэтажными плитами и перекрытиями, также могут выполняться из сборных железобетонных маршей или из сборных железобетонных ступеней по металлическим косоурам.

В монолитных зданиях стараются избегать наличия мостиков холода по несущим конструкциям, но всё же, при наличии не утепляемых консольных балконных плит, а также при наличии ограждающих конструкций опирающихся на консольный вылет плиты, существует проблема возникновения мостиков холода. Существует способ снижения тепловых потерь за счет уменьшения общего сечения мостика холода между сопрягаемыми внешней и внутренней конструкциями, т.е. устройством вкладышей из минераловатной плиты и устройством скрытых балок между ними. Тепловая эффективность данного решения незначительная, но все же, оно применятся в отечественной практике. Есть современные технологичные решения с устройством каркасов разрыва мостика холода и установкой специальных блоков крепления, например решения фирмы Sch ck.

Просмотров: