Вопрос 43

Наряду с основными конструктивными системами широко применяют комбинированные, в которых вертикальные несущие конструкции компонуют из различных элементов - стержневых и плоскостных, стержневых и ствольных и т. п. Наиболее распространенные комбинированные системы представлены на рис. 404.

Рис 404… Комбинированные конструктивные системы

а - с неполным каркасом; б - каркасно-диафрагмовая; в - каркасно-стволовая; г - каркасно-блочная; д - блочно-стеновая (блочно-панельная); е - ствольно-стеновая; ж - оболочково-стволовая; з - каркасно-оболочковая.

Система с неполным каркасом (каркасно-стеновая), основана на сочетании несущих стен и каркаса, воспринимающих все вертикальные и горизонтальные нагрузки. Здания каркасно-стеновой конструктивной системы рекомендуется проектировать с безригельным каркасом или с ригельным каркасом, имеющим нежесткие узлы соединения ригелей с колоннами.

Система применяется в двух вариантах: с несущими наружными стенами и внутренним каркасом либо с наружным каркасом и внутренними стенами. Первый вариант использовался при повышенных требованиях к свободе планировочных решений здания, второй - при целесообразности применения ненесущих легких конструкций наружных стен и при проектировании зданий средней и повышенной этажности.

Каркасно-диафрагмовая система основана на разделении статических функций между стеновыми (связевыми) и стержневыми элементами несущих конструкций. На стеновые элементы (вертикальные диафрагмы жесткости) передается всю или большую часть горизонтальных нагрузок и воздействий, на стержневые (каркас) - преимущественно вертикальные нагрузки. Система получила наиболее широкое применение в строительстве многоэтажных каркасно-панельных жилых домов в обычных условиях и в сейсмостойком строительстве.

Каркасно-ствольная система. В этом случае вместо диафрагм жесткости применяются пространственные элементы замкнутой формы в плане, называемые стволами. Работа данной системы основана на разделении статических функций между каркасом, воспринимающим вертикальные нагрузки, и стволом, воспринимающим горизонтальные нагрузки и воздействия. Каркасно-ствольная система может использоваться только в каркасных зданиях связевой и рамно-связевой конструктивных систем. Совместимость горизонтальных перемещений каркаса и ствола обеспечивают горизонтальные аутригеры-ростверки, расположенные через 18-20этажей.

Применяется при проектировании высотных жилых зданий до 60 этажей. Эта система позволяет получить силуэт здания, расширяющийся кверху (в виде опрокинутой пирамиды). В этом случае на верхних отметках здания (на стволе или отдельных опорах) сооружается мощная конструкция, как, например, система перекрестных ферм и балок с консолями, к которым подвешиваются на стержнях (работающих на растяжение) этажи, изготовленные на земле, или готовые блоки, поднятые на нужные отметки.

Каркасно-блочная система основана на со­четании каркаса и объемных блоков, причем последние могут получать применение в системе в качестве ненесущих или несущих конструкций. Ненесущие объемные блоки используют для поэтажного заполнения несущей решетки каркаса. Несущие устанавливают друг на друга в три-пять ярусов на горизонтальных несущих платформах (перекрытиях) каркаса, расположенных с шагом в три-пять этажей. Система применялась в зданиях выше 12 этажей.

Каркасно-оболочковая система сочетает в себе наружную несущую оболочку здания с внутренним каркасом при работе оболочки на все виды нагрузок и воздействий, а каркаса - преимущественно на вертикальные нагрузки. Совместность горизонтальных перемещений оболочки и каркаса обеспечивается так же, как в зданиях оболочково-ствольной системы. Применяется при проектировании высотных зданий (свыше 200м).

Блочно-стеновая (блочно-панельная) система основана на сочетании несущих столбов из объемных блоков и несущих стен, поэтажно связанных друг с другом дисками перекрытий. Применялась в жилых зданиях высотой до 9 этажей в обычных грунтовых условиях.

Ствольно-стеновая система сочетает несущие стены и ствол с распределением вертикальных и горизонтальных нагрузок между этими элементами в различных соотношениях. Применялась при проектировании зданий выше 16 этажей.

Оболочковая - ствольная система («труба в трубе» и «труба в ферме» ) включает в себя наружную несущую оболочку и несущий ствол внутри здания, работающих совместно на восприятие вертикальных и горизонтальных нагрузок. Совместность перемещений ствола и оболочки обеспечивается горизонтальными несущими конструкциями отдельных ростверковых этажей, расположенных по высоте здания. Система применяется при проектировании высотных зданий. Большинство высотных зданий оболочкового типа построено именно по этой системе.

Оболочко - стеновая – сочетание внешней решетчатой оболочки и внутренних несущих стен. Внутреннее пространство здания перекрывает пространственная конструкция в виде тонкостенной оболочки, передающей нагрузки на наружные стены здания.

Оболочково-диафрагмовая («пучок труб»)– …

Наряду с основными и комбинированными системами в проектировании получают применение смешанные конструктивные системы, в которых сочетаются по высоте или протяженности здания двух или нескольких конструктивных систем. Такое решение обычно бывает продиктовано функциональными требованиями.

Например, если требовалось выполнить переход от бескаркасной системы в верхних типовых этажах к каркасной системе на первых этажах, т.е. при необходимости устройства мелкоячеистой планировочной структуры типовых этажей над зальной планировочной структурой в нетиповых. Чаще всего эта необходимость возникает при устройстве крупных магазинов в первых этажах жилых домов.

пример

Конструктивная схема

Конструктивная схема представляет собой вариант конструктивной системы, определенную по признакам - состава и типу размещения в пространстве основных несущих конструкций, например, в продольном или поперечном направлениях.

Конструктивную схему, как и систему, выбирают на начальном этапе проектирования с учетом объемно-планировочных конструктивных и технологических требований.