Конструктивна схема будівлі wiki жбк
Ханча В.В. Розрахунок багатоповерхових будівель з зв'язевим каркасом. 1977 р Глава 4 "Загальна стійкість будівель і вплив деформацій на зусилля в пілонах"
рамний каркас
У рамному каркасі основні несучі функції виконує система колон і ригелів, розташованих в двох напрямках. Ригелі жорстко з'єднані з колонами і утворюють просторову систему, що складається з плоских рам.
Рами 1) сприймають всю сукупність діючих на будівлю вертикальних і горизонтальних навантажень і передають їх фундаментів.
Зусилля в площині дисків перекриттів виникають тільки при необхідності перерозподілу горизонтальних навантажень між разножесткімі рамами. У нормально закомпоновано будівлях зусилля невеликі і вільно сприймаються дисками перекриттів.
У монолітних 2) залізобетонних конструкціях жорстке з'єднання ригелів з колонами дає якусь економію матеріалів.
в'язевих каркас
У в'язевих каркасі основні несучі конструкції утворюються системою колон, горизонтальних дисків - перекриттів і вертикальних елементів - діафрагм (пілонів).
Роль перекриттів в системі несучих конструкцій значно зростає. Крім основної роботи на вертикальні навантаження перекриття сприймають діючі на будівлю горизонтальні сили і передають їх діафрагм, перерозподіляють зусилля між діафрагмами в зонах зміни їх схеми і співвідношення жорсткостей, беруть участь у спільній роботі надземної частини будівлі з фундаментами. При великих відстанях між діафрагмами або між крайніми діафрагмами і торцями будівлі зусилля в площині перекриттів можуть бути досить великими.
Характерна особливість зв'язевого каркаса - вузли з'єднання ригелів з колонами. З точки зору статичної схеми ці вузли могли б бути шарнірними.
Діафрагми сприймають частину вертикальних і все горизонтальні навантаження, що діють на будівлю, і передають їх фундаментів. Забезпечують загальну стійкість будівлі, а їх жорсткість визначає значення переміщень несучих конструкцій і будівлі в цілому.
За статичної схемою діафрагми представляються у вигляді консольних елементів, затиснених в фундаментах. Іноді 3). щоб збільшити жорсткість і загальну стійкість будівлі, пілони об'єднують зв'язками в одному або декількох рівнях по висоті будівлі. Ці зв'язки виконують у вигляді монолітних залізобетонних балок або сталевих ферм висотою в один поверх. При такому об'єднанні сукупність діафрагм утворює просторову рамну систему.
змішаний каркас
Змішаної називають схему, засновану на використанні рамних конструкцій в одному напрямку (зазвичай поперечному) і передачі горизонтальних навантажень іншого напрямку на зв'язку. Ця схема поширена в промисловому будівництві (до моноліту не може бути застосована).
Рамно-в'язевих каркас
Рамно-связевая система каркаса заснована на поєднанні рамних конструкцій з діафрагмами.
Досвід проектування будівель такої системи показує, що системи діафрагм сприймають 85-95% горизонтальних навантажень і при невеликому посиленні можуть прийняти на себе всі горизонтальні сили.
Застосування рамно-пов'язаних систем найбільш доцільно при використання в несучих конструкціях стали і монолітного залізобетону, і як наслідок освіти жорстких вузлів без додаткових витрат праці.
Примітка: Пропонований в книзі ханча метод розрахунку орієнтований на багатоповерхові будівлі зі зв'язевим каркасом. Незважаючи на це він може бути використаний і при розрахунку рамно-в'язевих систем. для цього слід або в запас міцності не враховувати роботу рам і все горизонтальні навантаження сприймати пілонами, або імітувати рами пілонами еквівалентної жорсткості.
Розміщення діафрагм
Вибір вирішення виникаючих при цьому протиріч (з архітектурними рішеннями) обумовлений висотою проектованої будівлі.
Низькі каркасні будівлі - висота до 30 ... 40 м
Положення діафрагм може бути підпорядковане оптимальному архітектурно-планувального вирішення. Сукупність діафрагм повинна забезпечити міцність, жорсткість і загальну стійкість будівлі, проте схема їх розміщення може бути довільною.
Припустимо переміщення діафрагм по висоті з одних осей на інші при забезпеченні конструктивних заходів щодо передачі виникають при цьому зусиль.
Ускладнення конструкції і збільшення витрат матеріалів, викликане довільним розміщенням діафрагм, в невисоких будівлях повністю окупається поліпшенням планування.
Середні каркасні будівлі - висота 35 ... 75 м
У цій групі будівель слід прагнути до оптимального розміщення діафрагм, однак тут можливе деяке невеличкий відступ, якщо це істотно покращує планування.
Високі каркасні будівлі - висота більше 70-80 м (висотні будівлі)
Положення діафрагм має відповідати викладеним нижче вимогам (правилам) до їх розмірами та розміщення в плані і має бути оптимальним.
Нехтування 4) від цих вимог значно ускладнюють конструкції і погіршують їх роботу. У зв'язку з цим при компонуванні висотних будівель першість повинна бути віддана розміщення діафрагм, навіть якщо при цьому архітектурно-планувального вирішення наноситься деякий збиток.
Правила компонування системи діафрагм
Система пілонів і архітектурно-планувальне рішення будівлі повинні бути максимально взаємопов'язані. В процесі ув'язки пріоритет визначається в залежності від висоти будівлі.
При компонуванні високих (більше 70-80 м) і середніх будівель (35-75 м) по висоті будівель слід прагнути до мінімального числа діафрагм. Необхідна міцність і жорсткість будівлі легше досягається збільшенням розміру діафрагм, а не їх числа. Збільшувати кількість пілонів в порівнянні з мінімально необхідним доцільно тільки в будівлях з протяжним планом, коли лімітуючим параметром виявляються відстані між пілонами.
Мінімально необхідної і достатньої для забезпечення геометричної незмінюваності будівлі (згідно правила прикріплення твердих тіл і систем) є система діафрагм, до складу якої входить не менше трьох стін, площини яких не перетинаються на одній прямій і не паралельні.
(Можуть виникати зусилля теоретично нескінченно великі або невизначені)
Оптимальна така компоновка будівлі, при якій центр маси і центр вигину будівлі збігаються в плані і через цю ж точку проходять равнодействующие вітрових навантажень. Слід прагнути до того, щоб відстань між центром маси і центром вигину було мінімальним.
Розміри поперечних перерізів пілонів, які не мають розвинених фібр, слід призначати не менше 1/6 ... 1/8 висоти надземної частини будівлі.
У будівлях з протяжним планом відстані між паралельними стінами пілонів слід приймати не більше 30 м, відстань від стіни крайнього пілона до крайньої осі - не більше 12 м. При цьому збільшується кількість діафрагм - лімітуючим є параметр відстані між діафрагмами.
Корисні посилання
Economic Concrete Frame Elements to Eurocode 2 (1.42 MB; 4y ago; завантажень: 5002) - Довідник для підбору типу перекриття (плоскі, балкові, капітельні, кесонні і т.п.)
1) При безбалкових перекриттях, функцію ригеля рами виконує перекриття. Див. Метод замінюють рам Залесова
2) Див. Переваги монолітного ж.б. в Оксановіче. Див. Сайт Прокуратова - застосування безбалкових перекриттів, перекриттів з капітелями в залежності від кроку несучих конструкцій
3) Для будинків підвищеної поверховості, висотних будівель влаштовують жорсткі поверхи. Можливо влаштування проміжних жорстких поверхів для перерозподілу зусиль з верхніх конструкцій на нижележащие, при зміні кроку колон (діафрагм) - 10 поверхів житла, жорсткий тех. поверх (цоколь) і два підземні поверхи паркінгу
4) Вказати посилання на азіатський досвід проектування висотних будівель, з перехідними поверхами і елементами - застосування балок стінок, перехідних колон