Несущие, самонесущие, ненесущие и навесные стены.
Стена́ — вертикальная ограждающая конструкция, отделяющая помещение от окружающего пространства или соседнего помещения.
Стена здания — несущий и (или) ограждающий элемент здания. Конструктивно наружные стены могут быть однослойной или сложной конструкции.
Каменные стены подразделяются на:
Несущие — воспринимающие кроме нагрузок от собственного веса и ветра также нагрузки от покрытий, перекрытий, кранов и т. п.;
а) Самонесущие — воспринимающие нагрузку только от собственного веса стен всех вышележащих этажей зданий и ветровую нагрузку;
б) Ненесущие (в том числе навесные) — воспринимающие нагрузку только от собственного веса и ветра в пределах одного этажа при высоте этажа не более 6 м; при большей высоте этажа эти стены относятся к самонесущим;
в) Перегородки — внутренние стены, воспринимающие нагрузки только от собственного веса и ветра (при открытых оконных проемах) в пределах одного этажа при высоте его не более 6 м; при большей высоте этажа стены этого типа условно относятся к самонесущим.
В зданиях с самонесущими и ненесущими наружными стенами нагрузки от покрытий, перекрытий и т. п. передаются на каркас или поперечные конструкции зданий.
г) Навесные стены выполняются из панелей длиной, равной шагу колонн, с проемами ленточного остекления. Стальные консоли устанавливаются также и на глухих участках стен.
Навесные стены опираются на фундаментные балки и на поэтажно расположенные обвязочные балки каркаса здания. Нагрузка от них через балки передается на колонны.
Навесные стены сооружают из одно — или трехслойных панелей, которые поступают на строительную площадку в полной заводской готовности.
Стенами называют конструктивные элементы зданий, служащие для отделения помещения от внешнего пространства (наружные стены) или одного помещения от другого (внутренние стены).
По характеру работы стены делят на: несущие, самонесущие и навесные.
Несущие стены воспринимают нагрузку от собственного веса и других конструкций и передают ее на фундаменты.
Самонесущие стены несут нагрузку только от собственного веса по всей своей высоте и передают ее на фундаменты.
Навесные стены стены являются ограждениями, опирающимися на каждом этаже на другие элементы здания (каркаса) и воспринимают только собственную массу в пределах одного этажа.
К стенам предъявляются следующие требования: они должны иметь достаточную прочность и устойчивость, обладать неодходимыми тепло- и звукоизолирующими свойствами, быть огнестойкими, долговечными и экономичными. Требования по звукоизоляции предъявляются, главным образом, к стенам жилых зданий.
Оптимальная толщина стены должна быть не менее предела, определяемого статическим и теплотехническим расчетами.
С января 1997 года вступили в силу Изменения к СНиП 11-3-79 «Строительная теплотехника»: требуемое сопротивление теплопередаче для жилых помещений увеличено вдвое, а с 2000 года оно увеличено в 3,45 раза. Если следовать букве закона, то стены из кирпича должны возводиться толщиной в 1,5 метра, поэтому целесообразно использовать комбинированные конструкции наружных стен: несущая часть стены, минимальной толщины, плюс эффективный утеплитель и декоративная отделка.
По виду материала стены могут быть каменными, деревянными, а также комбинированными (типа «сэндвич»). Каменные стены по конструкции и способу возведения подразделяются на стены из кладки, монолитные и крупнопанельные. Комбинированные стены – различные панельно-каркасные дома.
Кладка – это конструкция, выполненная из отдельных стеновых камней, швы между которыми заполняются кладочными растворами. Для создания прочной монолитной системы ряды кладки делаются с несовпадением вертикальных швов, то есть с их перевязкой.
Монолитная стена. Конструкция стены состоит из арматурного каркаса и бетона. Чтобы залить бетон необходимо выставить опалубку. Опалубка может быть съемной и несъемной.
Панельно-каркасные дома. Панельные дома как правило изготавливают на заводах и собирают на участке заказчика. Материалы панели: сердцевина утеплитель (пенополистирол или минеральная вата), «одетый» с обеих сторон листами СМЛ или OSB.
Каркасные дома. Такие дома имеют множество вариантов ( изготовленные на заводе или возводимые на участке).
Несущие стены возводят в зданиях бескаркасных и с неполным каркасом. Их выполняют из кирпича, мелких и крупных блоков. Выполняя одновременно несущую и ограждающую функции, такие стены воспринимают нагрузку от кровли, перекрытий, ветровые усилия и иногда нагрузки от подъемно-транспортного оборудования. Несущие стены опирают на фундаменты. Самонесущие стены несут собственную массу в пределах всей высоты здания и передают ее на фундаментные балки. Ветровые нагрузки, воздействующие на стены, воспринимает каркас здания или фахверк. Стеновое заполнение связывают с каркасом гибкими или скользящими анкерами, не препятствующими осадке стен. Высоту самонесуших стен ограничивают в зависимости от прочности материала и толщины стены, шага пристенных колонн, величины ветровой нагрузки и т.д. Самонесущие стены выполняют из кирпича, блоков или панелей. Ненесущие (навесные) стены выполняют в основном ограждающие функции. Их масса полностью передается на колонны каркаса и фахверка за исключением нижнего подоконного яруса, опирающегося на фундаментные балки. Колонны воспринимают массу ненесущих стен через обвязочные балки, ригели фахверка или опорные стальные столики.
Легкие навесные стены, не являясь несущей конструкцией, имеют одно назначение — ограждать помещения от атмосферных воздействий. Применение эффективных утеплителей и тонких листовых облицовок позволяет при малой массе навесных стен обеспечивать их высокие теплозащитные свойства, а изготовление их без мокрых процессов обусловливает удовлетворительный влажностный режим помещений с первых дней эксплуатации зданий.
Навесные стены из каркасных панелей высотой в два этажа использованы в здании Института научно-технической информации в Киеве. Каркас панелей, имеющих размеры 2,8X7,2 м, выполнен из алюминиевых прессованных профилей, остекление изстеклопакетов. Глухие участки панелей облицованы с внешней стороны стемалитом, с внутренней — древесностружечной плитой. В качестве утеплителя применены полужесткие минераловатные плиты. Стыки между панелями заполнены минеральной ватой и закрыты алюминиевыми защитно-декоративными элементами.
Толщина стен с утеплителем из пеностекла, полужестких минераловатных плит, фенольно-резольного пенопласта ФРП-1 составляет примерно 100—120 мм, что позволяет уменьшить кубатуру здания (без изменения площади помещений) и соответственно расход материалов. При прочих равных условиях это способствует снижению стоимости 1 м2 зданий.
В зданиях, возведенных на Крайнем Севере, в основном применяются легкие панели, состоящие из двух наружных алюминиевых листов толщиной 0,8—1,5 мм, между которыми находится утеплитель (полистирольные пенопласты ПСБ, ПСБ-С фенольные ФРП-1, виларес-5 или полиуретановые ППУ-ЭС, ППУ-308, плотностью 35— 80 кг/м3); такие панели в большинстве случаев имеют обрамляющие ребра. В условиях Крайнего Севера применение легких панелей резко сокращает их толщину-до 150 мм, а значит, и массу (для сравнения: толщина легкобетонных стен достигает 600 мм, кирпичных — 770 мм)
Стеновые панели размерами 1,3×3,5 м и 1,3×4,5 м с облицовками из алюминиевого листа толщиной 1,5 мм, с обрамляющими ребрами, воспринимающими поперечные нагрузки, из бакелизированной фанеры толщиной 10 мм и утеплителем из пенополиуретана использованы в одноэтажных жилых домах на Севере.
Рис.1.Навесная трехслойная кирпичная стена.
Воздушные стены — особенности навесныхвентилируемых фасадов.
РАЗДЕЛ
1. Конструктивные
элементы гражданских
1.1. Понятия о
зданиях и сооружениях
Всякая значительная постройка различного
вида и назначения, признанная в
административном порядке пригодной
для использования по конкретному
назначению, соответствующему землеотводной
и проектной документации, называется
строением или сооружением. В разновидность
строений (сооружений) включается и
понятие «здание».
Зданием
называют наземное сооружение, имеющее
внутреннее пространство, предназначенное
для определенного вида человеческой
деятельности.
В
практической деятельности, все, что не
относится к зданиям, принято называть
инженерными сооружениями. Они, в основном,
выполняют сугубо технические функции.
К ним относятся: мосты, тоннели, станции
метро, телевизионные и радиопередающие
мачты, градирни, дымовые трубы, башни,
резервуары, монументы, обелиски и т.д.
По
функциональному назначению здания
подразделяют на:
—
гражданские (жилые и общественные),
предназначенные для обеспечения бытовых
потребностей и общественной деятельности
людей;
—
промышленные, предназначенные для
ведения разнообразной производственной
деятельности;
—
сельскохозяйственные, предназначенные
для различных отраслей сельскохозяйственного
производства.
Здания
защищают среду внутри себя от воздействия
неблагоприятных факторов окружающей
среды (температуры, солнечной радиации,
ветра, атмосферных осадков) и создает
определенный микроклимат в помещении,
соответствующий виду человеческой
деятельности (рис. 1.1).
1.2. Конструктивные
элементы гражданских зданий
Все
конструктивные элементы здания можно
подразделить на:
—
ограждающие, отделяющие помещение от
внешнего пространства, или одно от
другого;
—
несущие, воспринимающие действующие в
здании нагрузки;
—
совмещающие обе эти функции.
Каждое
здание состоит из отдельных взаимосвязанных
частей (конструктивных элементов),
имеющих определенное назначение.
Основными конструктивными элементами
гражданского здания являются:
Рис. 1.1. Схема взаимодействия окружающей
среды с микроклиматом
— отдельные опоры;
На
аксонометрическом разрезе здания (рис.
1.2) показаны его основные конструктивные
элементы.
Фундаменты
— это подземная конструкция, воспринимающая
всю нагрузку от здания и передающая ее
на основание.
Стены
– это вертикальные конструктивные
элементы здания. В зависимости от
расположения в здании стены подразделяются
на наружные и внутренние. Наружные стены
ограждают помещения от внешней среды.
Внутренние стены разделяют пространство
этажа на отдельные помещения и
подразделяются на продольные и поперечные.
В зависимости от конструктивной системы
Рис. 1.2. Гражданское здание и его элементы:
1 — фундамент; 2,- наружная стена; 3 —
внутренняя стена; 4 — цоколь;
5 — междуэтажное перекрытие; 6 — перекрытие
чердачное; 7 — перегородка; 8 — крыша; 9 —
лестница; 10 — пол подвала; 11 — приямок; 12
— вход в здание; 13 — балкон; 14 — слуховые
окна
здания
и характеру статической работы, наружные
стены подразделяются на несущие,
самонесущие и ненесущие (навесные), а
внутренние — на несущие и самонесущие
(перегородки).
Несущие
стены — это
конструкции, воспринимающие нагрузки
от собственного веса, веса опирающихся
на них вышележащих конструкций всех
этажей здания (перекрытий, крыши),
ветровые нагрузки. Все эти нагрузки
стены передают на фундамент (рис. 1.3 а).
Самонесущие
стены – это конструкции, также опирающиеся
на фундаменты, но несущие нагрузку
только от собственного веса всех этажей
здания и нагрузку от давления ветра
(рис. 1.3 а).
Ненесущие
(навесные)
стены — это конструкции, воспринимающие
нагрузку от собственного веса, ветровую
нагрузку только в пределах одного этажа
или
Рис. 1.3 Классификация
стен по характеру статической работы:
а — несущие и
самонесущие; б — навесные; 1 — несущие
кирпичные;
2
— самонесущие; 3 — панели междуэтажного
перекрытия; 4 — навесная панельная стена;
5 — колонна; 6 — ригели
своей
высоты и передающие их на несущие
элементы здания (стойки, колонны, столбы,
ригель, обвязочные балки, перекрытия)
(рис. 1.3 б).
Перегородки
— это внутренние самонесущие стены,
разделяющие пространство этажа на
отдельные помещения и опирающиеся на
перекрытия.
Отдельные
опоры – это
несущие вертикальные элементы (стойки,
колонны, столбы), передающие нагрузку
от перекрытий и других элементов здания
на фундамент. При этом перекрытия
опираются на балки или ригели, а последние
в, свою очередь, опираются на колонны.
Расположенные внутри здания отдельные
опоры, ригели и перекрытия образуют
пространственный каркас здания.
Перекрытия
— это горизонтальные ограждения,
разделяющие внутреннее пространство
здания на этажи и несущие нагрузкb,
как постоянную (от собственного веса),
так и временную (от веса людей, предметов
и оборудования) и передающие ее на
несущие горизонтальные и вертикальные
конструкции. В зависимости от места
расположения в здании перекрытия
подразделяются на:
—
междуэтажные — разделяющие смежные
этажи;
—
чердачные — перекрывающие верхний этаж
и отделяющие его от чердака;
—
совмещенные (покрытия) — перекрывающие
верхний этаж и совмещенные с крышей;
—
цокольные — отделяющие нижний этаж от
подполья или подвала.
Крыша
— это
конструкция, выполняющая несущую и
ограждающую функцию, защищающая здание
сверху от атмосферных осадков, ветра и
перегрева солнечными лучами. Она состоит
из водонепроницаемой оболочки — кровли
и поддерживающих ее несущих элементов.
Крыши
бывают чердачные — имеющие чердачное
пространство между крышей и перекрытием
верхнего этажа, и бесчердачные
(совмещенные), в которых верхнее перекрытие
и кровля объединены в одну конструкцию.
В последнем случае верхнее перекрытие
называют покрытием.
Лестницы
— это конструкции, служащие для сообщения
между этажами, а также для эвакуации в
экстренных случаях. Лестницы бывают
внутренние и наружные (рис.1.2).
Окна
— это конструктивный элемент здания,
предназначенный для освещения, инсоляции
и проветривания помещения.
Двери
— это подвижные ограждающие конструкции,
предназначенные для сообщения между
смежными по горизонтали помещениями
(внутренние двери), а также наружные,
обеспечивающие вход и выход из здания.
Балкон
— это открытая
площадка с ограждением, выступающая за
плоскость наружной стены (рис.1.4 а).
Лоджии
представляет собой открытое пространство,
примыкающее к внешней стороне наружной
стены и огражденное с трех сторон (кроме
фасада) стенами и имеющими по фасаду
перила ограждения (рис. 1.4 б). По расположению
относительно плоскости стены здания
(рис. 1.4 в) лоджии подразделяются:
—
западающие, полностью расположенные в
габаритах здания;
— частично западающие,
частично заглубленные внутрь здания;
—
навесные (выносные), полностью выступающие
за плоскость фасада.
Рис. 1.4. Общий вид
балкона и лоджии:
А
— балкон; Б — лоджия; В — типы лоджий: В-1 –
западающая; В-2 — частично западающая;
В-3 — навесная; 1 — несущая железобетонная
плита; 2 — стены лоджии; 3 — ограждения
балкона и лоджии
Эркер
представляет собой вынесенную из
плоскости фасада часть жилой комнаты,
огражденную наружной стеной с оконными
проемами. В плане эркеры могут иметь
прямоугольную, трапециевидную, треугольную
формы (рис. 1.5). Эркеры могут начинаться
с первого этажа или занимать по высоте
один или несколько этажей.
Рис. 1.5. Общий вид различных типов эркеров:
а — эркер, совмещенный
с балконом; б — эркер на всю высоту здания;
в
— треугольный эркер на несколько этажей
Козырек.
Над входами
в здания устраивают козырьки, защищающие
входные двери и входную площадку от
дождя и снега. Козырек обычно представляет
собой железобетонную плиту, которая
при небольших вылетах заделывается и
заанкеривается в кладке стены или
опирается на опоры (рис. 1.6).
Приямки.
Для освещения и проветривания подвалов
в их наружных цокольных стенах устраивают
окна, расположенные на уровне или ниже
уровня земли, а перед окнами — колодцы,
называемые приямками (рис. 1.2).
— рамные
– с жестким
соединением несущих элементов (колонны,
ригели) в узлах в ортогональных
направлениях плана здания. Каркас
воспринимает все вертикальные и все
горизонтальные нагрузки. Каркас,
состоящий из поперечных и продольных
рам (рамный каркас), обладает пространственной
жесткостью: его деформации под влиянием
силовых воздействий минимальны и не
нарушают эксплуатационных качеств
здания. Рамные
каркасные системы рекомендуется
применять для малоэтажных зданий.
— рамно-связевые
– с жестким соединением в узлах колонн
и ригелей в одном направлении плана
здания (создание рамных конструкций) и
вертикальными связями, расставленными
в перпендикулярном направлении рамам
каркаса. Связями служат стержневые
элементы (крестовые, портальные) или
стеновые диафрагмы, соединяющие соседние
ряды колонн. Вертикальные и горизонтальные
нагрузки воспринимаются рамами каркаса
и вертикальными пилонами жестких связей.
Рамно-связевые
каркасные системы рекомендуется
применять, если необходимо сократить
количество диафрагм жесткости, требуемых
для восприятия горизонтальных нагрузок.
— связевые
– отличаются
простотой конструктивного решения
соединений колонн с ригелями, дающее
подвижное (шарнирное) закрепление.
Каркас (колонны, ригели) воспринимает
только вертикальные нагрузки.
Горизонтальные усилия передают на связи
жесткости – ядра жесткости, вертикальные
пилоны, стержневые элементы. Каркас
с шарнирными сопряжениями пространственной
жесткостью не обладает. Для ее обеспечения
вводятся специальные конструкции
вертикальных связей.
В
качестве связей могут быть использованы
отдельные стены (диафрагмы жесткости),
рамы, раскосы и др.
В
рамных и связевых каркасах горизонтальными
диафрагмами жесткости служат конструкции
перекрытий.
Рис.
23 Стоечно-балочная конструктивная
система
а
– стойка; б – балка; в – стоечно-балочная
система с шарнирным сопряжением
элементов; г – то же, с рамным; д –
рамно-связевая схема каркаса с вариантами
конструкций вертикальных связей
жесткости в виде рам (1), стен (2), раскосов
(3); е – рамная схема каркаса; ж – сборные
железобетонные элементы стоечно-балочной
системы; 4 – двухэтажная колонна; 5 –
колонна безбалочного перекрытия; 6 и 7
V и Т – образные колонны; 8 – совмещенный
стоечно-балочный элемент; 9 – совмещенная
конструкция ригеля и стенки жесткости;
10 – ригель перекрытия; 11 – балка покрытия;
12 – ферма
а,
б
— связевые с вертикальными диафрагмами
жесткости; в
— то же, с
распределительным ростверком в плоскости
вертикальной диафрагмы жесткости; г
— рамная; д
— рамно-связевая
с вертикальными диафрагмами жесткости;
е —
то же, с жесткими вставками
1 —
вертикальная диафрагма жесткости; 2
— каркас с
шарнирными узлами; 3
—
распределительный ростверк; 4
— рамный
каркас; 5 —
жесткие
вставки
— железобетонный
каркас,
выполняемый в сборном, монолитном или
сборно-монолитном вариантах. Шаг колонн,
как правило принимают 6*6м.
— металлический
каркас, часто
применяемый при строительстве общественных
и многоэтажных зданий, возводимых по
индивидуальным проектам.
— деревянный
каркас в
зданиях не выше 2-х этажей.
Примеры устройства
металлического каркаса:
Соединение элементов
рам между собой – фланцевое, на
высокопрочных болтах с предварительной
затяжкой
Жесткость каркаса
здания в целом обеспечивается системой
гибких вертикальных и горизонтальных
связей, устанавливаемых с предварительным
натяжением, и распорок
В жилищное и офисное
строительство технологии строительства
из металла массово вошли благодаря
разработке металлокаркасных технологий
и усилиям американских строителей.
Первое здание с металлическим каркасом
высотой всего 11 этажей появилось в самом
начале ХХ века в Нью-Йорке. Настоящий
расцвет строительства из них начался,
когда в Америке взметнулись ввысь
небоскребы.
В России великолепным примером здания
с металлическим каркасом является
заложенный в 1949году 36-этажного здания
МГУ на Воробьевых горах.
Следует
отметить, что до ненавнего времени в
России строительные металлоконструкции
так и оставалась уделом уникальных
сооружений. Лед тронулся после
перестроечных 90гожов прошлого столетия,
но востребованность таких зданий до
недавнего времени была невысокой (для
сравнения, доля домов из МК в странах
Скандинавии достигает 80% — против 5% в
России). Перелом наступил, когда на
отечественном рынке появились недорогие
и качественные коммерческие сооружения
из металла для сельского хозяйства,
логистики и спорта. Сегодня востребованность
их растет с каждым годом, а появление
подобных технологий в жилищном
строительстве обещает настоящую
революцию в ценах и качестве квартир.
Пример
решения металлического каркаса для
многоэтажного жилого здания.
Стеновая
(бескаркасная) конструктивная система
Бескаркасная
система — самая распространенная в
жилищном строительстве, ее используют
в зданиях различных планировочных типов
высотой от одного до30 этажей.
При этом различают
несколько конструктивных схем:
— с поперечным
расположением несущих стен,
— с продольным
расположением несущих стен,
— с продольно-поперечным
расположением несущих стенами.
Стены, в зависимости
от воспринимаемых ими вертикальных
нагрузок, подразделяются на несущие,
самонесущие и ненесущие.
Несущей
называется стена, которая помимо
вертикальной нагрузки от собственного
веса, воспринимает и передает фундаментам
нагрузки от перекрытий, крыши, ненесущих
наружных стен, перегородок в т.д.
Самонесущей
называется стена, которая воспринимает
и передает фундаментам вертикальную
нагрузку только от собственного веса
(включая нагрузку от балконов, лоджий,
эркеров, парапетов и других элементов
стены). Самонесущие стены могут применяться
также внутри здания в виде вентиляционных
блоков, лифтовых шахт и тому подобных
элементов с инженерным оборудованием.
Ненесущей
(навесной) называется
стена, которая поэтажно или через
несколько этажей передает вертикальную
нагрузку от собственного веса на смежные
конструкции (перекрытия, несущие стены,
каркас).
Внутренняя ненесущая
стена называется перегородкой.
Объемно-блочная
система зданий в виде группы отдельных
несущих и установленных друг на друга
объемных блоков (столбов) применялась
для жилых домов высотой до 12 этажей в
обычных и сложных грунтовых условиях.
Столбы объединялись друг с другом
гибкими или жесткими связями.
Здание может быть
решено в следующих конструктивных
системах: объемно-блочной, каркасно-блочной,
с монолитным ядром жесткости.
Неотредактирвоанный рис. Из рис только
под литерой б нужно оставить. Под литерой
а – в лекции строит системы
Ствольная система
представляет собой наиболее специфичную
для высотного строительства несущую
конструкцию.
В ствольных
конструктивных системах вертикальными
несущими конструкциями являются
внутренние стволы, образуемые
преимущественно стенами лестнично-лифтовых
шахт
(а также вентиляционными шахтами и с
возможным пропуском в стволе других
коммуникаций),
на которые непосредственно или через
распределительные ростверки опираются
перекрытия. Поскольку ствол (в оптимальном
соотношении занимает ок. 20% площади
плана здания) чаще всего располагается
в геометрическом центре плана, возник
термин «ядро жесткости». Сечение ядра
жесткости часто ограничено сечением
лестнично-лифтовых узлов, располагаемых
внутри ядра.
Ствол
жесткости обычно располагают в центральной
части здания. В зданиях большой
протяженности предусматривают несколько
стволов жесткости или переходят к
комбинации стволы жесткости +плоские
диафрагмы или рамы.
Ствол представляет собой
объемно-пространственную
внутреннюю несущую конструкцию на
высоту зданий в виде тонкостенных
стержней открытого или замкнутого
профиля. Открытая форма профиля (например,
крестообразная) удачна в отношении
объемно-планировочного решения здания,
но редко применяемая. Она исключает
трубоемкое и металлоемкое устройство
многочисленных надпроемных перемычек,
необходимых в стволах закрытого сечения
и упрощает установку лифтов. Ограничение
в их применении оправдано только в особо
высоких сооружениях, когжа жесткость
ствола открытого сечения может оказаться
недостаточной.
а,
б
— консольные; в,
г —
этажерочные; д,
е — подвесные
мостовые
1 —
несущий ствол; 2
— консольное
перекрытие; 3
— консоль
высотой в этаж; 4
— консольный
мост (аутригер-ростверк); 5
—
ростверк; 6
— подвеска
Несущие конструкции
ствольных зданий преимущественно
железобетонные. Сечение стен монолитного
ствола в зависимости от этажности
меняется от 40-100см (класс бетона В50 и
В60), в нижних этажах до 20-30см в верхних
(В30).
Реже ствол
представляет собой стоечно-балочную
стальную обетонированную решетчатую
клетку.
Ствольные
конструктивные системы рекомендуется
применять при строительстве зданий, в
которых необходимо свободное пространство
под зданием, в
зданиях высотой более 16 этажей,
а также при сложных инженерно-геологических
условиях.
Наиболее целесообразно применение
ствольной системы для компактных в
плане многоэтажных зданий, особенно в
сейсмостойком строительстве, а также
в условиях неравномерных деформаций
основания (на просадочных грунтах, над
горными выработками и т. п.). Ствольные
системы обеспечивают свободу планировочных
решений, поскольку пространство между
стволом и наружными ограждающими
конструкциями может быть свободно от
опор.
Эта
система наиболее широко и полно позволяет
применять развитую пластику фасадов
(например, 260м здание коммерц-банка
г.Франкфурт-на-Майне, где светопрозрачные
ограждения зимних садов заглублены во
внутрь здания).
Дом пивоваренной
компании «Астра»
Эта
система отличается максимальной
жесткостью среди рассмотренных в связи
с тем, что несущие конструкции расположены
по внешнему контуру. Поэтому она наиболее
часто применяется при проектировании
самых высоких зданий – свыше 200м.
Оболочковая система присуща уникальным
высотным зданиям жилого, административного
(офисного) или многофункционального
назначения.
В
зависимости от архитектурного решения
внешняя несущая оболочка может иметь
призматическую, цилиндрическую,
пирамидальную или другую форму).
Иногда
оболочковая система мало отличима от
оболочково-ствольной системы. Различие
заключается в предусмотренном проектом
распределении горизонтальной нагрузки:
только на оболочку (ствол работает
только на вертикальные нагрузки от
перекрытия) либо на оболочку и ствол. В
последнем варианте несколько утяжеляются
конструкции перекрытия в связи с их
включением в работу на горизонтальные
воздействия. Большинство зданий все же
построено по оболочково-ствольной
системе. По основной оболочковой системе
были построены, например, здания-близнецы
WTC
в Нью-Йорке.
— пространственная
бескаркасная многоэтажная и многопролетная
решетка с частым шагом колонн и поэтажными
ригелями-перемычками;
— пространственная
решетчатая макроферма крупного модуля,
раскосы которой охватывают 10-15 этажей,
с редким шагом колонн;
— пространственная
безраскосная решетка, жесткость которой
повышает глухое заполнение диагонально
расположенных проемов;
— решетки из
диагональных стержней;
— решетки из
диагональных и горизонтальных стержней;
— решетки из
диагональных и ортогональных стержней.
При возрастании
высоты здания свыше 200м жесткость
рассмотренных конструктивных решений
недостаточна и переходят к пространственным
перекрестно-стержневым структурам с
обязательными горизонтальными
аутригерами-ростверками.
Также средством
повышения жесткости оболочки может
служить переход от оболочковой системы
к оболочково-диафрагмовой конструкции
(«пучку в трубе»).
Конструкции
высотных зданий непрерывно совершенствуются
и становятся все более разнообразными.
В последние десятилетия получают
активное внедрение трубобетонные
конструкции железобетонного каркаса.
Их высокая несущая способность
способствовала пересмотру сложившегося
за последние 30лет подхода к назначению
зданий выше 300м только оболочковой
системы (например, 1998г две башни
Петронас-Тауэр в Куала-Лумпуре высотой
452м).
Мах разм в плане
зд. США иГермании отв. Треб. Естест.
освещен
Рис. Козырек над
входом в здание
Входы
в подвальные этажи.
Входы устраивают обычно в виде открытых
наружу одномаршевых лестниц, располагаемых
в особых приямках, примыкающих к наружной
стене здания и огражденных подпорной
стенкой (рис.1.7 а). Для защиты от атмосферных
осадков такой приямок, чаще всего,
накрывают крышей или ограждают
пристройкой, имеющей не только крышу,
но и легкие стены (рис. 1.7 б).
Рис.1.7. Наружный вход в подвал:
а — открытый; б — с закрытой пристройкой
Классификация стен
Конструкции
наружных стен классифицируют по следующим
признакам:
— статической
функции стены, определяемой ее ролью в
конструктивной системе здания;
— материала и
технологии возведения, определяемыми
строительной системой здания;
— конструктивного
решения – в виде однослойной или слоистой
ограждающей конструкции.
По статической
функции различают (рис.4.4) несущие
стены
(4.3),
самонесущие
стены (4.4)
и ненесущие
стены
(4.5).
Рис.4.4. Классификация
наружных стен по несущей способности:
а – несущие; б – самонесущие; в — ненесущие
Ненесущие стены
поэтажно оперты на смежные внутренние
конструкции здания (перекрытия, стены,
каркас).
Несущие и самонесущие
стены воспринимают наряду с вертикальными
и горизонтальные нагрузки, являясь
вертикальными элементами жесткости
сооружений. В зданиях с ненесущими
наружными стенами функции вертикальных
элементов жесткости выполняют каркас,
внутренние стены, диафрагмы или стволы
жесткости.
Несущие и ненесущие
наружные стены могут быть применены в
зданиях любой этажности. Высота
самонесущих стен ограничена в целях
предотвращения неблагоприятных в
эксплуатационном отношении взаимных
смещений самонесущих и внутренних
несущих конструкций, сопровождающихся
местными повреждениями отделки помещений
и появлением трещин. В панельных домах,
например, допустимо применение самонесущих
стен при высоте здания не более 4 этажей.
Устойчивость самонесущих стен обеспечивают
гибкие связи с внутренними конструкциями.
Несущие наружные
стены применяют в зданиях различной
высоты. Предельная этажность несущей
стены зависит от несущей способности
и деформативности ее материала,
конструкции, характера взаимосвязей с
внутренними конструкциями, а также от
экономических соображений. Так, например,
применение панельных легкобетонных
стен целесообразно в домах высотой до
9 – 12 этажей, несущих кирпичных наружных
стен – в зданиях средней этажности, а
стен стальной решетчатой оболочковой
конструкции – в 70 – 100 этажных зданиях.
По материалу
различают четыре основных типа конструкций
стен: бетонные, каменные, из небетонных
материалов и деревянные. В соответствии
со строительной системой каждый тип
стены содержит несколько видов
конструкций: бетонные стены – из
монолитного бетона, крупных блоков или
панелей; каменные стены – кирпичные
или из мелких блоков, стены из каменных
крупных блоков и панелей; деревянные
стены – рубленые, каркасно-щитовые,
щитовые и панельные.
Наружные стены
могут быть однослойной или слоистой
конструкции. Однослойные стены возводят
из панелей, бетонных или каменных блоков,
монолитного бетона, камня, кирпича,
деревянных бревен или брусьев. В слоистых
стенах выполнение разных функций
возложено на различные материалы.
Функции прочности обеспечивают бетон,
камень, дерево; функции долговечности
– бетон, камень, дерево или листовой
материал (алюминиевые сплавы, эмалированная
сталь, асбестоцемент или др.); функции
теплоизоляции – эффективные утеплители
(минераловатные плиты, фибролит,
пенополистирол и др.); функции пароизоляции
– рулонные материалы (прокладочный
рубероид, фольга и др.), плотный бетон
или мастики; декоративные функции –
различные облицовочные материалы. В
число слоев такой ограждающей конструкции
может быть включена воздушная прослойка.
Замкнутая – для повышения ее сопротивления
теплопередаче, вентилируемая – для
защиты помещения от радиационного
перегрева либо для уменьшения деформаций
наружного облицовочного слоя стены.
Изучите
и проанализируйте вышеизложенный
материал и ответьте на предложенный
вопрос.
Соседние файлы в папке проектирование зданий
