Строительный портал

Многоэтажные бескаркасные здания. Основные принципы проектирования несущего остова здания

Рассмотрим основные типы нагрузок, которые должны учитываться при проектировании заглубленных зданий, и выявим взаимосвязь между характером нагрузки и элементами конструкции. Первая группа нагрузок подразделяется на три типа: статические, куда входит также вертикальное и горизонтальное давление грунта, динамические и нагрузки, характерные только для заглубленных зданий.

Основные типы нагрузок.

Статические нагрузки характеризуются тем, что они действуют постоянно. К ним относится вес элементов конструкции здания, таких, как ограждающие конструкции, балки, колонны и т. д., а также отделочных материалов, например штукатурки, гидроизоляции и т. д. Когда нагрузки и пролеты конструкций увеличивают, как это часто бывает при проектировании заглубленных зданий, то статические нагрузки имеют преобладающее значение в общей величине нагрузок. Например, для обычного здания снеговая нагрузка может составлять 1911 Н при собственном весе конструкции 480 Н. Для заглубленного здания нагрузка на крышу может быть 9564,8 Н при собственном весе конструкций более 4900 Н. Кроме нагрузок от элементов конструкций характер статической нагрузки имеет давление грунта.

В процессе строительства и эксплуатации здание испытывает на себе действие различных нагрузок. Внешние воздействия можно разделить на два вида: силовые и несиловые или воздействия среды.

К силовым воздействиям относятся различные виды нагрузок:

постоянные – от собственного веса (массы) элементов здания, давления грунта на его подземные элементы;

временные (длительные) – от веса стационарного оборудования, длительно хранящихся грузов, собственного веса постоянных элементов здания (например, перегородок);

кратковременные – от веса (массы) подвижного оборудования (например, кранов в промышленных зданиях), людей, мебели, снега, от действия ветра;

особые – от сейсмических воздействий, воздействий в результате аварий оборудования и т.п.

К несиловым относятся:

температурные воздействия , вызывающие изменения линейных размеров материалов и конструкций, которое приводит в свою очередь к возникновению силовых воздействий, а также влияющие на тепловой режим помещения;

воздействия атмосферной и грунтовой влаги , а также парообразной влаги, содержащейся в атмосфере и в воздухе помещений, вызывающие изменение свойств материалов из которых выполнены конструкции здания;

движения воздуха вызывающее не только нагрузки (при ветре), но и его проникновение внутрь конструкции и помещений, изменение их влажностного и теплового режима;

воздействие лучистой энергии солнца (солнечная радиация) вызывающие в результате местного нагрева изменение физико-технических свойств поверхностных слоев материала, конструкций, изменение светового и теплового режима помещений;

воздействие агрессивных химических примесей , содержащихся в воздухе, которые в присутствии влаги могут привести к разрушению материала конструкций здания (явлении коррозии);

биологические воздействия , вызываемые микроорганизмами или насекомыми, приводящие к разрушению конструкций из органических строительных материалов;

воздействие звуковой энергии (шума) и вибрации от источников внутри или вне здания.

По месту приложения усилий нагрузки разделяются на сосредоточенные (например, вес оборудования) и равно мерно распределенные (собственный вес, снег).

По характеру действия нагрузки могут быть статическими , т.е. постоянными по величине во времени и динамическими (ударными).

По направлению – горизонтальные (ветровой напор) и вертикальные (собственный вес).

Т.о. на здание действует самые различные нагрузки по величине, направлению, характеру действия и месту приложения.

Рис. 2.3. Нагрузки и воздействия на здание.

Может получится такое сочетание нагрузок, при котором все они будут действовать в одном направлении, усиливая друг друга. Именно на такие неблагоприятные сочетания нагрузок рассчитывают конструкции здания. Нормативные значения всех усилий, действующих на здание, приведены в ДБН или СНиПе.

Следует помнить, что воздействия на конструкции начинаются с момента их изготовления, продолжаются при транспортировке, в процессе возведения здания и его эксплуатации.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Балаковский институт техники, технологии и управления

МНОГОЭТАЖНЫЕ БЕСКАРКАСНЫЕ ЗДАНИЯ

ЗДАНИЯ ИЗ КРУПНЫХ ПАНЕЛЕЙ

дневной формы обучения

Одобрено

редакционно-издательским советом

Балаковского института, техники,

технологии и управления

Балаково 2009

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания предназначены для проведения практических занятий по дисциплине «Архитектура гражданских и промышленных зданий» для студентов 3 курса специальности ПГС.

В работе рассмотрены конструктивные решения многоэтажных зданий из крупных панелей. Приведены виды конструктивных систем, основные конструкции несущего остова, расчетные схемы несущего остова, методические указания к построению расчетных схем. Приведены примеры.

Методические указания могут быть использованы при выполнения курсового проекта по дисциплине «Архитектура гражданских и промышленных зданий».

В настоящее время есть много примеров применения бескаркасных крупнопанельных зданий. Такие здания применяли для жилых домов, гостиниц, пансионатов, больниц и т. п., в них характерно использование часто расположенных стен и перегородок (рис. 1).

Стеновой несущий остов панельных многоэтажных зданий состоит из вертикальных и горизонтальных сборных плоских унифицированных элементов – стеновых панелей, панелей перекрытий и покрытия .

В панельных зданиях основными несущими конструкциями служат вертикальные диафрагмы, образованные панелями внутренних поперечных или продольных несущих стен, и связывающие их междуэтажные перекрытия. Панели продольных наружных стен навешивают на торцы панелей несущих поперечных стен (навесные стены) или устанавливают на перекрытия (самонесущие стены). Конструктивные системы бескаркасных панельных зданий – это здания с продольными внутренними несущими стенами; с поперечными несущими стенами; с продольными и поперечными несущими стенами.

Шаг несущих стен и высоту этажей выбирают в соответствии с требованиями типизации элементов конструкции и унификации габаритных параметров.

632 " style="width:474.15pt;border-collapse:collapse;border:none">

Тип несущей системы

Конструктивная система

Бескаркасный

С продольными несущими стенами

Продольные - несущие

Поперечные - самонесущие

С поперечными несущими стенами

Поперечные - несущие

Продольные - навесные или самонесущие

1.1. Наружные стеновые панели

Рис. 2. Стеновые панели для бескаркасных крупнопанельных зданий:

а – однослойные; б – многослойные; 1 – основной слой из легкого или ячеистого бетона; 2 – наружный защитно-отделочный слой; 3 – внутренний отделочный слой; 4 – внутренний несущий отделочный слой; 5 – утеплитель (полужесткие минераловатные плиты, легкий теплоизоляционный бетон)

Однослойные панели выполняют из ячеистых и легких бетонов толщиной: 200, 240, 300, 350 мм для промышленных зданий; 350, 400 мм для гражданских зданий (табл. 2). Из многослойных панелей рациональными являются трехслойные. Трехслойные панели состоят из двух железобетонных слоев и эффективного утеплителя. Толщина наружных и внутренних слоев толщиной 80 и 150 мм .

Таблица 2

Характеристика крупных панелей наружных стен

Наименование

панелей

Конструктивная

характеристика

Материалы слоев

Панели

Конструктивных

Теплоизоляционных

Навесные

Легкобетонные

Одно – и двухслойные

Керамзитобетон,

керамзитоперлитобетон,

термозитобетон, шлакобетон

Из ячеистых

Различные ячеистые бетоны и силикатная масса (для двухслойных)

Железобетонные из плоских плит

Трехслойные

Железобетон

Минеральная и стеклянная вата, пенопласт

Железобетонные ребристые

Двухслойные

Железобетон

Ячеистые бетоны, перлитобетон

В качестве утеплителя применяют, например, жесткие минераловатные плиты толщиной 40, 60 мм для промышленных зданий и 120 и 170 мм для гражданских зданий. Толщин трехслойных панелей составляет:

- 150 – 300 мм для промышленных зданий;

- 350, 400 мм для гражданских зданий.

Наружные панели изготавливают четырех основных размеров LxH = 3,0х3,0; 6,0х3,0; 3,0х3,3 и 6,0х3,3 м (см. рис. 2).

Трехслойная железобетонная панель может быть полносборной или поэлементной сборки (см. рис. 3).

http://pandia.ru/text/78/016/images/image005.jpg" width="266" height="360 src=">100%">

2. ФУНДАМЕНТЫ ПОД СТЕНЫ ПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ

Фундаменты под стены панельных зданий устраивают ленточные и свайные.

2.1. Ленточные фундаменты

Ленточные фундаменты, как правило, устраивают под несущие или самонесущие стены. Они могут быть сборными и монолитными. Наиболее распространены сборные ленточные фундаменты .

Сборные фундаменты состоят из железобетонных и бетонных блоков двух типов (рис. 6):

Стеновые прямоугольные блоки (марки ФБС );

Блок-подушки (марки ФЛ ).

Блок-подушки используют для увеличения ширины подошвы фундаментов. Их укладывают на бетонную подготовку толщиной 100 мм . Стеновые блоки укладывают на цементно-песчаном растворе поверх фундаментных подушек. Из таких блоков сооружают стены подвала. При этом фундаменты и стены подвала состоят из нескольких рядов стеновых блоков, уложенных с перевязкой швов. Ниже на рис. 6 представлены сборные блоки ленточных фундаментов.

http://pandia.ru/text/78/016/images/image015.gif" width="25">
http://pandia.ru/text/78/016/images/image021.gif" height="47"> Блок-подушки типа ФЛ выполняют двух видов поперечного сечения: трапецевидного (шириной В=800–2400 мм , толщиной t=300, 500 мм ) и прямоугольного (шириной В=800 мм , толщиной t=300 мм ). Длина блок – подушек составляет от 800 мм до 3200 мм .

http://pandia.ru/text/78/016/images/image033.gif" alt="Подпись: t" width="50" height="51 src=">

http://pandia.ru/text/78/016/images/image035.gif" alt="Подпись: t" width="42" height="60">
left">

Рис. 6. Сборные бетонные блоки ленточных фундаментов:

а – блок-подушка трапециевидного поперечного сечения;

б – блок-подушка прямоугольного поперечного сечения; в – стеновой блок

Стеновые блоки типа ФБС выполняют (высотой t=600 и 300 мм, шириной В=300, 400, 500, 600 мм ). Длина блоков составляет 900, 1200, 2400 мм .

Глубина заложения фундамента (d0 ) зависит от глубины сезонного промерзания грунтов (h пром ):

d0 = h пром +0,25 м. (1)

Ширину подошвы фундамента можно назначить из условия:

b ф = 2d0 tg 260 + t = 0,9 d0 + t , (2)

где t = 400 мм – толщина цокольной панели (рис. 7).

Рис. 7. Сборный ленточный фундамент под стены

2.2. Свайные фундаменты

Свайные фундаменты устраивают при слабых грунтах, залегающих на большую глубину (рис. 8). Наиболее распространены сборные и монолитные сваи. Сборные сваи изготавливают сечением 300х300 мм и длиной от 6,0 до 24,0 м . Монолитные (набивные) сваи имеют диаметр мм и глубину залегания 30 м и более. Сборные сваи забивают дизель – молотом, погружают вдавливанием. Монолитные сваи устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетона с помощью специальных обсадных труб, погружаемых в предварительно устроенные в грунте скважины. Набивные железобетонные сваи применяют при больших нагрузках на фундаменты.


Рис. 8. Свайные фундаменты: а – на забивных сваях; б – на набивных сваях;

1 – стена; 2 – подушка ростверка; 3- сборные призматические железобетонные сваи;

4 – монолитные железобетонные круглого сечения

3. Панели перекрытий

Панели перекрытий изготавливают, в основном, сплошными. Стеновые панели перекрытия крепят путем сварки закладных деталей с последующим замоноличиванием стыка. Панели имеют гладкую поверхность, которая служит готовым основанием для устройства чистого пола.

Сплошные панели перекрытий изготавливают двух видов.

Первый вид - сплошные панели для зданий с малым шагом несущих стен. Пролет панелей ℓ=2,7 – 3,6 м с интервалом 300 м , ширина В=4,2 – 7,2 м с интервалом 300 м . Панели толщиной t =120 мм изготавливают размерами «на комнату» с опиранием на несущие стены по трем или четырем сторонам (контурное опирание). Плиты толщиной t =120 мм опирают как «по контуру», так и по двум сторонам (см. рис. 9).

Второй вид – сплошные панели для зданий с большим шагом несущих стен. Пролет панелей ℓ =2,7–3,6 м с интервалом 300 м , ширина В=4,2 – 7,2 м с интервалом 300 м . Панели толщиной панелей t =160-180 мм опирают на несущие стены по балочной схеме работы (по двум сторонам) (см. рис. 10).

http://pandia.ru/text/78/016/images/image044.jpg" width="493 height=336" height="336">

В крупнопанельных зданиях с продольными несущими стенами в качестве панелей перекрытия можно использовать и многопустотные плиты пролетом L =6,0; 7,2 и 9 м , шириной B =3,0; 1,5 и 1,2 м ; толщиной t = 220 и 260 мм . В этом случае в стеновых панелях предусмотрена четверть глубиной 100 мм и высотой 235 мм (рис. 11).


Рис. 11. Сборные элементы перекрытий для зданий с продольными несущими стенами: а – план двух секций крупнопанельного здания; б – схема раскладки панелей

с опиранием по двум сторонам; в – многопустотная плита;

г – узел опирания плиты на стеновые панели

4. ПОКРЫТИЕ ПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ

Покрытия панельных зданий выполняют совмещенными и чердачными с малым уклоном и внутренним водостоком .

При наличии чердака несущие элементы покрытия выполняют из сборного железобетона – многопустотные и ребристые плиты, лотковые панели и перфорированные опорные плиты (см. рис. 12). Для чердачных перекрытий используют сплошные панели (см. рис. 9, 10).

Лотковые железобетонные панели покрытия опираются на наружные стены и на стенку, устанавливаемую по продольной оси здания на чердачное перекрытие. Ребристые панели опираются на железобетонные опорные элементы с перфорированной стенкой (рис. 12). При неотопляемом чердаке чердачное перекрытие выполняют утепленным, а рулонную кровлю по покрытию – «холодной» . Если чердак используется в качестве технического этажа, то кровлю также делают утепленной.

http://pandia.ru/text/78/016/images/image047.jpg" width="279" height="91">

Рис. 13. Панель покрытия типа «2Т» для зальных помещений

В бесчердачных покрытиях перекрытие верхнего этажа совмещают с покрытием. Такие покрытия называют совмещенным. В практике строительства применяют вентилируемые, частично вентилируемые и не вентилируемые покрытия (см. рис. 14).


Рис. 14. Конструкция совмещенных покрытий:

а – вентилируемые; б – частично вентилируемые; в – не вентилируемые;

1 – рулонная кровля; 2 – цементная стяжка; 3 – утеплитель; 4 – железобетонная плита покрытия; 5 – продух; 6 - ребристая плита; 7 – столбик

5. СОПРЯЖЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ НЕСУЩЕГО ОСТОВА

Стыковые соединения между панелями расположены в двух уровнях и состоят из петлевых связей. Замоноличивание стыков обеспечивает совместную работу наружных и внутренних стен. Существует много конструктивных решений стыков сборных панелей, которые классифицируют по следующим признакам (рис. 15): по устройству наружной зоны (закрытые,



открытые); по способу заделки (утепленные, замоноличенные бетоном); по способу сопряжения (сварные, петлевые, болтовые, шпоночные).

6. РАСЧЕТНАЯ СХЕМА НЕСУЩЕГО ОСТОВА

6.1. Общие положения

Пространственная устойчивость и жесткость панельного здания обеспечивается работой всех наружных и внутренних стен совместно с панелями перекрытий, покрытий, фундаментами.

Расчетная схема несущего остова устанавливается в зависимости от его конструктивной системы (табл. 1), вида сопряжения элементов (см. рис. 15) и способа восприятия горизонтальных нагрузок.

Расчетная схема несущего остова – это схема расположения его вертикальных и горизонтальных элементов, вид их сопряжения между собой и действующая нагрузка. Сопряжение панелей перекрытий и покрытия с несущими стенами принимают шарнирным . Все конструктивные системы многоэтажных крупнопанельных зданий работают по связевой схеме в обоих направлениях.

http://pandia.ru/text/78/016/images/image053.gif" width="34" height="25">.

Временные нагрузки – это нагрузки, которые в отдельные периоды строительства и эксплуатации здания могут отсутствовать. Временные нагрузки подразделяются на длительные, кратковременные и особые .

К относятся: масса стационарного оборудования, нагрузка на перекрытия складов, библиотек, архивов и подобных помещений (Общественные здания" href="/text/category/obshestvennie_zdaniya/" rel="bookmark">общественных зданий от массы людей, мебели и подобного легкого оборудования (http://pandia.ru/text/78/016/images/image054.gif" width="28" height="25">=1,5 кН/м2 , для читальных залов

= 4 кН/м2 и т. д (СНиП 2.01.07-95) .

относятся сейсмические нагрузки и нагрузки, вызванные возникновением чрезвычайных ситуаций.


Рис. 17. Виды основных нагрузок, действующих на здание

Нагрузки разделяют на нормативные и расчетные. Нормативное значение нагрузок приведено в нормативной литературе (снеговая s0, полезная , ветровая w 0 пол, СНиП 2.01.07-95) .

определяется умножением нормативной нагрузки на соответствующий коэффициент надежности по нагрузке γf:

Постоянная qпост= γf q0 пост (γf 1,05 – 1,3);

Снеговая s = 1,8 (кН/м2 ); (для Саратовской области);

Полезная qпо л = γf q0 пол (γf 1,2 – 1,4).

Коэффициент надежности по нагрузке γf учитывает изменение нагрузки в большую или меньшую сторону (в неблагоприятную) за период эксплуатации здания.

Вертикальную нагрузку на покрытие и перекрытия принимают в виде равномерно распределенной нагрузки по их площади. Она состоит из суммы постоянных и временных нагрузок(СНиП 2.01.07-95) .

Вертикальную расчетную нагрузку на покрытие кН/м2 q пост ) и снеговой (s ) нагрузок:

qпост - масса конструктивных элементов покрытия; s - масса снега.

q покр = q пост + s (кН/м2 ). (3)

Для определения величины снеговой нагрузки необходимо:

По карте «Районирование территории РФ по весу снегового покрова» (СНиП 2.01.07-95) определить снеговой район, к которому относится место расположения проектируемого здания;

По табл. 4 СНиП 2.01.07-95 принять значение расчетной величины снеговой нагрузки. Например, Саратовская область относится к III снеговому району, для которого величина расчетной снеговой нагрузки составляет s = 1,8 кН/м2 .

При проектировании крыш зданий необходимо помнить, что резкие перепады приводят крыши здания по высоте к образованию снеговых мешков, а значит и повышению значения снеговой нагрузки до величины s = 4 кН/м2 .

На рис. 18 приведена схема распределения нагрузки по покрытию здания.


Рис. 18. Схема распределения полной вертикальной нагрузки на покрытие здания:

а – на плоскую крышу; б – на покрытия здания с уступами

Вертикальную расчетную нагрузку на перекрытие принимают в виде равномерно распределенной нагрузки по его площади (кН/м2 ). Она состоит из суммы постоянной (q пост ) и полезной (q пол ) нагрузок:

qпост - масса конструктивных элементов перекрытия;

q

Полная вертикальная расчетная нагрузка на перекрытие будет равна:

q покр = q пост + q по л (кН/м2). (4)

Величина полезной нагрузки на перекрытия зависит от функционального назначения помещений здания (табл. 3 СНиП 2.01.07-95). Необходимо помнить, что в табл.3 приведены значения нормативной полезной нагрузки () , поэтому для определения расчетной полезной нагрузки надо значение нормативной полезной нагрузки умножить на коэффициент надежности по нагрузке:

q по л = γf . q 0 пол (γf 1,2). (5)

Нагрузки, воспринимаемые перекрытиями и покрытием, передаются вертикальным опорам (стенам, колоннам, диафрагмам жесткости) в виде опорных реакций (сосредоточенных нагрузок, R ) , которые приложены в уровнях перекрытий и покрытия. Вертикальные опоры передают суммарную нагрузку на фундамент (N = ∑ R ). На рис. 19 представлена схема распределения нагрузки на перекрытие в учебном классе (qпол =2 кН/м2 ) и схема передача ее на стены в виде опорных реакций (R ) и фундаменты (N = ∑ R ).

действует на стены здания и через перекрытия (покрытие) передается диафрагмам жесткости.

0 " style="border-collapse:collapse">

W ак = 0,8. 1,4. 0,5. 0,38 =0,21 кН/м2

W пас =(- 0,6) . 1,4. 0,5. 0,38=0,16 кН/м2

На высоте 10 м

W ак = 0,8. 1,4. 0,65. 0,38 = 0,28 кН/м

W пас =(- 0,6). 1,4. 0,65. 0,38=0,21 кН/м2

На высоте 20 м

W ак = 0,8. 1,4. 0,85. 0,38 = 0,36 кН/м2

W пас =(- 0,6). 1,4. 0,85. 0,38= 0,27 кН/м2

На высоте 40 м

W ак = 0,8. 1,4. 1,1. 0,38 = 0,47 кН/м2

W пас =(- 0,6). 1,4. 1,1. 0,38 = 0,35 кН/м2


Рис. 20. Схема распределения ветровой нагрузки по высоте здания

Для построения расчетной схемы несущего остова бескаркасных крупнопанельных зданий рекомендуется:

а) вертикальные ряды поперечных или продольных диафрагм (стен) условно изобразить в виде отдельных консольных столбов, которые жестко заделаны в фундаменте;

б) консольные столбы изобразить сплошными, если диафрагмы глухие (без проемов) или в виде двух сплошных элементов, соединенных жесткими связями, если диафрагмы имеют проемы;

в) консольные столбы шарнирно соединить между собой горизонтальными стержнями-связями в уровнях перекрытий;

г) приложить вертикальную и горизонтальную нагрузки.

6.4. Пример построения расчетной схемы бескаркасного

панельного жилого дома

Для крупнопанельного здания, представленного на рис. 21, провести анализ конструктивного решения несущего остова, его конструктивной системы. Привести план вертикальных несущих элементов остова с отражением проемов в стенах и диафрагмах, план раскладки горизонтальных элементов перекрытия, расчетную схему несущего остова.

Характеристика здания:

1. Функциональное назначение – жилой дом.

2. Ширина здания В=12 м , высота 80 м .

3. Количество этажей – 24

4. Высота этажа 3,3 м . во этажей – 24 .

5. Здание крупнопанельное.

6. Классы здания: по капитальности – II, по огнестойкости - II,

по долговечности – II.

Характеристика несущего остова здания:

1. Тип несущего остова – стеновой (бескаркасный).

2. Конструктивная система – с поперечными несущими стенами.

3. Основные элементы несущего остова: поперечные стены,

продольные диафрагмы жесткости, фундаменты, панели перекрытий и покрытие.

4. Продольные наружные стены самонесущие выполнены однослойными из легкого бетона толщиной 400 мм .



Рис. 21. Общий вид и план типового этажа крупнопанельного жилого дома

5. Внутренние стены толщиной 160 мм выполнены с проемами (рис. 22 а).

6. Фундаменты под стены свайные. Сваи забивные призматические сечением 300х300 мм .

7. Фундаменты под стены свайные. Сваи забивные призматические сечением 300х300 мм .



Рис. 22. Планы расположения элементов несущего остова.

а – вертикальных; б – горизонтальных;

(Пс1 – панели, опертые длинными сторонами; Пс2 - панели,

опертые короткими сторонами; Пл – панели лоджий)

8. В качестве перекрытия использованы сплошные панели толщиной 160 мм пролетом 5,4 м 120 мм пролетом 2,7 м

9. Продольные наружные стены самонесущие выполнены однослойными из легкого бетона толщиной 400 мм .

10. Внутренние стены толщиной 160 мм выполнены с проемами (см. рис. 22 а).

11. Фундаменты под стены свайные. Сваи забивные призматические сечением 300х300 мм .

12. В качестве перекрытия использованы сплошные панели толщиной 160 мм пролетом 5,4 м (Пс2) с опиранием по двум коротким сторонам и толщиной 120 мм пролетом 2,7 м (Пс1) с опиранием по двум длинным (см. рис. 22 б).

13. Покрытие чердачное. Водоотвод внутренний.

14. Конструктивная система работает по связевой схеме в обоих направлениях.

Жесткость и устойчивость несущего остова здания обеспечивается поперечными несущими стенами, продольными диафрагмами, панелями перекрытий и покрытия, фундаментами.

Ниже представлены планы расположения вертикальных и горизонтальных элементов несущего остова (см. рис. 22).

Для построения расчетной схемы сначала выбираем ориентацию здания по направлению наибольшего воздействия ветра. Здание располагаем вдоль действия ветра. Как известно, наиболее опасным на воздействие ветра является поперечное сечение, однако здесь, в качестве примера построение расчетной схемы несущего остова здания проводим по продольному сечению 1 – 1 (рис. 22).

В рассматриваемом продольном направлении продольные стены выполняют функцию диафрагм жесткости, воспринимающие ветровые нагрузки (помимо вертикальных нагрузок). По длине здания между поперечными несущими стенами расположено восемь диафрагм жесткости в виде отдельных пилонов, жестко защемленных в фундаменте. Пилоны жестко сопряжены с несущими стенами. Диафрагмы жесткости имеют проемы.

Строим расчетную схему несущего остова (рис. 23) согласно приведенным выше рекомендациям.

1. Вертикальные ряды продольных стен (пилоны) изображаем в виде восьми консольных столбов высотой, равной высоте здания, и шириной, равной ширине панелей (расстоянию между несущими стенами). Заделку консольных столбов указываем в уровне подошвы фундамента.

2. В каждом пилоне расположены проемы, которые заменяем жесткой связью, расположенной в уровне перекрытий.

3. Пилоны между собой соединяем шарнирно горизонтальными стержнями-связями в уровнях перекрытий.

4. Прикладываем вертикальную и горизонтальную нагрузки (п.6.1).

Рис. 23. Расчетная схема несущего остова

уровня земли до 5 м-0,21 кН/м2 ; на высоте 10 м - 0,28 кН/м2 ; на высоте 52,8 м - 0,51 кН/м2 . С противоположной стороны здания действует пассивное м- 0,51 кН/м2 . С противоположной стороны здания действует пассивное давление ветра, величина которого равна от уровня земли до 5 м – 0,18 кН/м2 ; на высоте 10 м – 0,21 кН/м2 ; на высоте 52,8 м - 0,38 кН/м2 .

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Архитектурные конструкции /под ред. -Казиева. ­– М.: Высш. шк., 2005.

2. Благовещенский конструкции/ под ред. , – М.: Архитектура –С, 2005.

3. Инженерные конструкции /под ред. . – М.: Высш. шк., 2006.

Дополнительная

4. Айрапетов материаловедение. – М.: Стройиздат, 1983.

5. , Сигалов конструкции. Общий курс. –

М.: Стройиздат, 1985.

6. , Суворов и каменные конструкции. – М.: Строийиздат, 1987.

7. Дроздов и расчет многоэтажных зданий. – М.: Высш. шк., 1986.

8. Дехтяр конструкции гражданских зданий. Стены и перегородки. – Киев, 1978.

9. Кудзис и каменные конструкции. – М.: Высш. шк., 1989. – Т. 2.

10. , Чистова композиция жилого дома. – М.: Высш. шк., 1990.

11. Ломакин строительного дела. – М.: Стройизат, 1976.

12. , Дехтяр конструкции гражданских зданий. Перекрытия и полы, крыши, большепролетные конструкции. –Киев, 1979.

13. Скоров и промышленные здания. – М.:Стройиздат, 1978.

Нормативная

14. СНиП 2.03.01-2000. Бетонные и железобетонные конструкции. – М.: ЦИТП Госстроя России, 1999.

15. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. – М.: ЦИТП Госстроя России, 1984.

16. СНиП 2.01.02-85. Противопожарные нормы. – М.: ЦИТП Госстроя России, 1984.

17. СНиП 2.08.-01-85. Жилые здания. – М.: ЦИТП Госстроя России, 2005.

18 СНиП 2.08.-02-89. Общественные здания и сооружения. – М.: ЦИТП Госстроя России, 1989.

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………..……………………..

1. СТЕНЫ ИЗ КРУПНЫХ ПАНЕЛЕЙ ……………………………………

1.1. Наружные стеновые панели ……………………………………..…..

1.2. Внутренние стеновые панели………………………………………...

2. ФУНДАМЕНТЫ ПОД СТЕНЫ ПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ………...…...

2.1. Ленточные фундаменты…… ………………………………………..

2.2. Свайные фундаменты…………………………………………….......

3. ПАНЕЛИ ПЕРЕКРЫТИЙ………………………………………………...

4. ПОКРЫТИЕ ПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ………………………………......

5. СОПРЯЖЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ НЕСУЩЕГО ОСТОВА……………….

6. РАСЧЕТНАЯ СХЕМА НЕСУЩЕГО ОСТОВА………………………...

6.1. Общие положения ………………………………………………........

6.2. Нагрузки, действующие на здания………………………………..

6.2.1. Общая характеристика нагрузок……………………………...

6.4. Пример построения расчетной схемы бескаркасного

панельного жилого дома……………….……………………………

ЛИТЕРАТУРА.................................................................................................

МНОГОЭТАЖНЫЕ БЕСКАРКАСНЫЕ ЗДАНИЯ

ЗДАНИЯ ИЗ КРУПНЫХ ПАНЕЛЕЙ

Методические указания к проведению практических занятий

по курсу «Архитектура гражданских и промышленных зданий»

для студентов специальности 290300

«Промышленное и гражданское строительство»

дневной формы обучения

Составили: ДЕНИСОВА Алла Павловна

ЕМЕЛЬЯНОВА Татьяна Александровна

Рецензент

Редактор

Подписано в печать 29.01.09 Формат 60 х 84 1/16

Бумага тип. Усл. печ. л. 1,75 Уч. – изд. 1,7

Тираж 200 экз. Заказ Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

Копипринтер БИТТиУ, 40

Основные конструкции, принимающие нагрузки, возникающие в здании, составляют несущий остов , то есть совокупность горизонтальных (перекрытия) и вертикальных (стены, столбы, стойки, колонны и т. д.) (иногда наклонных) конструктивных элементов.

Важнейшее назначение несущего остова - конструктивной основы здания - состоит в восприятии нагрузок, действующих на здание, работе на усилия от этих нагрузок с обеспечением конструкциям необходимых эксплуатационных качеств в течение всего срока их службы.

Нагрузки делят на две группы: постоянные и временные. Постоянные - это собственный вес всех без исключения элементов здания и другие виды нагрузок. К временным относят: полезные, т.е. функционально необходимые - нагрузки от периодически пребывающих в помещениях людей, стационарного или передвижного оборудования и т.п.; нагрузки, связанные с природными факторами района строительства (снеговые, ветровые, сейсмические, температурные воздействия) и др. Временные нагрузки подразделяют на длительно действующие, кратковременные и особые; при расчетах их учитывают в различных сочетаниях.

По характеру действия нагрузки могут быть статическими (например, от собственной массы) или динамическими (порывы ветра, взрывные вибрации и др.). По месту приложения усилий различают нагрузки сосредоточенные (вес оборудования) и равномерно распределенные (от снегового покрова и т.п.). По направлению нагрузки могут быть горизонтальными (ветровой напор, тормозные силы подвижного оборудования, сейсмические нагрузки) и вертикальными (вес).

Нагрузки важно учитывать не только в расчетах, но и на всех стадиях проектирования в качестве количественных критериев оценки принимаемых решений. Дело в том, что в зависимости от условий, для одних и тех же видов нагрузок может быть значительной разница их нормированных (нормативных) значений. Так, величина равномерно распределенных полезных нагрузок на перекрытия жилых зданий может отличаться от тех же нагрузок производственных зданий в 10...20 раз и более (р = 1,5...30 кН/м2), что существенно при установлении параметров и типов перекрытий. Нормативные снеговые нагрузки, в зависимости от района строительства, разнятся в 5 раз (0,5...2,5 кН/м 2). Поэтому для снежных районов существенна форма крыш; например, при перепадах высот элементов зданий образуются заносы снега - снеговые мешки (излишняя масса, трудности с уборкой и т.п.). Значительна разница и в величине скоростных напоров ветра (0,27... 1,0 кН/м 2), особенно неблагоприятных в горных районах и на побережьях морей. Эти нормативные значения возрастают и по мере роста этажности зданий - до двух и более раз; поэтому по мере увеличения их высоты здания становятся все более сложными инженерными сооружениями.

Типы несущих остовов. Горизонтальные несущие элементы перекрытий (покрытий) предназначены, прежде всего, для работы при действии на них разного рода вертикальных нагрузок, которые в виде опорных реакций передаются на вертикальные опоры.

На рис. II.1 А показан механизм воздействий вертикальных равномерно распределенных нагрузок р на вертикальные опоры:

а - плиты (2) в пролете 1 опираются на стены; расчетный пролет плиты L меньше L, т.к. опираются плиты только на часть стены; вдоль стены на каждую единицу ее длины (1 п.м.) действует сила q = р F/2, где F = L I, иначе говоря,

на стены действует равномерно распределенная нагрузка (9): q = р

б - плиты (2) опираются на ригели (5), расстояние между которыми равно /. Аналогично предыдущему, равномерно распределенная нагрузка q = IL/2, но уже на ригель (5), который оперт на стену и передает этой стене уже сосредоточенную нагрузку (10);

в - аналогична картина при опирании ригелей на столбы.

Вертикальные несущие конструкции воспринимают все виды воздействий и нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации здания, и через фундаменты передают их на грунт (на основание), что показано на рис, II.1 Б.

Из этого рисунка также видно, что перекрытия одновременно являются и горизонтальными диафрагмами, воспринимающими в своей плоскости изгибающие и сдвигающие усилия от горизонтальных нагрузок, обеспечивая геометрическую неизменяемость здания в каждом из горизонтальных уровней, совместную работу вертикальных опор при таких нагрузках, перераспределение усилий между ними и т.п.

Из вышеуказанного следует, что вертикальные опоры являются определяющим признаком для классификации несущих остовов по типам. Известны два типа вертикальных опор (см. рис. II.1): стержневые - колонны или стойки каркаса: плоскостные - стены (можно также отнести к несущим опорам объемные массивы типа пилонов и т.п., т.е. такие элементы, у которых все три генеральные размера примерно одного порядка, но подобные опоры встречаются крайне редко). Так, стена, независимо от того, сложена она из бревен, выполнена из кирпича или из сборных панелей, всегда рассматривается как плоскостной элемент, один размер которого (толщина) значительно меньше других генеральных размеров.

Исходя из такого определения, различают два основные типа несущего остова зданий: каркасный и стеновой (бескаркасный). Третий - комбинированный (или смешанный) - состоит из различных сочетаний стержневых и плоскостных вертикальных элементов (стоек каркаса и стен). Необходимо отметить и существование таких несущих остовов, в которых вертикальные опоры вообще отсутствуют, а наклонная конструкция покрытия опирается непосредственно на фундамент (арки, треугольные рамы и т.п.). Такие сооружения, применяемые при строительстве складов, ангаров, спортивных сооружений и т.п., называют шатровыми.

Вся совокупность конструктивных элементов несущего остова многоэтажных зданий в каждом отдельном случае объединена между собой, образуя в пространстве единство закономерно расположенных частей, т.е. систему, которую называют конструктивной, т.е. способ размещения несущих горизонтальных и вертикальных конструкций в пространстве, их взаимное расположение, способ передачи усилий и т.п.

Виды конструктивных систем при стеновом несущем остове (рис. IL2 1, 2, 3)

1. Системы с продольно расположенными несущими стенами или, как принято говорить, с продольными несущими стенами, расположенными вдоль длинной, фасадной стороны здания и параллельно ей. Таких параллельно расположенных стен может быть две, три, четыре. Соответственно бытуют упрощенные названия таких стеновых остовов: двухстенка, трехстенка и т.п.

2. Системы с поперечно расположенными (с поперечными) несущими стенами. Разновидности: с широким шагом (более 4,8 м); узким шагом (3,0...4,8 м); сосмешанными шагами.

3. Системы с перекрестным расположением несущих стен (перекрестно-стеновая)

Вам также будет интересно:

Иммобилизация при повреждениях бедра и смежных суставов
Техника наложения шины ДитерихсаЦель: транспортная иммобилизация при переломе бедра....
Как своими руками из подручных материалов сделать стильные картины для интерьера кухни
Ознакомившись со статьей, вы научитесь быстро рисовать арт-картины, делать панно; узнаете,...
Определение мощности теплых полов
Отопление является одной из важнейших задач, которую приходится решать застройщику при...
Дидактические материалы для детей
На этой странице интернет-магазина представлены наглядные пособия для детского сада . Их...
Высокая влажность в квартире: как от нее избавиться
Каждый владелец квартиры или частного дома должен с особой внимательностью подходить к...