Тема 5 Конструктивные элементы здания, классификация их. Конструктивные типы и схемы зданий. Обеспечение пространственной жёсткости зданий

Входной тест:

- Дать понятие «конструктивный элемент здания».

- Назвать конструктивные элементы здания.

- Указать элементы по расположению в здании.

- Дать определение зданию.

- Обозначить понятия: прочность, устойчивость, пространственная жёсткость.

- Указать требование к зданию, в котором необходимо выполнение и прочности, и устойчивости, и пространственной жёсткости.

- Назвать конструктивные типы зданий.

- Указать от чего зависят конструктивные типы зданий.

- Объяснить понятие «несущий элемент».

Прочитать учебный материал, составить конспект и подготовиться к закреплению материала.

Здания состоят из конструктивных элементов, составляющих надземную и подземную части здания.

Подземная часть здания образуется фундаментами и стенами подвалов.

Надземная часть здания образуется наружными и внутренними стенами, перекрытиями, перегородками, лестницами, крышей.

Конструктивные элементы зданий классифицируются по следующим признакам:

- по расположению в здании – горизонтальные, вертикальные, наружные, внутренние, продольные, поперечные, наклонные;

- по характеру работы:

- несущие, т.е. воспринимают нагрузку от других элементов здания, оборудования, людей, мебели и несут её в период эксплуатации здания;

- самонесущие, т.е. несут только свою массу (вес);

- ненесущие, т.е. не несут даже свою нагрузку, передавая её другим.

Есть конструктивные элементы здания, которые выполняют две функции:

– ограждающую и несущую – наружные несущие стены (пример: наружная стена в аудитории);

- разделяющую и несущую – внутренние несущие стены (пример – внутренняя несущая стена в аудитории).

К основным конструктивным элементам здания относятся (рисунок 2):

Фундаменты –подземный несущий конструктивный элемент, воспринимает нагрузку от здания, несёт её и передаёт на основание. От прочности фундамента зависит долговечность и прочность здания в период эксплуатации.

Стены –вертикальный конструктивный элемент, защищающий здание от внешних воздействий и разделяющий его на помещения.

По расположению в здании стены могут быть: продольные и поперечные, наружные и внутренние.

По характеру работы – несущие, самонесущие, ненесущие (навесные).

Перегородки- вертикальные ненесущие конструктивные элементы, разделяющие помещения.

Перекрытия –горизонтальный несущий конструктивный элемент, разделяющий объём здания на этажи.

По расположению в здании перекрытия бывают:

- нижние, разделяют первый этаж от цокольной части здания;

- надподвальные, разделяют первый этаж от подвала здания;

- междуэтажные, разделяют этажи между собой;

- верхние, ограждают верхний этаж здания (если нет чердака);

- чердачные, разделяют верхний этаж и помещение чердака.

Лестницы –наклонный несущий конструктивный элемент для сообщения между этажами.

Крыша –верхний несущий конструктивный элемент, защищающий здание сверху от внешних воздействий.

В зависимости от конструктивного решения крыши могут быть:

- чердачные, если между перекрытием и крышей имеется пространство;

- совмещённые, если пространства нет.

Окна –вертикальный ограждающий конструктивный элемент для естественного освещения и проветривания, визуальной связи с внешним миром.

Двери –вертикальный ограждающий конструктивный элемент для связи между помещениями и с внешним миром.

Колонны и кирпичные столбы – вертикальные несущие конструктивные элементы, небольшие по сечению.

1 - фундамент; 2 – наружная стена; 3 – внутренняя стена; 4 – междуэтажное перекрытие;

5 – чердачное перекрытие; 6 – перегородка; 7 – крыша; 8 – лестница; 9 – пол подвала; 10 - надподвальное перекрытие;11 – окно; 12 – дверь.

Рисунок 2 – Здание и его элементы

Несущие элементы здания составляют остов (скелет)здания.

Остов здания, в зависимости от наличия определённых несущих элементов, образует конструктивный тип здания.

Конструктивные типы зданий подразделяется на следующие виды:

- бескаркасный – когда в здании несущими элементами являются стены, перекрытия опираются на стены и передают им нагрузку от всего, что располагается на перекрытии (рисунок 3а);

- каркасный - когда несущим элементом является каркас, состоящий из ригеля – горизонтального элемента и колонн – вертикального элемента. Перекрытия опираются на ригели (рисунок 3б);

- с неполным каркасом – когда наружные стены – несущие, а вместо внутренней несущей стены применяются колонны или кирпичные столбы (рисунок 3в). Такой конструктивный тип здания применяется, когда в здании необходимо большое внутреннее пространство. Примером может служить первый этаж нашего техникума.

а – бескаркасный; б – каркасный; в – с неполным каркасом; 1 – несущие стены; 2 - перекрытия; 3 – колонны; 4 – ригели; 5 - навесные стены.   Рисунок 3 – Конструктивные типы зданий

Конструктивный тип здания имеет несколько конструктивных схем,характерных расположением несущих элементов.

Для бескаркасного типа здания конструктивные схемы зависят от расположения несущих стен и подразделяются на схемы (рисунок 4):

- с продольными несущими стенами для зданий высотой до 5 этажей;

- с поперечными несущими стенами для зданий высотой от 6 до 12 этажей;

- с перекрёстными несущими стенами (продольными и поперечными) для зданий крупнопанельных.

а – с продольными несущими стенами; б – с поперечными несущими стенами; в – с перекрестными несущими стенами (ячейковая); 1 – наружные и внутренние продольные несущие стены; 2 – перекрытие; 3 – внутренние поперечные несущие стены; 4 - наружная поперечная несущая стена; 5 – продольные и поперечные несущие стены; 6 – перекрытия, размером на комнату   Рисунок 4 – Конструктивные схемы бескаркасных зданий

Для каркасного типа зданий конструктивные схемы зависят от расположения ригеля и подразделяются схемы (рисунок 5):

- с продольным ригелем для зданий малоэтажных;

- с поперечным ригелем для зданий до 10 этажей;

- с перекрёстным ригелем для зданий повышенной этажности;

- безригельная схема, современная строительная система «КУБ – 2,5», применяется для зданий любого назначения и высоты.

г

а – с поперечным расположением ригелей; б –с продольным расположением ригелей; в - безригельное решение; г – с перекрестным расположением ригелей; 1 – самонесущие стены; 2 - колонны; 3 – ригели; 4 – плиты междуэажных перекрытий; 5 – надколонная плита перекрытия;

6 – межколонные плиты; 7 – панель-вставка.

Рисунок 5 – Конструктивные схемы каркасных зданий

Для конструктивного типа зданий с неполным каркасом конструктивные схемы зависят от положения ригеля или прогонов (балок) и могут иметь следующие схемы (рисунок 6):

- с продольным ригелем;

- с поперечным ригелем;

- без ригеля.

а – с продольным расположением ригелей; б – с поперечным расположением ригелей; в - безригельное решение.

Рисунок 6 – Конструктивные схемы зданий с неполным каркасом

Обеспечение пространственной жёсткости здания зависит от наличия несущих элементов и их пространственного расположения в здании, от сопряжения элементов здания между собой, качества выполнения монтажных работ.

В зданиях бескаркасныхпространственная жёсткость обеспечивается:

- сопряжением наружных и внутренних стен между собой;

- стенами лестничных клеток и лифтовых шахт, воспринимающих ветровые нагрузки, действующие на здание;

- опиранием на стены, креплением или анкеровкой плит перекрытия со стенами;

- заполнением раствором швов между перекрытиями, создавая горизонтальный диск жёсткости в уровне перекрытий.

В каркасныхзданиях для обеспечения пространственной жёсткости необходимо:

- сопряжение элементов каркаса между собой и совместной работой их под нагрузкой;

- устройство стенок жёсткости между колоннами для восприятия ветровых нагрузок;

- устройство шага колонн 3м в лестничной клетке и лифтовых шахтах;

- укладка плит-распорок между колоннами каркаса.

В зданиях с неполным каркасом пространственная жёсткость выполняется за счёт указанных мероприятий для каркасных и бескаркасных зданий.

Материал для закрепления:

1 Выбрать из конструктивных элементов здания, элементы выполняющие:

А - только несущие функции;

Б - только ограждающие функции;

В - выполняющие и несущие и ограждающие функции.

2 Назвать конструктивный элемент:

А - защищающий здание от внешних воздействий;

Б - разделяющий здание на этажи;

В - передающий нагрузку здания на основание;

Г - защищает здания от воздействий сверху;

Д - связывающий этажи между собой;

Е - для сообщения помещений;

Ж - для естественного освещения.

3 Назвать виды перекрытий в зависимости от расположения.

4 Назвать виды стен по характеру работы.

5 Назвать виды крыш по конструктивному решению.

Проверка степени усвоения материала:

1) Дать правильный ответ:

А Пространственное сочетание несущих элементов здания составляют его ……;

Б Наличие определённых несущих элементов здания характеризует его …;

В Расположение несущих элементов здания характеризует его …..

2) Указать конструктивный тип здания, зная, что оно имеет:

А Несущие стены по периметру здания, внутри здания – ряд колонн;

Б Элементы каркаса – колонны и ригели;

В Несущие наружные и внутренние стены.

3) Внимательно изучите рисунок 7 и назовите элементы, указанные цифрами:

А - несущие;

Б - ограждающие;

В - ненесущие;

Г - составляющие подземную часть здания;

Д - составляющие надземную часть здания.

Рисунок 7 – Конструктивные элементы здания