Архитектурные конструкции многоэтажных зданий

Рис. 12. Перекрытия по металлическим балкам

1 — балки; 2 — гипсобетонная плита; 3 — промазка щелей раствором или подстилка толя; 4 — усиление изоляции воздушного шума (песок); 5 — изоляция ударного шума (упругие прокладки); 6 — пол по лагам; 7 — пароизоляция; 8 — теплоизоляция; 9— стяжка; 10 — затирка; 11 — металлическая сетка; 12 — деревянный короб

Перекрытие по железобетонным балкам(используются редко)

а — с заполнением из плит; б — с заполнением из пустотелых блоков: 1 — балки; 2 — плиты; 3 — пустотелые блоки; 4 — промазка щелей раствором или подстилка толя; 5 — усиление изоляции воздушного шума (песок); 6 — изоляция ударного шума (упругие прокладки); 7 —- изоляция воздушного и ударного шумов; 8 — пол по лагам; 9 — пол по стяжке; 10 — пароизоляция; И — теплоизоляция; 12 — стяжка; 13 — затирка

Перекрытие по железобетонный плитам

а —виды несущих плит; б— конструкции перекрытий; 1 — сплошная плита (Y=400 кг/м2); 2 — круглопустотная; 3 — ребристая; 4 — типа ТТ; 5 — изоляция ударного шума; 6 — пол по стяжке; 7 — усиление изоляции воздушного шума (гипсобетонные плиты по лагам); 8 — пол; 9 — пароизоляция; 10—теплоизоляция; 11 — стяжка.

Крыша — верхняя конструкция, отделяющая помещения здания от внешней среды и защищающая их от атмосферных осадков и других внешних воздействий. Состоит из несущей части {стропил} и изолирующих (ограждающих) частей, в том числе — наружной водонепроницаемой оболочки — кровли. Крыши устраивают чердачные и бесчердачные. Чердачные (над чердаком) бывают холодными (теплозащитные функции выполняет чердачное перекрытие) и утепленными. Утепленная или как говорят, «теплая крыша устраивается при наличии и при отсутствии чердака, когда функции чердачного перекрытия и кровли совмещаются (в последнем случае применяются названия: совмещенная крыша, совмещенное покрытие, и бесчердачное перекрытие.

Основные типы покрытий с ж.б. плитами и рулонными кровлями.

а-в – невентилируемые; г, д – частично вентилируемые; е – вентилируемые; 1 – защитный слой;2 – гидроизоляционный ковер; 3 – стяжка; 4 – несущая плита; 5 – утеплитель; 6 – пароизоляция; 7 – однослойная ограждающая и несущая конструкция; 8 – каналы и борозды; 9 – воздушная прослойка; 10 – подкладки.

Покрытия со стальным профилированным настилом и с волнистыми асбестцементными листами.

а-в – применение стального профилированного настила(а,б – профили;в – утепленное покрытие)

г – покрытие с асбестцементными волнистыми листами усиленного или унифицированного профиля;

д, е – то же с применением плоских асбестцементных листов; 1 – балка покрытия;2 – настилк;

3 – рулонная пароизоляция ; 4 – утеплитель; 5 – гидроизоляция; 6 – гравий; 7 – болт; 8 –асбестцементный волнистый лист; 9 – прокладка; 10 – деревянный брус; 11 – прижимная пластина; 12 – крюк; 13 – швеллер из асбестцемента; 14 – плоский асбестцементный лист; 15 – мастика; 16 – утеплитель;17 – то же типа мин.ватных плит; 18 – нащельник; 19 – деревянный каркас панели; 20 – гернит; 21 – рейка, фиксирующая положение утеплителя.

2. Конструктивные системы остова многоэтажных зданий

Конструктивной системой здания называется совокупность взаимосвязанных конструкций здания, обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость. Несущая конструкция здания обеспечивает его пространственную устойчивость и передает нагрузки, собираемые надземной частью через подземную часть на основание — способный к их восприятию грунт.

Принятая конструктивная система здания должна обеспечивать прочность, жесткость и устойчивость здания на стадии возведения и в период эксплуатации при действии всех расчетных нагрузок и воздействий.

В современном высотном строительстве применяют различные конструктивные системы и схемы с разнообразными вариантами компоновок. Вместе с тем все конструктивные системы можно разделить на три категории:

стержневые — каркасные системы из вертикальных стоек — колонн и связывающих их в горизонтальной плоскости балок — ригелей с жесткими (рамными) узлами или стенками — диафрагмами жесткости.

плоскостные — стеновые системы из монолитных стен или сборных панелей;

и смешанные:

каркасно-панельные системы с наружными панельными стенами, обстраивающими расположенный внутри каркас;

панельно-блок-комнатные системы с объемными элементами и внутренними поперечными или наружными продольными несущими стенами;

каркасио-панельно-ствольные системы с монолитными башенными элементами, образующими ядро жесткости высотного здания в 12 и более этажей.

В свою очередь каркасные системы подразделяются на:

Рамные и связевые.

(особенности этих систем будут рассмотрены ниже)

Среди стеновых систем следует выделить схемы

поперечно-стеновые, продольно-стеновые, перекрестно-стеновые, коробчатые (оболочковые).

Смешанные системы сочетают в себе отдельные признаки двух других систем, к ним относят каркасноствольные и коробчатоствольные.

Стеновые.

Различают конструктивную систему поперечных стен с узким шагом (на помещение) - 3,0-4,5 м, с широким шагом (на целый дом) — 4,5-7,2 м и более, и смешанным шагом, при котором чередуются узкий и широкий шаг.

В зависимости от расположения несущих стен в плане здания и характера опирания на них перекрытий различают следующие конструктивные системы:

Рис. 4. Стеновые конструктивные системы

а. поперечно-стеновые – с поперечными несущими стенами.

б.перекрестно-стеновые с поперечными и продольными несущими стенами.

в.продольно-стеновые с перекрытиями - с продольно несущими стенами

Каркасная система ( рамная, рамно-связевая, связевая)

Рамная схема каркасного несущего остова зданий представляет собой систему колонн, ригелей и перекрытий, соединенных в конструктивных узлах в жесткую и устойчивую пространственную систему, воспринимающую горизонтальные (ветровые и другие) усилия.

Рамно-связевая схема каркасного здания аналогична рамной схеме с тем лишь дополнением, что горизонтальная жесткость здания увеличивается за счет диагональных связей, выполняемых, как правило, из металла. При этом часть горизонтальных усилий передается с колонн на эти связи. Особенностью рамно-связевой схемы является ограничение перемещений каркаса.

Связевая схема каркасного несущего остова зданий отличается от рамной тем, что все горизонтальные усилия в ней в обоих направлениях через сплошные междуэтажные перекрытия передаются на жесткие диафрагмы — стенки или ядра жесткости. Рамы в этом случае рассчитываются только на вертикальные нагрузки. При этом сопряжения вертикальных и горизонтальных элементов конструкций могут иметь не только жесткое, но и шарнирное решение.

В несущем остове каркасного здания при связевой схеме жесткие связи можно располагать с интервалами в несколько конструктивных шагов на расстоянии не больше 48 м при сборных перекрытиях или 54 м при монолитном каркасе. Таким образом, связевая система каркаса позволяет во всех этажах здания получить достаточно большие зальные помещения между связевыми стенами.

Каркасный остов связевой системы в настоящее время имеет наибольшее распространение в массовом строительстве общественных зданий, зданий повышенной этажности и в высотных зданиях любого назначения.

Для повышения сопротивления внешним воздействиям несущей системы зданий высотой более 250 м применяют преимущественно ствольные конструктивные системы: “труба в трубе” и “труба в ферме”. Их компоновочная схема включает центральный ствол, воспринимающий основную долю всех нагрузок, и расположенные по периметру здания несущие элементы в виде отдельных стоек (колонн), решетчатых систем (ферм, составных стержней и др.), пилонов, которые также могут быть объединены в единую конструкцию. Жесткость ствольной системы, ее устойчивость и способность к гашению вынужденных колебаний обеспечиваются заделкой центрального ствола в фундамент.

В случаях, когда жесткости стеновой, каркасной или ствольной системы недостаточно, прибегают к комбинированным решениям, сочетающим в себе признаки разных конструктивных решений. В частности, для повышения сопротивления несущего остова здания возрастающим с высотой над уровнем земли ветровым нагрузкам применяют комбинацию ствольной и стеновой систем. В этом случае горизонтальные нагрузки воспринимаются не только внешней оболочкой и центральным стволом, но и внутренними несущими стенами. Комбинированная конструктивная система обладает большей конструктивной гибкостью в части возможности распределения доли воспринимаемых усилий за счет варьирования жесткости несущих элементов остова.

Рис.5. Схема каркасных зданий:

a — рамная; б — рамно-связевая; в —рамная с диафрагмами

жесткости; 1 — рама; 2 — смет; 3 — диафрагма; 4 — крепления

Особенности узловых соединений колонн и ригелей. Пространственный каркас несущего остова при рамной схеме должен обладать необходимой жесткостью не только в одной плоскости, но и в перпендикулярном направлении, что достигается жестким решением всех узловых стыков вертикальных и горизонтальных элементов конструкций как в продольном, так и в поперечном направлении

Связевый железобетонный каркас можно считать шарнирным, так как узел сопряжения колонны с ригелем не способен воспринимать изгибающие моменты от ветровых нагрузок. Такой каркас не обладает рамными свойствами, а работает по связевой схеме. Все нагрузки, вызывающие горизонтальное перемещение каркаса, воспринимаются сквозными вертикальными диафрагмами жесткости, связанными в пространственную жесткую коробчатую систему горизонтальными дисками перекрытий.

Сквозные диафрагмы жесткости образуются путем заполнения каркаса стенками располагающихся в плоскости и из плоскости рам. Они устанавливаются на всю высоту здания. Диафрагмы жесткости обычно совмещаются со стенами лестничных клеток, лифтовых шахт и с разделительными перегородками помещений.

В статическом отношении рамные и связевые системы отличаются способом восприятия внешних нагрузок, в конструктивном — решением основных узлов.

3. Типы лестничных клеток

Лестничные марши и площадки для многоэтажных зданий

Лестница состоит из маршей и площадок и называется по количеству маршей в пределах этажа Наиболее распространены в зданиях с высотой этажа до 3 м двухмаршевые лестницы. Трехмаршевые лестницы с расположенным между маршами пассажирским лифтом обычно применяются при высоте этажа более 3 м.

Наклонный марш разделен на ступени. Уклон марша и его ширина устанавливаются в зависимости от условий эксплуатации лестниц:

Минимальная ширина рекомендуемый марша, уклон в пяти-девятиэтажных зданиях, 1,05 1:2

эвакуационных в десятиэтажных и более зданиях 0,9 1:1,75

наружной подвальной....... 0,7 1:1,5

Таким образом, минимальная ширина марша, рассчитанного на встречное движение, 1,05 м. Максимальная ширина марша, обеспечивающего безопасный спуск толпы, 2,4 м. При большой ширине марша нет возможности удержаться за перила. Суммарная ширина лестничных маршей также определяется в зависимости от количества подлежащих эвакуации людей из всех примыкающих помещений из расчета 0,5 м на 100 человек.

Количество ступеней в марше не менее 3 (чтобы не оступиться при быстром спуске) и не более 18 (чтобы не утомляться при подъеме). Обычно в зданиях с высотой этажа до 3 м в марше 8—10 ступеней.

Лестничные площадки размещаются в уровне этажей и между ними. Ширина лестничных площадок этажных от 1,2 м, междуэтажных — не менее ширины марша, перед входом в лифт с распашными дверьми — от 1,6 м, в больницах для прохода с носилками — от 2,1 м.

Ступень состоит из горизонтальной проступи и вертикального подступенка. Для удобства пользования лестницей ширина проступи и удвоенная высота подступенка должны равняться примерно 0,6 м (средний шаг человека). Ступени, расположенные в плоскости площадки, называются фризовыми.

Наиболее употребительные размеры ступеней (проступь, подступенок) 300X150 мм.

одномаршевая прямая лестница

двухмаршевая прямая лестница с промежуточной площадкой

двухмаршевая "Г" - образная лестница с угловой промежуточной площадкой

двухмаршевая "П" - образная лестница с промежуточной площадкой

трехмаршевая лестница с двумя угловыми промежуточными площадками

одномаршевая криволинейная лестница, расположенная у стены

одномаршевая криволинейная лестница, расположенная в прямоугольном объеме

винтовые лестницы

одномаршевая лестница с нижними забежными ступенями и поворотом на 90 град.

одномаршевая лестница с верхними и нижними забежными ступенями и поворотом на 90 град.

Конструктивные решения лестниц. Удобство изготовления и монтажа лестниц во многом зависит от принятого принципа разрезки на сборные элементы. Следует стремиться к максимально возможному укрупнению элементов, равновесности их между собой и остальными элементами сборного здания, единству системы опирания элементов лестниц и элементов перекрытий.

Рис. 1. Варианты разрезки сборных лестниц

а – отдельные ступени; косоуры, балки и плиты; б – марши и площадки; в – марши с полуплощадками; г – объемный блок лестничной клетки: 1 — ступени; 2 — косоуры; 3 — балки; 4 — плиты; 5 — марши; 6 — площадки; 7 — марш с полуплощадкой; 8 – дополнительная полуплощадка; 9 — ригель

В зависимости от общей конструктивной системы зданий сложилось несколько вариантов разрезки лестниц. Наиболее распространены в настоящее время два основных принципиальных решения. В бескаркасных крупнопанельных зданиях лестницы собирают из отдельных маршей и площадок. Для сборки лестницы на один этаж требуются два марша и три площадки – пять элементов. В этом варианте площадки опирают на поперечные стены, марши – на площадки.

В каркасно-панельных зданиях лестницы собирают из одинаковых элементов — марша с двумя полуплощадками Для одного этажа используют два элемента. Элемент опирают гранями полуплощадок на продольные ригели. Экспериментальную проверку проходит изготовление готовых блоков, включающих все элементы лестницы на этаж. На заводе блок может быть собран из отдельных элементов или отлит целиком в объемной форме.

4. Типы лестнично-лифтовых блоков

Обычно ЛЛУ располагают в центральной части высотных зданий. Как правило, он размещается в пределах центрального ствола строений с каркасноствольной, коробчатоствольной или аналогичными несущими системами. Предел огнестойкости конструкций лестничнолифтового узла принимают по национальным нормам проектирования, и в большинстве случаев он составляет 2 ч. Исходя из этого показателя, назначают толщину стен и перекрытий и выполняют их проектирование.

В трех-пятиэтажном здании — лестница в лестничной клетке из несгораемых конструкций с пределом огнестойкости в 1 ч; мусоропровод для всех зданий в пять и выше этажей;

В шести-девятиэтажных зданиях к лестничной клетке примыкает шахта пассажирского лифта грузоподъемностью от 320 кг (иногда она располагается в самой лестничной клетке между маршами).;

В десяти-шестнадцатиэтажиых зданиях — лифтовой холл, шахты грузопассажирского и пассажирского лифтов грузоподъемностью соответственно от 500 и от 320 кг, эвакуационная незадымляемая лестница, оборудованная автоматически включающейся вытяжной вентиляцией, сообщающаяся с лифтовыми холлами через воздушный шлюз и имеющая непосредственный выход на улицу;

В зданиях высотой более 16 этажей — те же устройства, причем количество лифтов и режим их работы (лифты-экспрессы, останавливающиеся только на определенных этажах) выясняются расчетом их движения исходя из среднего времени ожидания и пользования лифтом в пределах 2 мин.

Вход в подвал или техническое подполье (высота помещений соответственно от 1,9 м и 1,6—1,9м) в зданиях выше трех этажей изолирован от лестничной клетки и устраивается непосредственно с улицы через приямок или с общего крыльца, но через отдельную дверь. Вход на чердак с выходом на крышу размещается в одной из лестничных клеток, а в протяженных зданиях — в лестничных клетках со сквозным проходом.

Сквозные проходы на первом этаже располагаются с интервалом до 90 м, сквозные проезды для пожарной машины — с интервалом до 180 м при периметральной застройке и до 300 м — при застройке с разрывами.

Эвакуацию населения при пожаре из домов высотой более девяти этажей обеспечивают незадымляемые лестницы. Каждая квартира должна иметь выход на одну лестницу, которая не может быть задымлена в условиях пожара. Кроме наружных пожарных лестниц, в том числе и стальных стремянок, размещаемых между балконами или лоджиями, к ним могут быть отнесены внутренние лестницы с поэтажным воздушным шлюзом, образуемым проходом через лоджию или балкон. Вход с этажа на эвакуационную лестницу — через этот же шлюз. Выход из эвакуационных лестниц должен быть непосредственно наружу, минуя входной вестибюль. Жилая площадь этажа, обслуживаемого незадымляемой лестницей, не должна превышать 300 м2. Все входы с этажей на незадымляемые лестницы— через трудносгораемые двери с пределом огнестойкости 0,6 ч. Направление открывания дверей: поэтажных — в сторону лестницы, с улицы— в сторону лестницы (вследствие возможного образования наледи или наноса снега).

Лестничнолифтовые узлы (ЛЛУ) высотных зданий играют особую роль в обеспечении сообщения между этажами и эвакуации людей в случае возникновения чрезвычайных ситуаций. В зависимости от компоновочного и объемнопланировочного решения ЛЛУ могут совмещать функции путей сообщения и эвакуации или выполняться раздельно. В обоих случаях к их техническому оснащению предъявляют определенные требования, связанные с обеспечением параметров безопасности.

Рис. 1. Планировки лестнично-лифтовых узлов.

а - план типового этажа; б - план первого этажа; 1 - незадымляемая лестничная клетка 2-го типа; 2 - лифтовые шахты; 3 - лифтовый холл; 4 - коридор; 5 - принимаемая в расчет открытая дверь на этаже пожара; 6 - шахта дымоудаления; 7 - дверь закрытая при пожаре; 8 - наружная дверь для выхода из здания; 9 - наружная дверь закрытая при пожаре

В девятиэтажном панельном доме с поперечными несущими стенами лестница собрана из железобетонных маршей и площадок плитной конструкции. Площадки с фризовыми ступенями снабжены опорным ребром с пазом в пределах опирания нисходящего марша. Этажные площадки удлинены и образуют карманы, в которых размещены входы в квартиры и электротехническая панель с нишей для разводки силовой и слаботочной проводки. К этажным площадкам примыкают шахты двух пассажирских лифтов грузоподъемностью 500 и 350 кг. Шахты смонтированы из объединяющих их объмных железобетонных блоков высотой «на этаж». Междуэтажные площадки уширены. Сквозь них проходит мусоропровод, расположенный у наружной стены. Камера мусороудаления размещена рядом с входным тамбуром.

Цокольный марш укорочен на одну ступень, но формуется в оснастке рядового марша. Подвальный марш — рядовой, но опирающийся так, что его верхняя и нижняя ступени становятся фризовыми. Измененная система опирания уменьшает подъем подвального марша на 300 мм.

Страницы: 1, 2, 3

МЕНЮ

Архитектурные конструкции многоэтажных зданий