Несущий остов, обеспечение жесткости и устойчивости. Нагрузки и воздействия на здание

Для сдачи государственного экзамена

по направлению подготовки «Строительство» профиль

«Промышленное и гражданское строительство»

БЛОК АРХИТЕКТУРА

Несущий остов, обеспечение жесткости и устойчивости. Нагрузки и воздействия на здание.

Ответ:

несущим остовом здания называется его конструктивная основа — пространственная система, состоящая из совокупности вертикальных и горизонтальных стержневых, плоскостных или объемных элементов — несущих конструкций и связей, соединяющих эти конструкции.

Целесообразность выбора того или иного типа несущего остова таких зданий определяется функциональными, технико-экономическими и другими факторами.

Так, при мелкоячеистой структуре зданий, например жилых, более приемлемым оказывается стеновой несущий остов; в зависимости от принятой строительной системы высота таких зданий может быть ограничена 9, 16 или 25 этажами. При этом могут оказаться приемлемыми все конструктивные системы стенового остова, рассмотренные в разд. П.

Предпочтительным типом строительной системы стенового остова многоэтажных зданий является крупнопанельная.

В производственных, во многих видах общественных и жилых зданий повышенной этажности основным типом несущего остова является каркасными. В подавляющем большинстве случаев применяются железобетонные каркасы из унифицированных сборных изделий. Разработан ряд ведомственных и территориальных унифицированных каталогов. При этом, основываясь на методе открытой типизации, получены достаточно разнообразные решения каркасов, элементы которых соответствуют общесоюзному каталогу индустриальных изделий. У этих каркасов принята одинаковая конструктивная система — ригельная с расположением ригелей в одном направлении (предпочтительно в поперечном). Расчетная схема большинства каркасов связевая, с применением элементов жесткости (решетчатых связей, панелей, ядер и т. п.). На этих принципах разработаны некоторые унифицированные каркасы производственных зданий, территориальный полносборный каркас TKJ-2 для московского региона и т. п.

Практически узлы сопряжений ригелей с колоннами во всех этих каркасах достаточно жесткие и не соответствуют идеализированной теоретической связевой схеме, что идет в запас прочности. Этой конструктивной схеме более соответствуют системы с безригельным каркасом с монолитными безбалочными перекрытиями, получившие развитие в Армении и в республиках Прибалтики.

Комбинированные несущие остовы целесообразны в многоэтажных домах с неполным каркасом, при устройстве первых общественных этажей в гражданских зданиях и т. п.

Один из важнейших вопросов при проектировании любого типа несущих остовов — обеспечение их пространственной жесткости и устойчивости. В многоэтажных зданиях это может оказать серьезное влияние на их формообразование, особенно в зданиях повышенной этажности, которые должны удовлетворять нормативным требованиям к допустимым величинам прогибов верха здания и величинам ускорения колебаний от динамической составляющей ветрового напора. Необходимо принимать во внимание следующее. Элементы жесткости любого здания работают на восприятие горизонтальных ветровых нагрузок как консоли, защемленные в грунт. По мере роста этажности соотношения ширины этих консолей (часто равной ширине зданий) к их высоте уменьшаются, т. е. «сопротивляемость» консолей понижается. Величина же горизонтальных сил возрастает с ростом этажности: растут и площадь загружения, и интенсивность ветрового напора. При соотношениях ширины зданий к высоте в пределах 1/4... 1/6 их жесткость и устойчивость обеспечивается грамотным проектированием элементов жесткости в пределах любых форм плана здания. При уменьшении этих соотношений до1/7.. 1/9 необходимо предусматривать меры по повышению пространственной жесткости зданий: более компактную форму плана; элементы жесткости желательно замоноличивать или выполнять монолитными, предусматривать дополнительные элементы жесткости в единой системе несущего остова и т. п. Дело в том, что при росте высоты здания увеличение его ширины не всегда возможно по функциональным и другим соображениям. Поэтому нужны меры и по ограничению «гибкости» остова, его устойчивости и предотвращение еще одной возможной неприятности — деформации скручивания вокруг вертикальной оси здания, что может вызвать сдвиги в наружных панелях, в оконных переплетах и т. п. Для высотных точечных зданий целесообразно усиливать жесткость наружных оболочек — например, вдоль периметров наружных стен.