Проектирование гражданских зданий - Елена Лихненко

Благодаря такой взаимосвязи конструкции и детали приобретают очень важное свойство взаимозаменяемости, что дает возможность, не меняя проекта, заменять в случае необходимости одни конструкции другими. Это имеет особое значение при строительстве по одним и тем же проектам в районах, имеющих разную строительную базу, основанную на использовании местных строительных материалов.

Все элементы и объемно-планировочные параметры зданий унифицируются на основе единой модульной системы (ЕМС), обеспечивающей кратность всех размеров определенной единице измерения, называемой модулем.

В качестве основного модуля (М) принята величина 100 мм. Все размеры зданий, имеющие значение для унификации, должны быть кратны М. Для повышения степени унификации, устанавливаются производные модули: укрупненные и дробные. Укрупненным модулем называется величина основного модуля, увеличенная в целое число раз: 2М, ЗМ, 6М, 12М, 15М, 30М и 60М. Укрупненный модуль применяется для назначения размеров зданий по горизонтали и вертикали, а также размеров крупных конструкций и изделий.

Для назначения относительно малых размеров конструктивных элементов и деталей применяется дробный модуль. Он составляет часть основного модуля: 1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М, и 1/100М.

На основании унификации параметров и элементов производится типизация зданий определенного назначения. Для них разрабатываются типовые проекты.

Стандарт в широком смысле слова «образец». Разрабатывается на все виды строительных материалов и конструкций, которые являются унифицированными на основе модуля и не допускает отклонений в габаритных и прочностных показателях. Это делает возможным поставку на различные объекты с различных заводов-изготовителей разнообразных деталей и конструкций.

§ 2 Типы размеров в строительстве

Для точного определения и взаимного расположения вертикальных и горизонтальных элементов несущего остова зданий (стен, столбов, перекрытий) и помещений на чертежах и в строительстве применяют систему модульных разбивочных осей. Линии продольных осей, идущих по ширине здания (обычно параллельными линиями снизу вверх чертежа плана), принято обозначать (маркировать) заглавными буквами русского алфавита; линии поперечных осей, (идущих перпендикулярно длине здания) арабскими цифрами. Марки осей обозначают в кружках диаметром 6-12 мм. Разбивочные (модульные) оси проходят там, где должны быть по проекту капитальные стены, столбы, другие опоры, имеющие фундаменты.

Привязку конструктивных элементов к разбивочным осям и размеры элементов назначают с использованием следующих терминов:

– номинальный (модульный) размер – проектное расстояние между разбивочными осями; для конструктивного элемента (например, балки, плиты перекрытия) – условный размер, включающий соответствующие части швов и нормативных зазоров, необходимых при стыковании этих элементов;

– конструктивный размер – величина элемента, изделия, отличающаяся от номинального размера, как правило, на величину нормативного зазора между изделиями;

– натурный размер – фактический размер изделия. Он отличается от конструктивного на величину допуска, установленного для данного изделия (например, для кирпича ± 3-5 мм в зависимости от его сорта); фактическое расстояние между разбивочными осями построенного здания.

Глава 6 Конструктивные системы зданий

Конструктивная система представляет собой совокупность взаимосвязанных конструктивных элементов многоэтажных зданий, обеспечивающих их прочность, устойчивость и необходимый уровень эксплуатационных качеств. В конструктивной системе совмещаются несущие конструкции, воспринимающие силовые воздействия и выполняющие функции защиты внутреннего пространства зданий от несиловых воздействий. Несущие конструкции состоят из вертикальных и горизонтальных элементов.

Вертикальные несущие конструкции воспринимают все вертикальные нагрузки и передают их основанию. Горизонтальные конструкции (покрытия и перекрытия) играют в зданиях роль горизонтальных диафрагм жесткости, воспринимающих поэтажно горизонтальные нагрузки и воздействия (ветровые, сейсмические).

Передача горизонтальных нагрузок на вертикальные несущие конструкции решается в проектировании двояко: с распределением их либо на все вертикальные конструкции, либо на отдельные специальные вертикальные конструкции жесткости (диафрагмы жесткости, связи или стволы жесткости). Возможно промежуточное решение с распределением в различных пропорциях горизонтальных нагрузок между элементами жесткости и конструкциями, работающими преимущественно на восприятие вертикальных нагрузок.

Наиболее широко применяются следующие конструктивные системы: каркасная, бескаркасная (стеновая), оболочковая и ствольная.

I – стеновая; II – каркасная; III – ствольная; IV – оболочковая; V – объемноблочная; 1 – несущая конструкция; 2 – ненесущая конструкция; 3 – несущий объемный блок.

Рисунок 6.1 – Основные конструктивные системы гражданских зданий

Выбор типа вертикальных несущих конструкций и характера распределения горизонтальных нагрузок и воздействий между ними является одним из основных вопросов при компоновке конструктивных систем. Он также оказывает влияние на планировочное решение, архитектурную композицию и экономичность проекта.

Помимо основных типообразующих признаков конструктивной системы, которыми являются вертикальные несущие элементы, существуют дополнительные классификационные признаки внутри каждой из конструктивных систем. Ими служат признаки размещения вертикальных несущих конструкций в здании и расстояния между ними. Так, например, в зависимости от расположения несущих стен в бескаркасном здании различают перекрестно-стеновой и продольно-стеновой варианты конструктивной системы (рисунок 6.2).

1. Схема с перекрестным расположением внутренних стен при малом шаге поперечных стен. Ей присущи малые размеры (до 20 м2) конструктивно-планировочных ячеек, что исключает свободу планировочных решений.

2. Схема с чередующимися размерами (большим и малым) шага поперечных несущих стен и отдельными продольными стенами жесткости. Эту схему принято называть схемой со смешанным шагом. Эта схема в некоторой мере позволяет исключать планировочные недостатки предыдущей схемы.

3. Схема с редко расположенными поперечными несущими стенами и отдельными продольными стенами жесткости (с большим шагом поперечных стен). Она позволяет сокращать номенклатуру сборных изделий. Обладает также преимуществом в построении планировочного пространства.

4. Схема с продольными наружными и внутренними несущими стенами и редко расположенными поперечными стенами – диафрагмами жесткости.

I – перекрестно-стеновая с малым шагом; II – поперечно-стеновая со смешанным шагом; III – поперечно-стеновая с большим шагом; IV – продольностеновая.

Рисунок 6.2 – Варианты бескаркасной конструктивной системы

Глава 7 Строительные системы зданий

Понятие – строительная система – является комплексной характеристикой конструктивного решения здания по признакам материала и технологии возведения его несущих конструкций. Различают четыре группы конструкционных материалов – камень (включая кирпич), бетон, металл и дерево и два основных технологических метода возведения – традиционный и индустриальный. Например, для кирпичных зданий традиционна технология ручной кладки несущих стен, а для деревянных – применение рубленых бревенчатых стен. Наиболее распространенным является использование одной строительной системы при возведении здания. Такие строительные системы называют основными. Схема их классификации дана на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 – Классификация основных строительных систем

Здания имеют следующие строительные системы:

Система с несущими стенами из кирпича и керамических блоков. Она основана на возведении стен в технике ручной кладки и применяется для зданий различной этажности в пределах до 16 этажей.

Крупноблочная строительная система. Применяется в строительстве зданий высотой до 16 этажей. Установка крупных блоков осуществляется по основному принципу возведения каменных стен – горизонтальными рядами на растворе с взаимной перевязкой блоков.

Панельная система. Применяется для строительства зданий высотой до 30 этажей в обычных условиях и до 12 этажей в сейсмических условиях. Панели несущих стен выполняются высотой в этаж и протяженностью на 1 – 2 конструктивно-планировочных шага при массе элементов до 8 – 10 тонн.

Каркасно-панельная система с несущим железобетонным каркасом и наружными стенами из легкобетонных панелей. Применяется для строительства зданий высотой до 30 этажей.