Комбинированная структура зданий и её конструктивные решения

Определение структуры - комбинированная - говорит само за себя: в одном объеме здания совмещены и ячейковая, и зальная структуры. Чаще всего это здания клубов, вокзалов, высших и средних учебных заведений, административные здания. Это наиболее сложный вариант курсовой работы, когда студент должен разработать два разных конструктивных решения и совместить их. Возможны два варианта стыковки ячейковой и зальной структур в одном объеме. Первый вариант - здание решено, как единый объем и колонны одного отсека используются как опоры конструкций другой части здания. Т.е. одна часть здания блокируется к другой по одной оси. В таком случае в качестве опорных элементов используются закладные элементы колонн, выполненные как опорные столики. Такое решение правомерно при малогабаритных объемах одного из отсеков здания. Здесь же возможен и другой подвариант - колонны помещений зального типа являются продолжением колонн нижних этажей каркаса. Тогда всю конструкцию можно представить как нерегулярную систему каркаса, совмещающую в себе и ячейковую, и зальную структуры. Компоновка элементов такого каркаса приведена на рис.6. Для перекрытия зального помещения используются уже знакомые железобетонные балки пролетом 12-18 м или железобетонные фермы пролетом 18-24 м.Для зданий такого типа рекомендуется использовать колонны сечением 40х40 см. (приложении I-3.

Рис 6. Монтажная схема нерегулярного каркаса при конструировании здания комбинированной структуры: КР - колонна рядовая; КВФ - колонна верхняя фасадная; КВР - колонна верхняя рядовая; КК - колона под консольный ригель; Р - ригель; РК - ригель консольный; КВ - колонна верхняя.

Второй вариант - и зальная и ячейковая части здания представляют собой существенные объемы со своей технологией, потоками и нагрузками. В таком случае каждый из объемов рассматривается как самостоятельный отсек здания, а их соединение решается температурным или осадочным швом. На рис. 7 приведены схема плана и разреза спортивно - тренировочного комплекса для тренировок и соревнований по волейболу и баскетболу. В осях 1-4 здание решено как связевая система каркаса и колонны имеют центральную привязку к разбивочным осям, как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Рис.7. Схема плана и разреза здания комбинированной структуры. В осях 1-4 отсек здания ячейковой структуры (связевой каркас), в осях 5-6 отсек здания зальной структуры (большепролетные конструкции - железобетонная ферма пролетом 24 м). Отсеки соединены температурным швом.

Рис.8. Сечение по внутренней стене здания. Конструктивное решение температурного шва в плоскости кровли. Узел А (1- компенсационный шов, 2 - термовкладыш)

Колонны зального отсека в осях 5 - 6 имеют нулевую привязку к этим осям в силу того, что ферма покрытия опирается на всю плоскость колонны. рис.8, а по буквенным осям колонны этого отсека имеют центральную привязку, что совпадает с привязкой колонн первого отсека здания. Стеновое ограждение каркаса для первого отсека возможно как в панельном, так и в кирпичном варианте. Для зальной конструкции рациональней стеновое ограждение принять в кирпичном варианте с опиранием стены на собственный ленточный фундамент. Фундаментом под колонны каркаса первого и второго отсеков являются сборные или монолитные столбчатые фундаменты стаканного типа.

Рис.9. Безригельный каркас; а- безбалочное перекрытие с многоколонными плитами одного направления; б- то же межколонных плит; в - безбалочное перекрытие системы "куб".

Безригельный каркас

Возможно еще одно решение многоэтажных каркасных зданий - безригельный каркас. Безригельный каркас резко снижает объем здания. Один из наиболее часто встречающихся вариантов такого каркаса решение конструктивной системы как единой монолитной конструкции, где колонны и перекрытия выполнены в монолитном железобетоне. При этом панель перекрытия несет в себе две функции: собственно плиты перекрытия и скрытого ригеля. Но это вопросы последующих курсов изучения дисциплины. Другой вариант безригельного каркаса - сборная или сборно - монолитная конструкция, где используются колонны с капителями и плиты перекрытия с межколонными плитами одного направления или перекрытия без межколонных плит. Рис. 9а, 9б. Наиболее широко используется безригельный каркас системы "куб", где колонна не имеет капители, а всю нагрузку воспринимают три типа панелей перекрытия. Рис.9в.