Конструктивные решения зданий индустриальных строительных систем кратко

Конструктивные решения зданий индустриальных строительных систем

 

Панельные конструкции жилых зданий для экспериментального строительства начали применять (в СССР) с 1945 г., а для массового - с   1958г. Эпизодическое использование панельных конструкций в строительстве общественных зданий относится к середине 60-х г.г., но только с начала 80-х началось их массовое внедрение.

Базой для унификации геометрических параметров конструктивных изделий служит модульная сетка с единым укрупненным модулем 6м (6000мм)

Принят предпочтительный ряд полетов:

- вдоль здания - 2,4м; 3,0 м; 3,6 м; и 6,0 м;
         - поперек 6,0м; 5,4м; 4,8м;.

Введена единая привязка координационных осей наружных стен 100мм от внутренних стен в стык наружных - 30мм, позволяющая унифицировать всемонтажные соединения панелей.

 

Конструкции зданий монолитной и сборно-монолитной строительных систем

 

Очевидна тесная взаимосвязь объемно-планировочных решений, избранной технологии возведения и конструкций зданий в монолитном домостроении.

Существует несколько вариантов решений строительных систем, однако их можно разделить на две группы: стены полностью монолитные, содержащие монолитный бетонный слой (либо пояс), и стены, не содержащие монолитных бетонных включений.

Монолитные наружные стены проектируют однослойными из легких бетонов (плотностью 1200-1450 кг/м3). Толщина стен в соответствии с теплотехническими требованиями принимается   от 300 до 500 мм.

Сборно - монолитные стены обычно включают монолитный слой   толщиной 120 мм из тяжелого    или конструктивного легкого бетона. Сборный элемент стены - скорлупа - несет утепляющие и   защитно-отделочные функции и располагается снаружи от монолитного слоя в качестве оставляемой опалубки.

Скорлупа может быть - как легкобетонная однослойная панель (плотность до 900 кг/м3) с наружным защитно-отделочным слоем, или панель изконструктивного легкого бетона плотностью до 1800 кг/м3 с утепляющими вкладышами, или железобетонная скорлупа толщиной 80мм с контурными ребрами и утеплителем из плитного или заливочного пенопласта. Конструкции скорлуп крепятся к монолитному слою на гибких стальных связях.

Сборные наружные стены выполняются преимущественно из легкобетонных навесных панелей. Наряду с ними возможно применение навесных панелей из не бетонных материалов в качестве межоконных вставок.

Перекрытия в домах унифицированной конструктивно-технологической системы проектируют монолитными, сборно-монолитными или сборными.

 

Здания из монолитного железобетона

Проектирование и возведение гражданских зданий из монолитного железобетона является одним из новых и экономичных направлений индустриального домостроения.

Архитектурно-планировочные возможности домов из монолитного железобетона весьма разнообразны. Использование зданий этой системы дает возможность архитектору решать задачи, которые не под силу решить из стандартных сборных изделий (блочных, панельных и др.).

Эти здания обладают большей прочностью и жесткостью по сравнению с панельными, поскольку в них отсутствуют стыки.

Дома из монолитного железобетона можно возводить в районах, не имеющих индустриальной базы.

Перенесение технологических процессов на строительную площадку имеет следующие недостатки: зависимость строительства от климатических условий; необходимость выполнения отделочных и санитарно-технических работ на площадке; невозможность получения высокого качества отделочных работ.

При возведении зданий из монолитного железобетона используют различные типы опалубки.

При объемно-переставной опалубке монолитными выполняют стены и перекрытия, а опалубку после твердения бетона передвигают в направлении продольных или поперечных стен (рис. 150).

Иной вид опалубки с движением вверх - скользящая щитовая. В этом случае наиболее эффективен технологический процесс, при котором первоначально выполняют вертикальные элементы здания - наружные и внутренние стены. При строительстве в стенах оставляют отверстия участков для плит перекрытий. При этом перекрытия, плиты балконов и лоджий могут выполняться: монолитными, тогда устанавливают щитовую опалубку с заведением арматуры в опорные пазы; сборными, тогда плиты выполняют специальной формы и заводят в опорные отверстия.

В домах из монолитного железобетона применяют одно-, двух, и трехслойные наружные стеновые панели.

Перекрытия могут быть монолитными, сборными и комбинированными. Монолитные перекрытия наиболее рациональны, так как технология их изготовления непрерывна.

Элементы зданий из монолитного железобетона находятся постоянно (с момента изготовления) в рабочем положении, т.е. не испытывают транспортных, монтажных и иных побочных нагрузок. Это снижает расход стали по сравнению с расходом стали в полносборных домах.

Трудоемкость строительства зданий из монолитного железобетона выше на 40-50% трудоемкости строительства крупнопанельных зданий.

Монолитные перекрытия выполняют толщиной 160мм в виде   неразрезных многопролетных плит сплошного сечения с опиранием на несущие стены по контуру, или по трем сторонам.

 

 

Сборно-монолитные перекрытия состоят по высоте из дух элементов: нижней железобетонной плиты толщиной 4 - 6см, выполняющей функции несъемной опалубки и верхнего монолитного слоя толщиной 10-12см.

Для сборных перекрытий используют типовые панели сплошного сечения или многопустотные плиты со специальной модификацией торцов. Она заключается в увеличении скосов торцов, увеличении раскрытия пустот настила и устройства арматурных выпусков для петлевых или сварных связей между элемента.

 

Большепролетные покрытия

 

Архитектурные и конструктивные решения большепролетных
конструкций         отличаются         значительным        разнообразием. Они подразделяются   на   плоскостные и пространственные.

К плоскостным конструкциям относят такие, у которых каждый несущий элемент, перекрывающий пролет, работает только в своей вертикальной плоскости.

Пространственные большепролетные конструкции передают на опорные элементы нагрузки, направление и величина которых определяются статистической схемой работы данного покрытия, его габаритами, собственной массой, временными нагрузками.

 

Плоскостные покрытия

Балки и фермы - будут рассмотрены в курсе « Архитектурные конструкции промышленных зданий»

Рамы и арки - то же.

 

Пространственные конструкции

Структуры представляют собой перекрестную систему балок или ферм с параллельными поясами. Структуры выполняют решетчатыми из труб или уголков. Они пересекаются в горизонтальных, наклонных плоскостях и могут быть металлическими, железобетонными и деревянными.

Благодаря особой архитектурной выразительности интерьеров,
экономическому        использованию        высоты        помещения,        редкому расположению опор эти конструкции находят широкое применение в покрытиях гражданских зданий (рис. 151, 152, 153, 154,164, 165, 166, 167).

 

Висячие конструкции

Висячие конструкции – это наиболее эффективные конструкции большепролетных конструкций большепролетных покрытий. Висячими называют все виды покрытий, у которых основная несущая конструкция, перекрывающая пролет, работает на растяжение. Важным преимуществом этих конструкций является возможность перекрывания пролета без промежуточных опор.

         Висячие конструкции находят все более широкое применение в большепролетных сооружениях общественного назначения: крытых стадионах,    плавательных    бассейнах,    выставочных    павильонах,    крытых рынках,   вокзалах,   концертных   залах,   сельскохозяйственных  постройках, складах большой емкости и др.

 

Вантовые покрытия

Вантовыми покрытиями называются покрытия - пролетная часть которых образована сетью несущих гибких нитей (вантов) с последующей укладкой на нее ограждающих элементов без обеспечения совместной работы их между собой и с опорным контуром.

Обладая относительно   небольшой   стрелой   подъема   или   провисания (1/20-1/25       пролета),       эти       покрытия       обеспечивают      наименьшую строительную   высоту  здания,   уменьшают  внутренний   объем   и   снижают расходы на систему отопления  и эксплуатацию здания.

Висячая   вантовая конструкция  может быть возведена над зданиями любого очертания в плане, при   этом на одном и том же плане возможноустройство    покрытий,    имеющих    разную    форму    поверхности. Обладая большими   возможностями      формообразования,      вантовые      покрытияпредопределяют архитектурную выразительность здания.

 

Мембраны

Мембрана - тонкая гибкая сплошная пластина, которая обладает весьма высокой прочностью на растяжение, но ничтожно малой, практически приближающейся к нулю изгибной жесткостью. Поэтому главное напряженное состояние мембраны - растяжение.

Ее толщину обычно назначают не из расчета на прочность, а по конструктивным соображениям. Мембраной могут быть перекрыты пролеты  100-120м при толщине алюминиевых листов не более 1,5 мм.

Мембраны образуются из стальных или алюминиевых сплошных листов или лент, искусственных пленок или специальных тканей, выполняющих функции основного несущего конструктивного элемента, и ограждающей (кровельной ) конструкции (рис.   158, 159,160).

Пространственные тонколистовые алюминиевые конструкции (в виде мембран,     предварительно     напряженных    оболочек,     складок,  шатровых поверхностей, систем, образованных переплетением алюминиевых лент и пр.) имеют ничтожно малую массу, достаточно просты в изготовлении и монтаже, поэтому находят все большее применение в покрытиях большепролетных сооружений.

 

Купола

Купол - пространственная конструкция выпуклого покрытия здания или сооружения круглой, эллиптической или многоугольной формы в плане.

Купола являются наиболее экономичной формой покрытия гражданских и промышленных зданий.

В отличие от сводчатых покрытий, купольные имеют не линейную, а центрическую композицию объемно - пространственной структуры. Работают купола в основном на сжатие с передачей на опоры не только вертикальной нагрузки, но и распора.

С появлением железобетона возобновилось широкое применение купольных конструкций.

В последнее время значительное распространение получили металлические конструкции купольных покрытий.

По конструкции купола могут быть: гладкими (оболочки), ребристыми, парусными и волнообразными - выполняются из железобетона; ребристыми и сетчатыми - из металла.

 

Своды

Своды-оболочки   двоякой   кривизны   -   их   применяют   для   покрытия прямоугольных в плане помещений. Они опираются по четырем сторонам на    диафрагмы    (фермы,    арки,     стены).    К    ним    по    конструктивным особенностям относят также сферические парусные оболочки.

Бочарные своды - имеют продольную ось, изогнутую по кривой с выпуклостью кверху, чаще всего очерченной по окружности.

 

 

 

 

 

 

Рис. 150.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 151.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 152.

 

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТЕРЖНЕВАЯ СИСТЕМА ТИПА СТРУКТУРЫ ИЗ СТАЛЬНЫХ ТРУБЧАТЫХ ПИРАМИДАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРИМЕРЕ ПЕРЕКРЫТИЯ 60х60м

 

ФРАГМЕНТ ПЕРЕКРЫТИЯ (вид снизу)

 

Рис. 153.

ПОКРЫТИЕ В ВИДЕ РЕГУЛЯРНОЙ СТРУКТУРНОЙ ПЛИТЫ ИЗ АРМОЦЕМЕНТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (ПО СЕРИИ 1.260 – 1)

 

  ПЛАН ПО РЕБРИСТЫМ ПЛИТАМ

И ПИРАМИДАЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТАМ

                  МОНТАЖНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УЗЛЫ

СТЫК ПИРАМИДАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРОЛЁТЕ

                          ОПОРНЫЙ ПИРАМИДАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Рис. 154.

 

 

 

 

Рис. 155.

 

 

 

 

 

Рис. 156.

 

ПОКРЫТИЕ АРОЧНО – ВАНТОВЫМИ ФЕРМАМИ ПРОЛЕТА С СЕТКОЙ

V-ОБРАЗНЫХ КОЛОНН 12х72м.

 

 

 

ПОПЕРЕЧНЫЙ РАЗРЕЗ

 

 

 

 

 

 

АКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ БЛОКА ПО ОСИ ЗДАНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 157.

 

 

 

 

 

 

Рис. 158.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 159.

 

         ПОКРЫТИЕ СТАЛЬНОЙ ПРОВИСАЮЩЕЙ МЕМБРАНЫ В ВИДЕ ШАРОВОГО СЕГМЕНТА РАДИУСОМ 404м С ОСНОВАНИЕМ РАДИУСОМ 80м

 

 

 

 

 

Рис. 160.

 

СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ МНОГОВОЛНОВЫЕ ОБОЛОЧКИ 18х24 И 18х30м ИЗ ПЛИТ 3х6м И СТАЛЬНЫХ КОНТУРНЫХ ФЕРМ

(СЕРИЯ 1.466 - 1)

 

1-1

РАЗРЕЗ В НАПРАВЛЕНИИ

24 – МЕТРОВОГО ПРОЛЕТА

2-2

РАЗРЕЗ В НАПРАВЛЕНИИ

18 – МЕТРОВОГО ПРОЛЕТА

Рис. 161.

СВОДЧАТЫЕ ПОКРЫТИЯ ИЗ СБОРНЫХ АРМОЦЕМЕНТНЫХ ОБОЛОЧЕК ПРОЛЕТОМ 40м

 

МОНТАЖНЫЕ СТЫКИ ОБОЛОЧЕК

1-1

2-2

 

Рис. 162.

 

 

 

 

 

Рис. 163.

 

 

 

КРЕСТОВЫЕ СВАИ

 

ПОЛОГАЯ ОБОЛОЧКА

КРЕСТОВЫЙ СВОД

 

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КУПОЛА

 

Гладкий

Ребристо - кольцевой

Кристаллический

 

 

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КАРКАСЫ КУПОЛОВ

 

 

Звездчатый

Сетчатый типа «Цейсс»

 

 

 

 

Рис. 164.

ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ СВОДЫ

СВОД ГЛАВНОГО ПАВИЛЬОНА ВЫСТАВОЧНОГО ЦЕНТРА В ТУРИНЕ

1-1

ВОЛНИСТЫЕ СВОДЫ

ПОПЕРЕЧНЫЙ РАЗРЕЗ

 

СВОД ПОКРЫТИЯ ДВОРЦА МЕЖДУНАРОДНЫХ ВЫСТАВОК В НИЦЦЕ (ФРАНЦИЯ)

ДЕТАЛЬ СВОДА

 

 

 

 

Рис. 165.

ГИПЕРБОЛИЧЕСКИЕ ПАРАБОЛОИДЫ (ГИПАРЫ)

 

 

Одиночный

Комбинация одиночных гипаров

 

Комбинация одиночных гипаров

Седловидное покрытие

 

 

ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ НА ПРЯМОУГОЛЬНОМ ПЛАНЕ

 

 

Покрытие с ж/б стяжками

(гараж в Красноярске)

 

Покрытие без оттяжек с шпренгельными сегментами

 

 

 

Рис. 166.

ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ НА КРУГЛОМ ПЛАНЕ

 

 

 

ЧАШЕОБРАЗНОЕ ПОКРЫТИЕ

(Бауманский рынок в Москве)

 

ПОКРЫТИЕ ТИПА «ВЕЛОСИПЕДНОЕ КОЛЕСО»

(дворец спорта «Юбилейный»

 в Ленинграде)

 

ЛИСТОВОЕ ПОКРЫТИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО СПОРТИВНОГО ЗАЛА В ПВРКЕ ПОБЕДЫ В ЛЕНИНГРАДЕ

 

 

ДВУХСКАТНЫЕ ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ

 

 

 

 

ПОКРЫТИЕ ОЛИМПИЙСКОГО ВЕЛОТРЕКА В МОСКВЕ

 

СХЕМА КОНСТРУКЦИИ СПОРТИВНОГО ЗАЛА В ТОКИО

 

Рис. 167.