Компоновка конструктивной схемы каркаса здания

1.1. Объёмно-планировочные параметры здания

Таблица 1.1

Расстояние между продольными разбивочными осями	L	по заданию	7,8 м
Количество пролётов поперек здания	n	по заданию
Ширина здания (в осях)	L₀	L·n	31,2 м
Расстояние между поперечными разбивочными осями	l	по заданию	7,8 м
Количество пролетов вдоль здания	m	по заданию
Длина здания (в осях)	l₀	l·m	101,4 м
Высота этажа	H	по заданию	4,2 м
Количество этажей		по заданию

Состав и работа каркаса здания

Продольные и поперечные разбивочные оси образуют сетку, в узлах которой устанавливаются колонны. Расстояние между продольными разбивочными осями принято называть пролётом здания, между поперечными – шагом колонн.

Колонны по высоте имеют выступающие части – консоли, на которые устанавливаются балки – ригели. Сверху на ригели укладываются панели перекрытия.

На панели действуют вертикальные нагрузки (эксплуатационные), которые передаются затем через ригели на колонны, а с них через фундаменты на грунт основания. Горизонтальные нагрузки (ветровые) воспринимаются наружными стенами здания, которые выполняются из кирпича. На них передается также и часть вертикальных нагрузок.

Конструктивная система здания с использованием колонн и несущих стен носит название неполного каркаса.

Температурные швы

Чтобы в элементах каркаса не возникали дополнительные усилия от изменения температуры, здание в необходимых случаях разрезают на отдельные самостоятельные блоки (температурные отсеки) поперечными и продольными температурными швами.

По требованиям СНиП [2] наибольшая длина температурного отсека составляет 60 м.

· Длина здания l₀= 101,4 м > 60 м, поэтому необходимо устройство поперечного тепературного шва. Предусматриваем шов примерно в середине длины здания, тогда длина температурных отсеков составит 7,8 × 7 = 54,6 м и 7,8 × 6 = 46,8 м.

4 Если длина здания превышает 120 м, то необходимо устраивать два температурных шва, которые будут делить здание на три части; при длине свыше 180 м – три шва и т.д.

· Температурный шов представляет собой два ряда колонн, смещённых от разбивочной оси на 500 мм.

Колонны и наружные стены

Сечение колонн обычно принимают квадратным со стороной 300, 350, 400, 450 мм (в соответствии с требованиями унификации). С увеличением нагрузки увеличивается и сечение колонн.

Толщина наружной стены принимается кратной размерам кирпича (250´120 мм, высота 65 мм), с учётом 10 мм на вертикальный шов:

380 мм = 120+10+250 мм	(1,5 кирпича)
510 мм = 250+10+250 мм	(2 кирпича)
640 мм = 250+10+120+10+250 мм	(2,5 кирпича)

· Принимаем сечение колонн 450´450 мм, толщину кладки наружных стен 640 мм (постоянной на всех этажах).

Ригели

Принимаем поперечное направление ригелей, т.е. располагаем ригели поперёк здания.

Сечение ригеля принимаем прямоугольным (оно простое в расчёте, но это плохо отражается на эстетических качествах помещений). Назначаем размеры сечения ригеля (рис. 1.1):

· высота h_r = (1/10…1/15)×L = 7800/10…7800/15 = 780…520 мм;

принимаем h_r = 750 мм (кратно 50мм); подсказка в приложении 1.

· ширина b_r = (0,3…0,4)×h_r = 0,3×750…0,4×750 = 225…300 мм;

принимаем b_r = 250 мм (кратно 50мм); подсказка в приложении 1.

4 Чем больше высота сечения ригеля, тем лучше он работает на восприятие нагрузки, но строительная высота перекрытия при этом увеличивается.

Ригели, находящиеся у продольной наружной стены, опираются одним концом на эту стену, а другим – на консоль колонны. Глубину заделки ригеля в стену примем равной длине кирпича (250мм).

Панели перекрытия

4 Выбор типа панелей производится на основе экономических и эксплуатационных критериев. Панели бывают рёбристые (рис.1.3,а), типа «2Т» (рис.1.3,б), или многопустотные. В данной работе применяются рёбристые панели перекрытия.

Схема раскладки панелей. Принимаем наиболее распространённый вариант раскладки (подходит для любого типа панелей): между колоннами укладываются связевые панели, которые служат распорками, передающими горизонтальные нагрузки. Рядовые и связевые панели имеют одинаковую ширину; укладываемые у продольных стен доборные панели в два раза уже рядовых (рис. 1.2).

4 Важно обеспечить, чтобы оси связевых панелей располагались точно по оси колонн, т.е. совпадали с разбивочными осями здания.

Заделка панелей в стены:

4 в продольные стены панели не заделываются;

4 в поперечные стены заделка составляет 130 мм

(половина кирпича с учётом толщины раствора шва: 120 + 10 мм).

Привязка наружных стен к разбивочным осям:

4 к продольной оси: нулевая привязка

(внутренняя грань стены совмещена с разбивочной осью);

4 к поперечной оси: привязка 130 мм

(внутренняя грань стены смещена с разбивочной оси внутрь здания на величину заделки панели в стену).

Размеры сечения панели перекрытия:

4 высота h_п = (1/20…1/30)l = 7800/20…7800/30 = 390…260 мм,

принимаем h_п = 350 мм (кратно 50 мм);

4 ширина панели b_n назначается такой, чтобы ширина панели находилась в пределах 1100…1500 мм (кратно 100 мм) и на длине пролёта можно было разместить целое число панелей (обычно 6 панелей, при сетке колонн 6х6 м – 5 панелей). Рекомендуемые высота и ширина панелей представлена в Приложении 1.

При l = 7,8 м ширина панели составляет b_n = 1300 мм; между продольными осями укладывается 6 панелей. Они показываются на чертеже.

План и поперечный разрез здания

Компоновка конструктивной схемы каркаса заканчивается изображением плана и поперечного разреза здания (масштаб М 1:200). Основные сборные конструктивные элементы каркаса на строительных чертежах принято обозначать марками (например: П-1, П-2, П-3 – панели перекрытия соответственно рядовые, связевые и доборные). Однотипные элементы получают одинаковые марки.

Колонны здания для удобства изготовления, транспортировки и монтажа разделяются по высоте на отдельные монтажные элементы. Длина монтажного элемента может составлять 1; 2 и 3 этажа (но не более 18 м для возможности перевозки).

Для удобства выполнения работ по замоноличиванию стыков и сварки выпусков арматуры стык колонн располагается выше пола перекрытия на 800мм.

Для изображения на поперечном разрезе задают ориентировочные (предварительные) размеры консольного выступа колонн (напр. 250´250 мм, скос под углом 45º) и фундамента (трёхступенчатый, высота ступени 350 мм). Глубина заложения подошвы фундамента d_f принимается по заданию.