Архитектурные конструкции многоэтажных зданий
Архитектурные конструкции многоэтажных зданий
РЕФЕРАТ
Конструктивные
решения многоэтажных зданий
Выполнил
студент
Вечернего отделения
4 курса, группы №6
Капустина Ю. В.
Москва, 2010г
Содержание
1. Составные элементы конструктивных систем и их
назначение
2. Конструктивные системы остова многоэтажных зданий
3. Типы лестничных клеток
4. Типы лестнично-лифтовых блоков
5. Конструктивные решения фасадных
систем: многослойные, вентилируемые, светопрозрачные
6. Конструктивные решения крыш
Используемая литература
1.
Составные
элементы конструктивных систем и их назначение
Фундаменты — подземные конструктивные элементы
зданий воспринимающие все нагрузки от выше расположенных вертикальных элементов
несущего остова и передающие эти нагрузки на основание.
Работа
фундаментов протекает в постоянно изменяющихся условиях под воздействием больших
нагрузок поэтому к их качеству предьявляют повышенные требования. Материалы из
которых делают фундаменты, должны обладать высокой морозостойкостью,
механической прочностью ,долговечностью и не разрушаться под агрессивным воздействием
грунтовых вод. Таким качеством отвечают такие материалы, как бутобетон, бетон,
железобетон. В настоящее время в конструкциях фундаментов используется в
основном железобетон, который находит применение как в монолитных фундаментах
так и для изготовления сборных элементов.
По
характеру конструктивного решения и особенностям выполнения различают следующие
типы фундаментов:
а)
ленточные, состоящие из непрерывной в плане стеновой опоры под всей длиной нагруженной
стены здания (рис.1}
б)столбчатые
или отдельно стоящие, представляющие
собой ряд отдельных опор, устанавливаемых под стойками или колоннами, а также под
стенами, опертыми на фундаментные балки (рис.2)
в] свайные,
устраиваемые из свай, опускаемых в грунт (рис.3)
г) сплошные илц плитные,
состоящие из обшей фундаментной плиты, принимающей вес всего здания или
сооружения в целом (рис.4)
Разновидностью
сплошных фундаментов являются так называемые ребристые и коробчатые конструкции
{рис.5)
По технологии возведения
фундаменты разделяются на монолитные и сборные;
по величине заглубления —
на фундаменты мелкого заложения(менее 2 м) и глубокого(более 3ч).
Рис.1
Конструкции
ленточных фундаментов:
а — из
сплошных стеновых фундаментных блоков
б —
из пустотелых блоков
в —
вариант с устройством подвала
г —
монолитный фундамент
1 — фундаментная
плита
2 —
фундаментный блок
3 —
стеновой блок подвала
4 — монолитный
бетон(бутобетон)
Рис.2
Конструкция столбчатых
фундаментов
а —
конструкция на фундаментной подушке
б —
конструкция фундамента стаканного типа
1 — наружная
цокольная панель
2 —
пирамидальное основание колонны
3 —
фундаментная балка
4 — фундаментный
стакан
Рис.3
Конструкция свайных
фундаментов
а — сопряжение
сборного оголовка под одиночную сваю
б — однорядное
расположение свай
в —
шахматное расположение свай
г —
двурядное расположение свай
д —
куст свай под одиночную колонну
1 — свая
2 — сборный
оголовок
3 — монолитный
ж.б. ростверк
4 — ж.б.ростверк
под колонну
Рис.4
Конструкция сплошных фундаментов
а —
перекрестная конструкция
б, в—
варианты устройства сплошной фундаментной плиты
г — коробчатая
конструкция фундамента
Конструктивно-технологические
решения фундаментов. ВЗ принимаются на основании оценки геотехнической
опасности территории строительства и технико-экономического сравнения возможных
вариантов обеспечивающих наиболее полное использование прочностных и
деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов
фундаментов и подземных конструкций. Три геотехнические особенности ВЗ
обуславливают следующие основные типы фундаментов для них:
– массивные плитные
(предпочтительно повышенной жесткости, в т.ч. коробчатые с развитой подземной
частью) на естественном или укрепленном основании.
– свайные
(предпочтительно глубокие опоры);
– комбинированные, в т.ч.
свайно-плитные (СПФ), плитно-анкерные, щелевые.
Подробно об этих видах
фундаментов:
Плитные фундаменты. Плитные (сплошные) фундаменты
проектируют в виде балочных или безбалочных, бетонных или железобетонных плит.
Ребра балочных плит могут быть обращены вверх и вниз. Места пересечения ребер
служат для установки колонн каркаса. Пространство между ребрами в плитах с
ребрами вверх заполняют песком или гравием, а поверх устраивают бетонную
подготовку. Бетонные плиты не армируют. Железобетонные армируют по расчету. При
большом заглублении сплошных фундаментов и необходимости обеспечить большую их
жесткость фундаментные плиты можно проектировать коробчатого сечения с
размещением между ребрами и перекрытиями коробок помещений подвалов.
Показаны различные
варианты решений сплошных фундаментов. (Рис.5)
Рис.5. Плитные фундаменты
а - в виде ребристой
железобетонной плиты;
б - в виде плиты
сплошного сечения
Свайные фундаменты. Основными элементами свайных
фундаментов являются собственно сваи, оголовки и ростверки. Сваи представляют
собой железобетонные, бетонные и реже деревянные или металлические стержни,
погруженные в грунт ударным или вибрационным способом, ввинчиванием, или
бетонируемые на месте, в заранее пробуренных скважинах.
В зависимости от способа
погружения в грунт различают забивные, набивные, сваи-оболочки, буроопускные и
винтовые сваи.
Забивные железобетонные и
деревянные сваи погружают с помощью копров, вибропогружателей и
вибровдавливающих агрегатов. Эти сваи получили наибольшее распространение в
массовом строительстве. Железобетонные забивные сваи и сваи-оболочки могут
иметь обычную и предварительно напряженную арматуру и изготовляться цельными и
составными, из отдельных секций. В поперечном сечении они могут быть
квадратные, прямоугольные, квадратные с круглой полостью и полые круглые:
обычные сваи диаметром до 800 мм, а сваи-оболочки - свыше 800 мм. По продольному сечению сваи могут быть призматические и с наклонными боковыми гранями -
пирамидальными, трапецеидальными и ромбовидными. Нижние концы свай могут быть
заостренными или плоскими, с уширением или без него, а полые сваи - с закрытым
или открытым концом и с камуфлетной пятой. В последнее время получили
распространение новые конструкции свай с корневидным основанием.
На рис. 3. представлены различные
виды забивных свай и свай-оболочек.
Деревянные забивные сваи
устраивают там, где существуют постоянные температурно-влажностные условия.
Деревянные сваи могут быть цельные или срощенные по длине; из одиночных бревен
или пакетные. Их изготовляют из бревен хвойных пород, очищенных от коры и
сучьев. Набивные сваи устраивают методом заполнения бетонной или иной смесью
предварительно пробуренных, пробитых или выштампованных скважин. Нижняя часть
скважин может быть уширена с помощью взрывов (сваи с камуфлетной пятой).
Буроопускные сваи
отличает oт набивных то, что в скважину устанавливают готовые железобетонные
сваи с заполнением зазора между сваей и скважиной песчано-цёментным раствором.В
зависимости от свойств грунтов все сваи могут или передавать нагрузку от здания
на практически несжимаемые грунты, опираясь на них своими нижними концами (так
называемые сваи-стойки), или при сжимаемых грунтах передавать нагрузку на грунт
боковыми поверхностями и нижним концом за счет сил трения (висячие сваи).
Для равномерного
распределения нагрузки на сваи по их верхним концам непосредственно на сваи или
на специально устраиваемые уширения верхних концов — оголовки укладывают
распределительные балки или плиты, называемые ростверками. Железобетонные
ростверки могут быть сборные и монолитные. В последнее время разработаны
конструктивные решения свайных фундаментов без ростверков. Плиты перекрытия в
этих случаях опирают на сборные оголовки свай. Проектирование свайных
фундаментов ведут в соответствии со специальными нормами на основе результатов
инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий исходя из конструктивных
особенностей и нагрузок, характерных для здания.
( 1 - СНиП П-17-77
«Свайные фундаменты. Нормы проектирования». М., 1978.)
Свайные фундаменты в
плане могут состоять из одиночных свай — под опоры; лент свай — под стены
здания, с расположением свай в один, два и более рядов; кустов свай—под тяжело
нагруженные опоры; сплошного свайного поля — под тяжелые сооружения с
равномерно распределенными по плану здания нагрузками.
Рис. 6 Свайные фундаменты
а — фрагмент плана
фундамента под несущие стены; б - фундамент под колонну; в – фундамент на
сваях-стойках; г – тоже на висячих сваях; д — стык сборного ростверка с
забивной сваей; e - свая; 2 — ростверк; 3 — оголовок сваи; 4 — колонна; 5 —
монолитный ростверк стаканного типа под колонну; 6 - арматура сваи: 7 -
свая-стойка; 8 - висячая свая; 9 — монолитный ростверк; 10 – бетон
замоноличивания; 11 – закладная деталь; 12 – стальная деталь; 13 – панель
перекрытия; 14 – панель стены; 15 – цементный раствор
Рис.7
Гидроизоляция
подземной части здания. Фундаменты подвергаются увлажнению грунтовой влагой и просачивающейся в
грунт атмосферной влагой. Увлажнение фундаментоз может снизить их
долговечность, вызвать отсыревание стен подвала и повысить влажность стен,
наземной части здания вследствие капиллярного подсоса влаги. Для исключения
капиллярного подсоса наземную часть стен (наружных и внутренних) изолируют от
фундаментов горизонтальной гидроизоляцией в уровне низа цокольного перекрытия.
В зданиях с подвалами предусматривается еще один ряд горизонтальной
гидроизоляции в уровне пола подвала. Горизонтальная гидроизоляция устраивается
обычно из двух слоев рубероида на битумной мастике. Если проектом предусмотрена
совместная статическая работа наземной и подземной частей здания на
горизонтальные нагрузки, гидроизоляция осуществляется из цементного раствора
состава 1:2. По всей внешней поверхности фундаментов устраивается вертикальная
обмазочная гидроизоляция горячим битумом за два раза. Возможность увлажнения
фундамента дождевыми и талыми водами должна исключаться планировкой территории
застройки и устраиваемой по внешнему периметру здания отмосткой из плотных
водонепроницаемых материалов - асфальта, асфальтобетона. Отмостка имеет
уклон от здания 3%.
Колонны. Стойки каркасных систем – колонны,
пилоны и другие аналогичные элементы возводят с применением так называемого
высокопрочного (HSC – High Strength Concrete) и высококачественного бетона (HQC
– High Quality Concrete).
В современных небоскребах
крайне редко можно встретить “чисто” стальные или железобетонные в традиционном
понимании (с обычным процентом армирования) конструкции. Габаритные размеры
колонн и количество рабочей арматуры определяются целым рядом факторов и
зависят от тех конкретных требований, которые инженер предъявляет к несущей
системе здания. Варьируя прочность бетона и количество продольного армирования
(рис. 4), можно добиться оптимизации конструктивных решений и минимизации их
стоимости без снижения надежности, что для высотных зданий весьма и весьма
актуально. При недостаточной несущей способности, жесткости или продольной
устойчивости стоек каркаса применяют сталебетонные колонны с внешней стальной
оболочкой либо с внутренней жесткой арматурой). Такие решения позволяют также
повысить и огнестойкость конструкций.
Наружные стены. Стены, в зависимости от
воспринимаемых ими вертикальных нагрузок, подразделяются на несущие,
самонесущие и ненесущие.
Несущей называется стена,
которая помимо вертикальной нагрузки от собственного веса, воспринимает и
передает фундаментам нагрузки от перекрытий, крыши, ненесущих наружных стен,
перегородок в т.д.
Самонесущей называется
стена, которая воспринимает и передает фундаментам вертикальную нагрузку только
от собственного веса (включая нагрузку от балконов, лоджий, эркеров, парапетов
и других элементов стены).
Ненесущей называется
стена, которая поэтажно или через несколько этажей передает вертикальную
нагрузку от собственного веса на смежные конструкции (перекрытия, несущие
стены, каркас). Внутренняя ненесущая стена называется перегородкой. В жилых
зданиях рекомендуется, как правило, применять несущие и ненесущие стены.
Самонесущие стены допускается применять в качестве утепляющих стен ризалитов,
торцов здания и других элементов наружных стен. Самонесущие стены могут
применяться также внутри здания в виде вентиляционных блоков, лифтовых шахт и
тому подобных элементов с инженерным оборудованием.
Рис.8. Наружные стены
а - несущие; б -
самонесущие; в - ненесущие
Несущие и ненесущие
наружные стены могут быть применены в зданиях любой этажности. Высота
самонесущих стен ограничена в целях предотвращения неблагоприятных в
эксплуатационном отношении взаимных смещений самонесущих и внутренних несущих
конструкций, сопровождающихся местными повреждениями отделки помещений и
появлением трещин. В панельных домах, например допустимо применение самонесущих
стен при высоте здания не более 4 этажей. Устойчивость самонесущих стен
обеспечивают гибкие связи с внутренними конструкциями.
Несущие наружные стены
применяют в зданиях различной высоты. Предельная этажность несущей стены
зависит от несущей способности и деформативности её материала, конструкции,
характера взаимосвязей с внутренними конструкциями, а также от экономических
соображений. Так, например, применение панельных легкобетонных стен
целесообразно в домах высотой до 9—12 этажей, несущих кирпичных наружных стен —
в зданиях средней этажности, а стен стальной решетчатой оболочковой конструкции
— в 70—100-этажных зданиях.
Внутренние стены и
перегородки - основные
внутренние вертикальные ограждающие конструкции в зданиях. Кроме того,
внутренние вертикальные ограждающие конструкции образуют конструктивные
элементы, совмещенные с инженерным оборудованием: санитарно-технические кабины,
вентиляционные блоки и шахты, лифтовые шахты и пр.
Внутренние стены
выполняют в здании ограждающие и несущие функции, перегородки только
ограждающие. Конструкции стен и перегородок должны удовлетворять нормативным
требованиям прочности, устойчивости, огнестойкости, звукоизоляции, быть паро- и
газонепроницаемыми, легковозводимыми Перегородки и стены влажных помещений,
кроме того, должны быть водостойкими и водонепроницаемыми.
Общая ограждающая функция
внутренних стен и перегородок - обеспечение звукоизоляции от воздушного шума. В
связи с этим уровень требований к звукоизоляционным качествам этих конструкций
совпадает и зависит не от их статической роли в здании, а от расположения в
нем. Для межквартирных и межсекционных стен и перегородок, для ограждений,
отделяющих жилые комнаты от лестничных клеток и лифтовых холлов требуемый
главой СНиП "Защита от шума" индекс изоляции должен составлять не
менее 50 дБ, для межкомнатных - 41, для стен и перегородок, разделяющих жилые
комнаты и санитарные помещения квартиры, - 45, а для ограждений между жилыми
комнатами и встроенными магазинами или кафе - соответственно 55 и 60 дБ.
Для обеспечения
звукоизоляции применяют акустически однородные или неоднородные конструкции. В
качестве акустически однородных используют массивные однослойные ограждающие
конструкции сплошного или многопустотного сечения, в качестве неоднородных-
двойные стены и перегородки, стены с гибким экраном, многослойные легкие
перегородки. Способ звукоизоляции выбирают исходя из целесообразного
использования свойств применяемых материалов.
Ригели железобетонные
- в строительстве -
линейный несущий элемент (сплошной или решетчатый) в конструкциях зданий и
сооружений. Соединяет стойки, колонны (ригель рамы); служит опорой прогонов,
плит (ригель перекрытия, покрытия). Выполняется из железобетона.
Ригели подразделяют на
типы: РДП - для опоры много пустотных плит на две его полки (двух полочный);
РДР - то же, для опоры
ребристых плит;
РОП - для опоры много
пустотных плит на одну его полку (одно полочный);
РЛП - то же, применяемый
только в лестничных клетках;
РОР - для опоры ребристых
плит на одну его полку (одно полочный);
РЛР - то же, применяемый
только в лестничных клетках;
РКП - консольный для
опоры много пустотных плит балконов;
Рис.9. Схема крепления
ригелей.
Перекрытия — это внутренние горизонтальные
ограждающие конструкции здания, членящие его по высоте на этажи. Их назначение
— воспринять и передать на стены или колонны постоянные и временные нагрузки от
людей, мебели и оборудования, а также изолировать помещения друг от друга и от
влияния внешней среды. Эти функции и определяют их прочностные, а также тепло-,
влаго-, газо- и звукоизолирующие качества. В многоэтажных жилых зданиях
перекрытия служат связями — жесткими диафрагмами, способными придавать зданию
повышенную устойчивость.
Для
изготовления несущих элементов перекрытий многоэтажных зданий обычно
применяются несгораемые материалы; железобетон на тяжелом и на легком
заполнителях (керамзито-.шла-ко-, перлитобетонах и др.}; стальной
профилированный настил, металлические балки, защищенные от непосредственного
воздействия огня, и т. п. Перекрытия выполняются сборными, монолитными и сборно-монолитными.Монолитные
железобетонные перекрытия изготовляют на стройке в специально изготовленной
опалубке, их выполняют чаше трех видов: ребристыми, кессоннированными и
безбалочными (плитными)
Рис.10.
Типы междуэтажных монолитных перекрытий.
а — ребристое, 6— кессонированное,
в — безбалочное 1 — плита, 2
— главная балка(ригель)
3 — второстепенная балка,
4 — колонна, 5 — капитель.
Первый состоит из плиты, второстепенных
и главных балок. На рисунке балки (или ребра) направлены вниз; при
необходимости получить гладкий потолок устраивают перекрытие ребрами вверх, что
менее экономично, так как площадь поперечного сечения верхней сжатой зоны
уменьшена. Кессонированное перекрытие получают при пересечении равномерно
расположенных в двух направленииях ребер одной высоты; его применяют из
эстетических соображений в интерьерах обшественных зданий, а также как средство
облегчения собственной
Массы плиты при больших
пролетах. Безбалочные перекрытия опираются на колонны или через капители.
Типы
междуэтажных сборных перекрытий.
а—балочные; б — плитные;
1 — балки; 2 — межбалочное заполнение; 3 — плиты
Перекрытия разделяют по
видам и по типу конструкций.
Расположенные над
подвальными (полуподвальными) этажами — называют подвальными (полуподвальными),
расположенные над
техническими подпольями — цокольными,
отделяющие верхний этаж
от чердака — чердачными,
расположенные между
смежными этажами — междуэтажными.
1 — опирание элементов
здания; 2 — собственный вес; 3 — движение теплового потока; 4 — диффузия
водяных паров; 5 — воздухопроницание; 6—ударный шум; 7 — воздушный шум; 8—
эксплуатационные нагрузки; 9 — специфические воздействия
Страницы: 1, 2, 3
|