7. Понятие о несущей способности и деформативности конструкций.

Несущая способность – способность конструкции выдерживать нагрузку, обеспечивая нормальное функционирование изделия. Н. с. конструкции определяется нагрузкой, приводящей конструкцию к так называемому предельному состоянию. Такая нагрузка вызывает местное или общее разрушение, появление трещин, недопустимых перемещений и деформаций элементов.

Деформативность конструкций - несущие конструкции необходимо спроектировать так, чтобы в процессе строительства конструкции и в расчетных условиях эксплуатации не произошло:

1. разрушений или повреждений конструкций, приводящих к необходимости прекращения эксплуатации здания;

2. недопустимого ухудшения эксплуатационных свойств конструкций или дома в целом вследствие деформаций или образования трещин.

СНиП 5 раздел НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ

Конструкции и основания дома должны быть рассчитаны на восприятие следующих нагрузок и воздействий:

- постоянные нагрузки от собственного веса несущих и ограждающих конструкций;

- временные равномерно распределенные и сосредоточенные нагрузки на перекрытия;

- снеговые нагрузки для данного района строительства;

- ветровые нагрузки для данного района строительства.

Нормативные значения перечисленных нагрузок, учитываемые неблагоприятные сочетания нагрузок или соответствующих им усилий, предельные значения прогибов и перемещений конструкций, а также значения коэффициентов надежности по нагрузке должны быть приняты в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07. Должны быть учтены также указанные в задании на проектирование дополнительные требования заказчика (например, к нагрузкам от печей, каминов, тяжелых элементов навесного оборудования и т.д.).

5.3 Используемые при проектировании конструкций методы расчета их несущей способности и деформативности должны отвечать требованиям действующих нормативных документов на конструкции из соответствующих материалов.

При размещении дома на подрабатываемой территории, на просадочных грунтах, в сейсмических районах, а также в других сложных геологических условиях следует учитывать дополнительные требования соответствующих норм и правил.

8. Конструктивные системы и схемы многоэтажных гражданских зданий, принцип работы системы. Обеспечение жесткости и устойчивости здании разных конструктивных систем.

Конструктивная система – взаимосвязанная совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость. Горизонтальные конструкции-перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, передавая их поэтажно на вертикальные несущие конструкции. Последние в свою очередь передают эти нагрузки и воздействия через фундаменты основанию.

Горизонтальные несущие конструкции массовых капитальных гражданских зданий, как правило, однотипны и обычно представляют собой железобетонный диск (сборный, монолитный или сборно-монолитный).

В ертикальные несущие конструкции разнообразны. Различают стержневые (стойки каркаса) несущие конструкции, плоскостные (стены, диафрагмы), объемно-пространственные элементы высотой в этаж (объемные блоки), внутренние объемно-пространственные стержни полого сечения на высоту здания (стволы жесткости), объемно-пространственные наружные конструкции на высоту здания в виде тонкостенной оболочки замкнутого сечения. Соответственно примененному виду вертикальных несущих конструкций различают пять основных конструктивных систем гражданских зданий - каркасную, стеновую (бескаркасную), объемно-блочную, ствольную и оболочковую.

Основные конструк-тивные системы граждан-ских зданий: I - стеновая; II - каркасная; III - ствольная; IV - оболочковая; V – объем-но - блочная, 1 - несущая наружная ограждающая конструкция, 2 - то же, ненесущая, 3 - внутренняя несущая конструкция, 4 - несущий объемный блок

Наряду с основными широко применяют и комбинированные конструктивные системы (рис.6). В этих системах вертикальные несущие конструкции компонуют, сочетая разные виды несущих элементов: стены и каркас, стены и объемные блоки и т.п. К их числу относятся системы: каркасно-связевая со связями в виде стен-диафрагм жесткости (каркасно-диафрагмовая), с неполным каркасом (несущие наружные стены и внутренний каркас), каркасно-ствольная, ствольно-стеновая, ствольно-оболочковая и др.

К омбинированные конструктивные системы: I - II - каркасно - диафрагмовая; I - III -ствольно - сте¬новая; I - IV - оболочково - диафрагмовая; I - V - объемно - блочно - стеновая; II -III - каркасно - ствольная; II-IV - каркасно - оболочковая; II- V - каркасно - объемно - блочная; Ш - IV - ствольно - оболочковая; Ш - V -ствольно - объемно -блочная; I - II - III - каркасно - ствольно - диафрагмовая, 1 - наружная несущая и ограж¬дающая конструкция, 2 - то же, ненесущая, 3 - внутренняя несущая конструкция, 4 -несущий объемный блок, 5 - то же, ненесущий

Варианты бескаркасной конструктивной системы: а - перекрестно - стеновой с малым шагом; б -поперечно - стеновой со смешанным шагом; в - поперечно - стеновой с большим шагом стен; г - продольно -стеновой (трехстенка); д - продольно - стеновой (двухстенка); е -поперечно - стеновой с увеличенным шагом стен

В арианты каркасной конструктивной системы: А - с полным; Б - с неполным; В - с безригельным каркасом; 1 - полный каркас с продольным расположением ригелей; 2 - то же, с поперечным; 3 - полный кар¬кас с продольным расположением ригелей колонн (только у наружных стен) и большепролетными перекры¬тиями; 4 - неполный продольный каркас; 5 - то же, поперечный; 6 - безригельный каркас; К - колонна; Р - ри¬гель; Дж - вертикальная диафрагма жесткости; НП - настил перекрытия; HP - настил - распорка; I - несущие стены; II -ненесущие стены

9. Стеновой несущий остов (бескаркасный). Несущие конструкции. Принцип работы системы. Типы многоэтажных зданий, которые целесообразно применять в такой конструктивной системе. Возможные схемы стенового несущего остова.

Стены поперечные корпусу здания

Работает за счет того, что стены обеспечивают порой излишнюю жесткость. несущие конструкции - стены и

1. С узким шагом (2800-4200мм) применяется в строительстве при наиболее распространенных размерах шагов 3,0 и 3,6 м. Характерная особенность этой системы – применение сплошных плоских плит перекрытий, а также панелей внутренних и наружных стен размером «на комнату». Благодаря такому укреплению размеров стыки между сборными элементами образуются только в углах, т.е в местах, где их наиболее надежно можно заделать; никаких швов в потолках комнат не имеется, что повышает звукоизоляцию перекрытий; трудозатраты на стройке для серий с малым шагом низкие.

2. Смешанный шаг (2800-4200/4200-7200мм) дает возможность использовать преимущества большого и малого шагов. Но конструктивно их объединить трудно: различна высота плит-настилов (220 и 160мм) Технически правильно применение плит единой – большей – высоты и для мелких пролетов, но это экономически нецелесообразно. По существу, конструкции системы со смешанными пролетами те, же что и в системе с крупным шагом.

3. Широкий шаг (4200-7200мм) меньше распространен, т.к вызывает необходимость увеличения высоты плит перекрытий до 160-180 мм при сплошном сечении и до 220 мм – при пустотных плитах. Соответственно повышается их масса. По этой и другим причинам, связанным с монтажом сборных изделий, в такой конструктивной системе невозможно применять плиты-настилы размером на планировочную ячейку; ширина плит-настилов при большом шаге не превышает 1,2…3,6 м. Наличие при этом швов, требующих тщательной заделки, не всегда гарантирует надежную звукоизоляцию и вызывает необходимость проведения дополнительных работ. В вариантах с крупными пролетами неизбежен больший расход металла и других материалов. Ввиду значительных нагрузок на несущие стены эти системы пока не применяются в зданиях повышенной этажности. Вместе с тем необходимо отметить перспективность конструктивной системы с крупным шагом, обусловленную существенным повышением ее планировочной маневренности.

Продольные корпусу стены

1. Система с тремя продольными стенами применяется в зданиях до 5 этажей, но не выше 10-12 этажей. Устойчивость системы в поперечном направлении обеспечивается панелями лестничных клеток и отдельными межквартирными панелями-вставками. Система имеет положительную особенность - сравнительную мобильность планировки за счет свободной расстановки перегородок. Ввиду отсутствия каких-либо технико-экономических преимуществ перед другими данная система не получила широкого развития.

2. Гораздо более технико-экономические преимущества сулит применение системы с двумя продольными наружными стенами, главное из которых – свободная поэтажная планировка. Это обеспечивается применением длинномерных плит- настилов с пролетами 10,5; 12,0 м. Вместе с тем растут – до 300…400 мм – их высота ( многопустотные или ребристые плиты) и масса ( при повышении класса бетона до 600…800 и применении предварительно напряжения толщина может быть снижена до 260…280 мм, но не более). Учитывая, что на каждую из продольных стен приходится нагрузка с половины пролета плит-настилов, несущая способность стен существенно возрастает. Данная система применяется пока только в экспериментальном строительстве.