Особенность каркасов гражданских и промышленных зданий по характеру статической работы и материалам.

Различают следующие системы каркасов: 1. Рамные (состоит из колонн, жестко соединенных с ними ригелей перекрытий, распологаемых во взаимно перпендикулярных направлениях и образующих жесткую конструктивную систему); 2. Рамно-связевая (совместная работа эл-ов каркаса достигается за счет перераспределения доли участия в ней рам и вертикальных стенок-связей-диафрагм. Диафрагмы располагаются по всей высоте здания, жестко закрепляют в фундаменте и с примыкающими колоннами. Их размещают в направлении, перпендик-ном направлению рам, и в их плоскости. Расстояние м/у стенками-связями обычно применяют при проектировании общественных зд. высотой до 12 этажей с унифицированными конструктивно-планировочными сетками 6х6 и 6х3 м); 3. Связевые (применяют в общественных зданиях большой этажности с пространственными связевыми эл-ми в виде жестко соединенных м/у собой под углом стенок или пространственных эл-ов, проходящих по всей высоте здания и образующих ядро жесткости. Эти эл-ты закрепляют в фунд-тах и соединяют с перекрытиями, образующими поэтажные горизон-ые связи-диафрагмы (диски), кот. и воспринимают передаваемые на стены горизон-ые (ветровые) нагрузки. Пространственные связевые эл-ты размещают обычно в центральной части высотных зд.).

Каркасы одноэтажных промыш-ых зданий монтируют преиму­щественно из сборного ж.б. и стали, значительно реже — из монолитного ж.б., кирпича, алюминия, древесины и пластмасс. При выборе мат-ла д/ эл-ов каркаса необходимо учиты­вать следующие условия: размеры пролетов и шага колонн, высоту зда­ния, величину и характер действующих на каркас нагрузок, параметры воздушной среды производства, наличие тех или иных агрессивных фак­торов, требования огнестойкости, долговечности и ТЭП. Положит. и отрица­т. стороны констр-ий из различных мат-ов. Ж.б. констр. «+»: высокая долговеч­ность, несгораемость, незначительная деформация, экономия стали и небольшие затраты на уход в процессе эксплу­атации. «-»: большая масса, значительная трудоемкость стыковых соединений при сборном ж.б., зависимость возведения каркаса из монолитного ж.­б. от сезона, сложность работ по усилению констр-ий, высокая стоимость перестройки и разборки. Путем предварительного напряжения высокопрочных бетонов и ар­матуры удалось увеличить несущ. способность, по­низить собственную массу и расширить область применения ж.б. констр-ий.

Стальные констр. «+»: обладают малой массой при большой несущей способности, высокой индустриальностью и малой тру­доемкостью монтажа. Сталь отличается большим постоянством св-в, почти одинаковыми значениями расчетных сопротивлений на растяжение и сжатие, однородностью и надежностью. Поэтому несущая способность стальных констр-ий наиболее определенна. «-»: подверженность коррозии и снижение несущей способности под воздействием высокой температуры.

Алюминиевые констр. «+»: имеют малую массу и высокую несу­щую способность, стойки против коррозии; при работе в условиях агрес­сивной среды их не требуется покрывать защитной покраской; по срав­нению со стальными они менее хрупки при низких температурах, облада­ют хорошими эстетическими качествами и не образуют искр при ударе по ним твердыми предметами. «-»: пониженная жаропрочность, высокий коэффициент линей­ного расширения и трудоемкость осуществления соединений.

Деревянные констр. «-»: малопригодны для зданий с крановым оборудованием (за исключением

несущих констр-ий покрытия), т.к. они возгораемы, имеют ограниченную долговечность и значительную деформативность под действием нагрузок и в результате усушки или раз­бухания древесины. «+»: малая собственная масса древ-ны, стой­кость ее против воздействия многих кислот и газов, ничтожный коэффи­циент температурного расширения позволяют считать дерев. констр. д/некот. зд. весьма эффективными.

По сравнению с ж.б. и стальными дерев. конст­р-ии менее трудоемки в изготовлении (на 30-40%).

Каменные констр. для несущих элементов применяют ред­ко, главным образом в мелкопролетных зданиях без мостовых кранов, когда нагрузка на опоры незначительна. «+»: долговечность, огнестойкость и распространен­ность исходных мат-ов. «-»: многодельность и неиндустриальность в строительстве, тяжелые условия возведения в зимнее время.

Пластмассовые несущие констр. пока мало распростране­ны, их применяют в ограждениях зданий. Однако ин­тенсивное развитие химической промышленности открывает перед пласт­массами широкие перспективы. «+»: легкость, высокая индустриальность и коррозионная стойкость. «-»: невысокая огнестойкость, повышен­ная деформативность и значительная стоимость.

В промышленных зданиях массового строительства несущие конст­р-ии, как правило, выполняют из сборного ж.б.. Стоимость мат-ов и констр-ий, а также их перевозки состав­ляет около 60% от общей стоимости СМР  по возведению зданий. Поэтому одна из актуальных задач повышения тех­нического прогресса в строительстве — сокращение расхода мат-ов и снижение массы констр-ий, что способствует облегчению зданий, а главное — снижает их стоимость. Уменьшить массу зданий можно путем большего применения дере­в. констр., а также за счет совершенствования констр-ий из традиционных мат-ов. Значительно облегчаются здания при замене ж.б. кон­стр-ий металлическими.

При применении в промышленном строит-ве ж.б. и стали возможны 3 варианта выполнения несущего каркаса: ж.б., стальной, смешанный (колонны ж.б., фермы или балки стальные или деревянные). При выборе мат-ов и констр-ий зд. учитывают также специфику местной промышленности стройиндустрии, геологические и климатические условия места строительства и архитектурно-художест­венные требования.

Каркас собирают из колонн, ригелей, ригелей-распорок и настилов распорок, обеспечивающих жесткость каркаса в направлении, перпендикулярном плоскости рам, диафрагм жесткости и многопустотных панелей перекрытий.

Ж.б. каркас одноэтажных зданий. В строит-ве преимущественно распростране­ны каркасы из сборного ж.б.. Сборный ж.б. каркас одноэтажных зд. образуют по­перечные рамы, раскрепленные связями. Рамы состоят из колонн, жест­ко соединенных с фунд-тами, и стропильных констр-ий, шарнирно опирающихся на колонны.

При шарнирном соединении ригелей и колонн обеспечивается вы­сокая степень универсальности констр-ий. Колонны при этом можно использовать при различных пролетах и типах несущих констр-ий покрытия (если усилие на колонну не превышает ее несущ. способно­сти), а несущие констр-ии покрытия — при различных типах и высо­тах колонн. Кроме того, шарнирное соединение колонн и ригелей кон­структивно проще жесткого, а расход мат-лов при рамных системах с жесткими и шарнирными узлами примерно одинаков.

Ж.б. каркас одноэтажного зд. помимо фунд-тов, колонн и ригелей включает фунд-тные, подкрановые и обвязочные балки, подстропильные констр-ии (если шаг колонн больше шага стропильных констр-ий) и связи.

Стальной каркас. Основными элементами стального каркаса многоэтажных зданий яв­ляются колонны и ригели, связанные м/у собой в двух направлениях в неизменяемую пространственную систему.

В зависимости от способа обеспечения пространственной жесткости и характера воспринятия горизон-ых нагрузок стальные каркасы зданий могут иметь связевую, рамную или комбинированную констр-ию. Характерной для многоэтажных зданий со стальным каркасом является рамная схема, при кот. пространственная жесткость кар­каса обеспечивается жесткостью колонн, ригелей и узлов их сопряже­ния. При рамной схеме каркаса в узлах возникают усилия одного поряд­ка.

Карнизы зданий

-Принципиальные особенности сопряжения ограждающих конструкций с каркасом.

Стеновые ограждения м/быть несущими, самонесущими и навесными.

Самонесущие стены в отличии от несущих воспринимают только собственный вес и ветер. Эти стены устанавливают на фундаментные балки или собственные ф-ты и располагают рядом с несущими колоннами, к которым крепятся гибкими связями, расположенными по высоте колонны.

Ненесущие стены выполняются из навесных панелей, к-ые могут монтироваться в виде горизонт или вертик элементов. В первом случае панели крепят к колонне, во втором – к ригелям, к-е прикрепляются к колоннам.

Навеска ж/б панелей осуществляется с помощью уголков или полосового металла.

Трехслойные панели с пенопластовым утеплителем, а также асбестоцементная панель с деревянным каркасом, внутри к-ой заложен утеплитель монтируют так: такие панели крепят к колоннам уголковыми крюками или анкерами, к-ми затем притягиваются натяжными болтами к колонне. Швы м/у асбестоцементными панелями заполняют пороизолом, герметиком.