Бескаркасный стеновой несущий остов это
Обновлено: 04.05.2024
Строй-справка.ру
Фундаменты, капитальные стены, отдельные опоры и перекрытия являются основными несущими конструкциями и, будучи связанными между собой в здании, образуют его несущий остов.
В некоторых случаях для получения значительных по размерам помещений в здании или по экономическим, а также другим соображениям внутренние несущие стены заменяют отдельными опорами (столбами, стойками или колоннами), связанными между собой в горизонтальных направлениях балками (ригелями). Система этих отдельных опор и балок образует так называемый неполный (внутренний) каркас здания.
По тем же соображениям экономичности или по необходимости иметь высокие и большие по площади помещения, разделенные ненесущими перегородками для придания зданиям необходимой прочности и устойчивости, их возводят с полным каркасом.
При полном каркасе наружные стеновые ограждения делаются чаще всего более легкими и из более экономичных материалов по сравнению с наружными стенами в зданиях бескаркасных или с неполным каркасом.
Несущий остов здания с неполным каркасом образуется внутренним каркасом и связанными с ним наружными несущими стенами, фундаментами и перекрытиями, а несущий остов здания с полным каркасом — самим каркасом с фундаментами и перекрытиями.
Несущий остов здания должен воспринимать все нагрузки и воздействия, оказывающие на него влияние, и при любых невыгодных сочетаниях этих нагрузок и воздействий обеспечивать необходимую прочность и устойчивость здания в целом.
Устойчивость здания обеспечивается совместной работой элементов, из которых состоит его несущий остов.
Рис. 1. Схема неполного (внутреннего) каркаса многоэтажного общественного здания
Для обеспечения устойчивости здания при его проектировании предусматриваются различные конструктивные мероприятия, например:
1. Перекрытия надежно связываются с продольными и поперечными стенами и отдельными опорами.
2. Давление ветра, воспринимаемое непосредственно наружной стеной, передается перекрытиям. В промежутке между перекрытиями стена подвержена изгибу и работает на изгиб, поэтому расстояние между перекрытиями (высота этажа) зависит от прочности стены.
3. Перекрытия, воспринимая от наружных стен ветровую нагрузку, в свою очередь, работают как фермы с параллельными поясами, расположенными в горизонтальных плоскостях (диафрагмы), опорами которых служат поперечные и торцовые стены. Поэтому расстояния между поперечными стенами не должны превышать определенных пределов.
4. Можно повысить жесткость, а следовательно, и устойчивость стен путем прокладки в горизонтальных швах арматуры с заливкой швов раствором или устройством пилястр или контрфорсов. В этом случае стена получает тавровое сечение.
5. В промышленных зданиях в покрытиях, перекрытиях, в плоскостях площадок, обслуживающих различные агрегаты, можно предусматривать фермы (горизонтально расположенные), ветровые пояса, ветровые связи, железобетонные обвязки, опирающиеся на поперечные устойчивые конструкции. В гражданских зданиях такими опорами для продольных стен могут являться железобетонные обвязки, жесткие железобетонные карнизы большого выноса; можно предусмотреть длинный непрерывный балкон, опирающийся на поперечные стены, и др.
Наружные стены и другие конструктивные элементы жилых зданий с несущим остовом в виде каркасно-этажерочных систем
В зданиях с несущим остовом в виде каркасно-этажерочных систем наружные стены устраивают ненесущими, поэтажно опирающимися на элементы перекрытий и выполняющими ограждающие функции по защите внутреннего объема зданий от температурного перепада, шума и атмосферных воздействий. Для устройства таких стен применяют мелкие камни или блоки из легкого бетона (например, из ячеистого бетона или газосиликата) или других малотеплопроводных материалов, обеспечивающих требуемое термическое сопротивление наружным стенам.
Рис. 27.10.1. Вариант устройства и опирания на перекрытия однородных ненесущих стен из легкобетонных блоков в домах с каркасно-этажерочными системами:
а – глухая стена; б – стена с оконным проемом
Рис. 27.10.2. Вариант устройства ненесущей однородной стены из ячеисто-бетонных блоков, поэтажно опираемой на железобетонные плиты перекрытий (разрез 2 – 2; рис. 27.1.5)
Стены могут быть однородными, т. е. из одного материала, или неоднородными. Неоднородные стены устраивают слоистыми по толщине, т.е. в таких стенах для уменьшения их толщины и массы между внутренним и наружным слоями укладывают слой эффективного легкого утеплителя, толщина которого определяется расчетом на теплозащиту. Снаружи стены покрывают защитно-отделочным слоем, например, слоем штукатурки толщиной 20-30 мм , или лицевым кирпичом, или специальными облицовочными камнями или плитами, а внутри – отделочным штукатурным слоем толщиной 10-15мм. На рис. 27.10.1. – 27.10.11. показаны варианты конструктивных решений наружных стен и узлы их опирания на перекрытия и примыкания к другим элементам каркаса.
Рис. 27.10.4. Вариант устройства и опирания наружной ненесущей неоднородной стены из легкобетонных блоков и эффективного утеплителя с облицовкой фасадной плиткой (стена с оконным проемом):
а – разрез; б – план; 1 – арматура
Рис. 27.10.5. Вариант устройства и опирания наружной ненесущей стены из газосиликатных блоков с облицовкой кирпичом:
С1 – арматурные сетки
Рис. 27.10.6. Вариант устройства наружной ненесущей стены из ячеисто-бетонных блоков с облицовкой кирпичом и узел примыкания стены к колонне каркаса
Рис. 27.10.9. Вариант примыкания ненесущей стены из ячеисто-бетонных блоков к колонне каркаса
Рис. 27.10.10. Вариант углового примыкания ненесущих ячеисто-бетонных продольных и поперечных стен к колонне каркаса
Перегородки
Перегородки в жилых домах с несущим остовом в виде сборных каркасно-этажерочных систем могут устраиваться как крупнопанельными так и из штучных мелкоразмерных элементов, а при сборно-монолитном или монолитном вариантах каркаса – только из штучных мелкоразмерных элементов (в связи с технологией устройства этих каркасов, т.е. в связи с необходимостью установки на перекрытие предыдущего этажа опорного и опалубочно-потолочного оборудования для устройства перекрытия следующего по высоте этажа).
При этом межкомнатные и межквартирные перегородки могут устраиваться из тех же штучных мелкоразмерных элементов, что и в бескаркасных домах, но чаще всего их устраивают из газосиликатных или ячеисто-бетонных плит или каркасными гипсокартонными, а перегородки, отделяющие влажные помещения, в том числе и санитарно-технические узлы, выполняют из влагостойких материалов, например, из красного кирпича. На рис. 27.11.1. – 27.11.8. показаны варианты конструктивных решений перегородок из штучных мелкоразмерных элементов и узлы их опирания на перекрытия и примыкания к стенам и потолкам.
Рис. 27.11.1. Вариант узла примыкания и крепления (поперечный разрез) двухслойной комбинированной (из ячеисто-бетонного и кирпичного слоев) перегородки к верхнему перекрытию:
1 – конопатка; 2 – дюбель; 3 – проклейка тканью; 4 – удерживающая скоба; 5 - арматурные каркасы; 6 – деревянный антисептированный брус сечением 40 х 40мм по длине перегородки; 7 – штукатурка
Рис. 27.11.2. Вариант узла примыкания и крепления (план) двухслойной комбинированной перегородки (из ячеистобетонного и кирпичного слоев) к стене:
1 – конопатка; 2 – дюбель; 3 – проклейка тканью; 4 – удерживающая скоба; 5 – арматурные каркасы; 6 – деревянный антисептированный брус сечением 40 х 100мм по высоте перегородки; 7 – штукатурка
Рис 27.11.3. Вариант узла примыкания и крепления двойных перегородок к верхнему (потолочному) перекрытию:
1 – перекрытие; 2 – удерживающая скоба; 3 – дюбель; 4 – перегородка; 5 - арматурный каркас
Рис. 27.11.4.Вариант узла примыкания и крепления двойных перегородок к вертикальной стене (к рис 27.11.2.) :
1 – стена; 2 – перегородка; 3 - дюбель; 4,5,6 – арматурные каркасы на уровне удерживающей скобы; 7 – удерживающая скоба
Рис. 27.11.5. Вариант конструкции удерживающей скобы, длина которой устанавливается в зависимости от толщины перегородки (на рисунке длина скобы равна 265 мм, к рис. 27.11.1., 27.11.2 и 27.11.4.)
Рис. 27.11.6. Вариант узла опирания и примыкания к плите перекрытия двухслойной перегородки из ячеисто-бетонных блоков. Между плитой перекрытия и верхом перегородки податливая упругая прокладка толщиной 10 мм
Рис. 27.11.7. Варианты узлов примыкания и крепления раздельными удерживающими скобами двухслойных кирпичных и комбинированных перегородок к плитам перекрытий и их опирания на перекрытия:
1 – плиты перекрытий; 2 – проклейка тканью; 3 – удерживающие скобы; 4 - конопатка; 5 – арматурные каркасы; 6 – штукатурка; 7 – кирпич; 8 – плинтус; 9 - цементно-песчаный раствор. Зазор между плитой перекрытия (и собой) и перегородкой уплотняется конопаткой
Рис. 27.11.8. Варианты узлов примыкания и крепления раздельными удерживающими скобами двухслойных перегородок к стенам (в плане):
1 – удерживающие скобы; 2 – штукатурка; 3 – гвозди кадмированные; 4 – проклейка тканью; 5 – арматурные каркасы. Зазоры между стенами и перегородками употняются конопаткой
Лестницы и лифты
Стены лестнично-лифтовых узлов устраивают соответственно виду каркаса, т.е. сборными или монолитными, и они, кроме ограждающих функций, воспринимают нагрузки от элементов лестниц и перекрытий и одновременно являются вертикальными диафрагмами жесткости.
Лестницы выполняют сборными крупноэлементными или крупнопанельными Z-образного профиля, а при монолитном варианте каркаса возможно устройство монолитных лестниц. Несущие элементы лестниц опирают или на опорные выступы-столики в несущих элементах остова, или крепят сваркой закладных деталей в несущих элементах каркаса и лестниц (рис. 27.12.1. и 27.12.2.).
Лифтовые шахты выполняют, как правило, из сборных железобетонных элементов.
Рис. 27.12.1. Вариант опирания элементов крупнопанельных лестниц на опорные столики в элементах несущего остова здания
Рис. 27.12.2. Вариант узла опирания элемента лестницы на стальной опорный столик из уголка 125 х 125 х 8мм, приваренного к закладной детали в монолитной плите-балке (сборно-монолитный каркасно-этажерочный несущий остов):
1 –лестничная площадка; 2 – арматурные стержни закладной детали; 3 - многопустотная плита-настил перекрытия; 4 – цементно-песчаный раствор; 5 - конструкция пола; 6 – монолитная плита-балка сборно-монолитного перекрытия
Парапетные стенки
Парапетные стенки выполняют или из того же материала, что и наружные стены, или из кирпича, или слоистыми по толщине (рис. 27.13.1.-27.13.5.).
Рис. 27.13.2. Вариант устройства парапетной стенки из кирпича при сборно-монолитном несущем остове
Рис. 27.13.3. Вариант устройства парапетной стенки из кирпича при сборном и монолитном несущих остовах здания.
Рис. 27.13.4. Вариант примыкания кровли к стенке из легкобетонных (газосиликатных) блоков:
ТехЛиб СПБ УВТ
Основное назначение несущего остова — конструктивной основы здания — состоит в восприятии нагрузок, действующих на здание, работе на усилия от этих нагрузок с обеспечением конструкциям необходимых эксплуатационных качеств в течение всего срока их службы.
Конструктивная схема бескаркасного многоэтажного здания
Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость. Горизонтальные конструкции — перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, передавая их поэтажно на вертикальные несущие конструкции. Последние, в свою очередь, передают эти нагрузки и воздействия через фундаменты основанию. Выбор конструктивных систем — один из основных вопросов, решаемых при проектировании зданий.
Бескаркасная система (с несущими стенами) представляет собой жесткую, устойчивую коробку из взаимосвязанных наружных и внутренних стен и перекрытий. Наружные и внутренние стены воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий.
Этот тип зданий, в свою очередь, подразделяется на здания с продольными несущими стенами (плиты перекрытий лежат поперек здания), с поперечными несущими стенами (плиты перекрытий лежат вдоль здания) и перекрестные с продольными и поперечными несущими стенами (плиты перекрытий с размерами в плане, равными размерам ячейки между четырьмя стенами, опираются по контуру).
Конструктивные схемы бескаркасных зданий: а – с продольными и поперечными несущими стенами; б – с продольными несущими стенами
Дом доходный Строгановского училища (Москва, Мясницкая ул., 24/1)
Бескаркасная (стеновая) система – основа проектирования жилых домов различной этажности и назначения (квартирные дома, общежития, гостиницы, пансионаты и др.) и для разных инженерно-геологических условий. Выбор этой системы связан с относительной стабильностью объемно-планировочных решений жилых зданий и с ее технико-экономическими преимуществами. Благодаря этому расширяется применение бескаркасной системы и для массовых типов общественных зданий (школ, детских дошкольных учреждений, поликлиник и др.).
Как уже отмечалось, основной конструктивной характеристикой бескаркасной (стеновой) системы зданий является опирание горизонтальных элементов на сплошные стены – продольные или поперечные. Если элементы перекрытий опираются на поперечные несущие стены, продольные стены, как правило, принимаются самонесущими, выполняя лишь ограждающие функции.
Основным геометрическим признаком таких систем является шаг несущих стен. Выделяют стеновые системы:
- с большим шагом
несущих стен (2,4 ÷ 4,5 м); - с узким шагом несущих стен(6,0 ÷ 7,2 м);
- со смешанным шагом.
Наиболее применяемыми в бескаркасной (стеновой) конструктивной системе вариантами сочетания вертикальных и горизонтальных конструкций, исходя из основных геометрических признаков, являются:
Конструктивные схемы бескаркасных зданий: а – продольно-стеновая; б – поперечно-стеновая; в – перекрестно-стеновая
Продольно-стеновая конструктивная схема традиционна в проектировании зданий малой, средней и повышенной этажности. Редкое расположение поперечных стен-диафрагм жесткости (через 25 – 40 м) обеспечивает свободу планировочных решений в зданиях, поэтому эту схему применяют при проектировании жилых и общественных зданий различного назначения.
Поперечно-стеновая конструктивная схема менее гибкая в планировочном отношении, чем продольно-стеновая схема. Поэтому наиболее часто ее применяют при строительстве жилых зданий, реже – массовых типов общественных зданий (детских учреждений, школ и т.п.). Поперечно-стеновая схема (особенно с большим шагом поперечных несущих стен) допускает возможность частичной перепланировки внутреннего объема зданий в процессе эксплуатации, а также размещения небольших встроенных нежилых помещений в первых этажах жилых домов.
Перекрестно-стеновой системе
присущи малые размеры конструктивно-планировочных ячеек (около 20 м 2 ), что ограничивает область ее применения только жилыми зданиями. Частое расположение поперечных стен делает трудноосуществимой трансформацию планов зданий. Разнообразию планировочных решений в проектировании домов на основе этой схемы способствует использование нескольких размеров шагов поперечных стен (например, 3,0; 3,6 и 4,2 м) в различных сочетаниях. Благодаря высокой пространственной жесткости перекрестно-стеновая схема широко распространена в проектировании многоэтажных зданий, а также зданий, строящихся в сложных геологических условиях, а также в сейсмически опасных районах.
Бескаркасные здания из кирпича, мелких камней и блоков возводят обычно с продольными несущими наружными и внутренними стенами. Поперечные стены в таких зданиях устраивают преимущественно в лестничных клетках, в местах, где проходят дымовые и вентиляционные каналы, а также в промежутках между ними для придания большей устойчивости продольным стенам и зданиям в целом.
Намного реже в таких зданиях панели перекрытий размером на комнату опираются всеми четырьмя сторонами на поперечные и продольные стены.
Бескаркасная система зданий
из кирпича, мелких камней и блоков : а — с продольным расположением несущих стен; б— с поперечным расположением несущих стен; в — перекрестная; 1 — наружные и внутренние несущие стены; 2 — плиты междуэтажных перекрытий; 3 — наружные самонесущие стены; 4 — торцовая несущая стена; 5 — продольные и поперечные несущие стены; 6 — плиты перекрытия, опертые по контуру
Бескаркасные крупноблочные здания со стенами из бетонных и других блоков имеют конструктивные схемы с поперечными и продольными несущими стенами. Общественные многоэтажные здания чаще возводят с продольными несущими стенами. При этом в зависимости от ширины здания может не одна, а две внутренние продольные стены.
Бескаркасные крупноблочные здания со стенами из бетонных и других блоков возводят с продольными и поперечными несущими наружными и внутренними стенами.
В зданиях с поперечными несущими стенами продольные наружные стены самонесущие, а плиты (панели) перекрытия опираются на поперечные стены.
Здания, у которых несущими являются как поперечные, так и продольные стены, обычно имеют панели перекрытий размером на комнату, опирающиеся всеми четырьмя сторонами на поперечные и продольные стены.
Общественные многоэтажные здания чаще возводят с продольными несущими стенами. В зависимости от ширины здания может быть не одна, а две внутренние продольные стены. Поперечные стены в таких зданиях устраивают преимущественно в лестничных клетках, в местах, где должны проходить дымовые и вентиляционные каналы, а также в других местах, где по расчетам они нужны для обеспечения жесткости здания или отделения одной части здания от другой несгораемыми стенами. Такие стены выводят выше кровельного покрытия (крыши) здания и их называют брандмауэрными.
Внутренние стены монтируют из блоков однорядной разрезки толщиной 300 мм. Их ширина зависит от возможностей производства конструкций и конструктивной схемы стен.
Кроме перечисленных при строительстве крупноблочных зданий применяют стеновые угловые, карнизные, цокольные, парапетные, санитарно-технические блоки. Их изготовляют высотой на этаж.
Бескаркасные крупнопанельные здания бывают: с тремя продольными несущими стенами: с поперечными несущими стенами-перегородками, устанавливаемыми с малым или большим шагом (расстоянием) друг от друга.
В домах с поперечными несущими стенами-перегородками все основные элементы несущие: поперечные стены-перегородки, внутренняя продольная и наружные стены. Панели перекрытий имеют опоры по четырем сторонам. При этом наружные стеновые панели, которые мало отличаются от наружных панелей в домах с продольными несущими стенами, считают также несущими. Перегородочные панели и панели внутренней продольной стены в таких домах изготовляют из тяжелого (конструктивного) бетона. Панели наружных стен изготовляют из легких бетонов или трехслойными: из тяжелого бетона с тепло изолирующими вкладышами.
Бескаркасные крупнопанельные здания бывают с тремя продольными несущими стенами и с поперечными несущими стенами, устанавливаемыми с малым или большим шагом друг от друга. Для 9-этажных жилых зданий наиболее экономичными по расходу стали, цемента, бетона, а также по трудоемкости являются крупнопанельные дома с поперечными несущими стенами. Сопоставление конструктивных решений крупноблочных, каркасно-панельных или крупнопанельных жилых зданий в 16 и 17 этажей также показывает, что наиболее экономичны — крупнопанельные. При этом расход материалов на панельные и каркасные здания примерно одинаков, а трудоемкость монтажа первых почти в полтора раза меньше.
В крупнопанельном варианте бескаркасные многоэтажные здания в качестве основных несущих конструкций имеют вертикальные диафрагмы (панели внутренних несущих стен) и сборные железобетонные междуэтажные перекрытия. Панели наружных стен обычно навешивают на торцы несущих внутренних панелей. Бескаркасные решения применяли при строительстве многоэтажных жилых домов, гостиниц и других зданий с часто расположенными перегородками.
Санитарно-технические узлы монтируют, как правило, из готовых кабин, оборудованных приборами. Кровельные покрытия в жилых и общественных зданиях устраивают в виде чердачных крыш из железобетонных плит-панелей с вентилируемым чердаком.
Основные элементы крупнопанельного бескаркасного многоэтажного жилого здания: 1 – фундаментная подушка; 2 – внутренняя цокольная панель; 3 – фундаментный блок; 4 – плита входа; 5 – наружная несущая стеновая панель; 6 – оконное заполнение; 7 – междуэтажная лестничная площадка; 8 – этажная лестничная площадка; 9 – ствол мусоропровода; 10 – лестничный марш; 11 – санитарно-технический объёмный блок; 12 – объёмный блок вентиляционного канала; 13 – объёмный блок шахты лифта; 14 – плита междуэтажного перекрытия; 15 – внутренняя несущая стеновая панель; 16 – парапет; 17 – гидроизоляционный ковёр
Бескаркасная система является основной в массовом жилищном строительстве домов различной этажности. Размеры жилых ячеек, необходимость членений стенами и перегородками с обеспечением звукоизоляции квартир и другие особенности обусловливают техническую целесообразность и экономическую оправданность применения бескаркасных зданий при строительстве жилищ, а также тех гражданских зданий, в которых преобладает многоячейковая планировочная структура (санатории, больницы, общежития и т.п.).
В зданиях с продольным расположением несущих стен применение большепролетных перекрытий (с пролетом 9 и 12 м) приводит к опиранию перекрытий только на наружные стены и переходу от традиционных трех- и четырехстенных систем к двухстенной системе. Это позволяет обеспечить высокую свободу планировочных решений жилых домов и встроенных предприятий системы обслуживания, а также простоту модернизации и перепрофилирования зданий.
Какой толщины должны быть несущие стены дома
Что такое несущая стена и как ее определить
Несущая стена, являясь основным силовым элементом всего здания, принимает на себя нагрузку вышерасположенных элементов конструкции, балок, перекрытий, крыши. Ее разрушение может привести к необратимым последствиям для здания в целом, поэтому очень важно научиться определять, какие из стен являются несущими.
Проще всего это сделать, посмотрев конструктивный план здания, где несущие стены четко обозначены, нанесены они и на чертеже в техническом паспорте, который есть у каждого собственника, но тут требуется умение читать строительные чертежи. Если документы по каким-либо причинам недоступны, то определить несущие стены можно по расположению и стандартной толщине стен. Наружные стены всегда являются несущими, кроме того, несущими являются стены, разделяющие соседние квартиры и выходящие на лестничную клетку, если речь идет о много квартирном доме.
Помимо этого, такие стены внутри дома можно определить по местам опирания межэтажных перекрытий. Если в вашем доме перекрытия сделаны из железобетонных плит, то, как правило, они имеют стандартную длину 6 метров. Соответственно, если длина дома больше 6 метров, то одна из несущих стен должна находиться внутри здания на стыке межэтажных перекрытий.
Толщина несущих стен
Толщина стен может различаться в зависимости строительного материала, из которого возводилось здание и его конструктивных особенностей. Если, например, дом выложен кирпичной кладкой, то минимальная толщина такой несущей стены определяется количеством кирпичей в одном ряду. Если она превышает значение в тридцать восемь сантиметров, то стена является несущей.
Толщина стен из керамзитобетонных блоков составляет в основном четырнадцать сантиметров, размеры несущих стен превышают эти значения и составляют примерно 90 сантиметров.
Толщина стен из газосиликатных блоков зависит от их плотности. При плотности 400 кг/м3 из них можно строить наружные стены одноэтажных домов, хозяйственных построек, подсобных помещений. Плотность газосиликатных блоков 500 кг/м3 дает возможность использовать их при возведении несущих стен при строительстве домов, высотой до трех этажей. Плотность в 700 кг/м3 обеспечивает их использование при строительстве многоэтажных жилых и административных зданий.
Как правило, несущие газобетонные стены изготавливают из блоков, толщиной 30-40 сантиметров. Подробнее о размерах газобетонных блоков мы рассказывали в статье про сравнение газобетона и пенобетона.
Толщина стен из арболита также зависит от его плотности. Арболит представляет собой уникальный материал, в состав которого может входить до девяноста процентов древесной щепы, поэтому по своим качествам он близок к дереву. Блоки из арболита плотностью менее 500 кг/м3 и используют для теплоизоляции, плотность более 500 кг/м3 является конструкционной.
Для сравнения приведем стандартную толщину несущих стен их разных материалов:
Что такое несущий остов дома
При строительстве частных домов существует такое понятие, как несущий остов дома. Он представляет собой совокупность элементов, таких как колонны, балки, перекрытия, фундамент, обеспечивающих прочность, жесткость и устойчивость всей постройки. Остов служит для того, чтобы противостоять нагрузкам, таким как вес конструкции, людей, мебели, давлению ветра и снега и так далее.
Под жесткостью остова понимается его способность не менять форму под воздействием нагрузок. Устойчивость определяется сопротивлением опрокидыванию.
Несущий остов дома чаще всего бывает стеновым бескаркасным, который применяется при возведении частных домов и коттеджей. Он представляет собой связанные с фундаментом несущие стены, на которые уложены перекрытия и лестницы, придающие остову жесткость по вертикали. Можно представить его в виде жесткой коробки из связанных между собой стен и перекрытий.
Толщина несущих стен в нижней части больше, чем наверху, так как на основание нагружается больше. В стеновом бескаркасном остове толщина капитальных стен в зависимости от используемого материала может колебаться в пределах от 300 до 800 мм, толщина перегородок составляет около 120 мм.
При возведении частных домов, имеющих вытянутую прямоугольную форму, бескаркасный остов выполняется на продольных несущих стенах, то есть капитальные стены располагаются вдоль длинной стороны дома, а потолочные блоки укладываются поперек. Расстояние между продольными несущими стенами чаще всего определяется размерами плиты перекрытия, длина у которых бывает разная.
Бескаркасный остов может выполняться на поперечных несущих стенах, в этом случае наружные перекрытия укладываются вдоль протяженной стороны здания. Стены вдоль протяженного периметра здания необходимо изготовлять в виде перегородок. Недочетом такой компоновки является то, что ширина внутренних помещений остается раз и навсегда заданной величиной, ограниченной несущими стенами, но по сравнению с конструкцией, выполненной на продольных несущих стенах, она обладает большей жесткостью и устойчивостью.
Если частный дом возводится по архитектурному проекту, предполагающему необычность его внешнего облика, то бескаркасный остов выполняется на комбинации из продольных и поперечных несущих стен, на которые соответствующим образом укладываются перекрытия. Такая строительная схема применяется в том случае, если сложность архитектурной формы возводимого частного дома не позволяет использовать только такое расположение капитальных стен. Устойчивость в этом случае обеспечивается взаимосвязью всех конструктивных элементов, образующих единый каркас
Несущий остов здания
Несущий остов включает в себя стены (каменной кладки, монолитные или из сборных крупноразмерных элементов) и перекрытия. Каменную кладку выполняют из кирпича, легких бетонных блоков или естественных камней (известняк, песчаник, туф, ракушечник и др.), которые укладывают горизонтальными рядами на растворе с перевязкой (смещением) вертикальных швов.
Рис. 68. Архитектурно-конструктивные элементы стен Швы заполняют известковыми, цементными и смешанными растворами.
Архитектурно-конструктивные элементы стен из кирпича и мелких блоков показаны на рис. 68.
Стандартные размеры керамического одинарного кирпича 250х120х65 мм.
Длинные боковые поверхности кирпича называют ложками, короткие — тычками, отсюда соответственно и ряды кирпичей называют ложковыми и тычковыми. Стены кладут в 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 кирпича.
Кладка бывает сплошной (из однородного материала) и облегченной (из двух материалов). Распространены двухрядная (цепная) система кладки (один тычковый, один ложковый ряды) и шестирядная (ложковая).
Для сплошной кладки используют пористые и пустотелые кирпичи, пустотелые бетонные блоки. При облегченной кладке с наружной или внутренней стороны стены или в качестве заполнения внутри стены применяют эффективные теплоизоляционные материалы (утеплители).
Элементами каркаса зданий с несущими наружными кирпичными стенами могут служить отдельные опоры (кирпичные столбы, деревянные и железобетонные; стальные колонны). Минимальное сечение несущего кирпичного столба 510х380 мм, при незначительной нагрузке — 380х380 мм. При высоте более 5 м кладку кирпичных столбов армируют. При больших нагрузках применяют железобетонные колонны, которые вместе с горизонтальными балками (прогонами) образуют различные схемы каркасов зданий.
Перекрытия (плоские) являются одновременно несущими и ограждающими элементами зданий. Они воспринимают кроме собственного веса полезную (временную) нагрузку, т.е. массу людей, мебель и оборудование помещений, передавая ее на стены или отдельные опоры.
Перекрытия должны быть прочными, жесткими, огнестойкими, долговечными, звуко- и теплоизолирующими, водонепроницаемыми. В малоэтажных зданиях устраивают железобетонные перекрытия по деревянным или стальным балкам, а также армосиликатные и керамические.
Железобетонные перекрытия бывают сборные (в виде плит, крупнопанельные и балочные) и монолитные (бетонируемые в опалубке).
Настилы (толщина 160 и 220 мм соответственно при пролетах до 4 м и более) опирают на стены и прогоны, крупные панели перекрывают целые комнаты. Их выпускают сплошными, пустотными и шатровыми. Для пролетов до 3,6 м применяют сплошные однослойные панели толщиной 140 мм, для пролетов более 3,6 м — предварительно напряженные панели толщиной 140—160 мм.
Пустотные плиты имеют ряд преимуществ: отвечают характеру работы железобетона и имеют гладкую безреберную поверхность сверху и снизу, их толщина 220 мм. Шатровые панели в виде лотка с ребрами вниз или вверх выпускают толщиной 14—16 мм.
Балочные перекрытия состоят из балок таврового профиля и заполнения между ними в виде настила гипсовых или легких бетонных плит.
Деревянные перекрытия состоят из деревянных балок обычно прямоугольного сечения и деревянных конструкций межбалочного заполнения, пола, потолка. Высота балки должна составлять 1/10—1/20 перекрываемого пролета, ширина 6—12 см, перекрываемый пролет не более 4,8 м. Звуко- и теплоизоляцию обеспечивают настилом.
Деревянные здания
Рис. 69. Несущий остов деревянных малоэтажных зданий Несущий остов деревянных малоэтажных зданий может быть бревенчатым, брусчатым, каркасным, щитовым, панельным. В течение многих веков наиболее распространенным типом жилого дома на Руси был бревенчатый сруб, но он материалоемок и требует применения ручного труда, поэтому в настоящее время чаще строят дома других типов (рис. 69).
Приемы возведения брусчатых домов те же, что и бревенчатых рубленых. Конструктивная основа бревенчатых домов — стены (рис. 69, а) из горизонтально уложенных бревен диаметром 180—260 мм, связанных по углам врубками. Каждый ряд называют венцом. Врубки делают с остатком (в обло) и без остатка (в лапу). Проемы для окон и дверей обрамляют коробками из двух косяков, вершника и порога. С наружной и внутренней сторон оконные и дверные проемы имеют наличники.
Брусчатые стены (рис. 69, б) собирают из брусьев сечением 150х150 или 180х180 мм. Венцы соединяют на нагелях диаметром 30 мм. Свободная длина стен в бревенчатых и брусчатых домах не должна превышать 6,5 м в соответствии с длиной выпускаемой древесины. После осадки через 1,5 года стены вновь конопатят и обшивают досками. Перекрытия укладывают по деревянным балкам с черепными брусками. Опирание балок на стены делают врубкой.
Стены каркасных зданий (рис. 69, в) состоят из стоек прямоугольного сечения, нижней и верхней обвязок и горизонтальных дверных и оконных ригелей. Шаг стоек 600—1200 мм. В углах здания делают раскосы жесткости. Под каркасный дом обычно устраивают ленточный фундамент из-за небольшой жесткости основных конструкций. На верхнюю обвязку опираются балки перекрытия. На двухэтажном доме после скрепления на балках устанавливают каркас второго этажа. В качестве утеплителя наружных стен, который размещают между стойками каркаса, используют минераловатные маты, камышитовые, соломитовые, фибролитовые плиты, пористые древесноволокнистые плиты, торфоплиты или плиты из ячеистых синтетических материалов. С внутренней стороны каркаса укладывают пароизоляцию в виде слоя рулонного материала, затем устанавливают гипсокартонные листы или делают обшивку из досок. С наружной стороны каркаса устраивают ветрозащитный (противо-инфильтрационный) слой: картон, фанеру и др., затем обшивку из досок толщиной 16—22 мм.
Щитовые деревянные дома (рис. 69, г) — одноэтажные сборные из готовых стеновых каркасных и бескаркасных щитов различных типов (глухих и с оконными и дверными проемами для наружных и внутренних стен). В соответствии с шириной листовых и плитных теплоизоляционных и облицовочных материалов планировочный модуль 600 мм. Ширина стеновых щитов 1200 мм, высоту щита делают на этаж.
Стеновые щиты устанавливают на нижнюю обвязку, укрепленную на ленточном фундаменте. Балки перекрытия устанавливают по верхней обвязке. Стены и стойки привязывают к координационным осям по центру конструкции. По верхним граням балок устраивают пол: при расстоянии до 800 мм между балками — непосредственно по балкам, свыше 800 мм — пол настилают по лагам — дополнительным балкам под половые доски. Площадь сечения лаг 60х80 мм. Толщина половых досок 40 мм.
В чердачном перекрытии взамен звукоизоляционной засыпки укладывают теплоизоляционные материалы, а по балкам — ходовые доски. При пропуске через перекрытия дымохода или лестницы применяют поперечные балки. Все деревянные элементы перекрытий выполняют из хвойных пород (сосна, ель, лиственница).
Недостатки деревянных перекрытий — сгораемость, подверженность гниению, использование ручного труда.
Разработаны решения крупнопанельных деревянных зданий со стеновыми панелями и панелями перекрытий размером на комнату с полной заводской готовностью элементов, вплоть до отделки поверхностей.
Каменные многоэтажные здания
Рис. 70. Схема разрезки фасадов крупноблочных и крупнопанельных зданий Стены возводят из пустотелого кирпича, крупных бетонных блоков и пиленого естественного камня (туф, известняк, ракушечник). В зданиях с неполным каркасом до 9 этажей применяют каменные столбы, выше 9 — железобетонные колонны. Междуэтажные перекрытия выполняют из железобетонных многопустотных или ребристых плит. Толщина блоков 300, 400, 500 мм, длина зависит от схемы разрезки стен (рис. 70, а,б). Существует три схемы: двух-, трех- и четырехрядная — по числу рядов на высоту этажа. Блоки бывают простеночные, подоконные, перемычечные и поясные; карнизные, парапетные и цокольные; рядовые и угловые.
Существует два вида крупнопанельных зданий — каркасные и бескаркасные (рис. 70, в). В зданиях до 30 этажей экономичнее бескаркасная система. Каркасная конструкция предусмотрена для зданий высотой от 16 до 25 этажей. Каркас делают из двухэтажных колонн сечением 400х400 мм, ригелей и пустотных настилов.
Однослойные наружные стеновые панели изготовляют из армированного легкого или ячеистого бетона толщиной 180—340 мм с декоративно офактуренными наружными поверхностями (покрашенными, покрытыми мраморной крошкой, облицованными керамическими или стеклянными плитками). В двухслойных панелях внутренний слой из тяжелого бетона. В трехслойных панелях между двумя слоями бетона прокладывают слой утеплителя.
Стеновые панели внутренних стен делают из тяжелого бетона толщиной 90—140 мм с гладкими поверхностями под окраску или оклейку обоями.
Стыки между панелями тщательно заделывают. Для перекрытий используют железобетонные сборные плиты.
Одно из направлений индустриализации строительства — применение монолитного железобетона, при этом по сравнению со сборными конструкциями экономится до 25% металла и до 15% цемента. В сборно-монолитных конструкциях повторяющиеся элементы монтируют сборными, сложные узлы иногда делают монолитными.
Рис. 71. Сплошная расстановка объемных элементов Несущий остов монолитных зданий представляет собой неразрезные элементы стен, колонн, ригелей и плит перекрытий, связанных в одно целое и выполненных из легкого бетона толщиной 300—500 мм в сочетании с несущим слоем тяжелого бетона толщиной не менее 160 мм.
Здания из объемных блоков (рис. 71) (блок-комната, блок на ширину здания и блок-квартира) проектируют по трем конструктивным схемам (блочной, панельно-блочной и каркасно-блочной).
Каркасно-блочная схема характерна четким разделением конструкций на несущие и ограждающие. Несущие функции выполняет каркас или ядро жесткости в виде сердечника башенных зданий из железобетона или металла. Объемные элементы крепят к ядру жесткости, подвешивают, обеспечивая возможность создания этажей-террас.
Выпускают разные монолитные объемные элементы: четыре стены и пол; четыре стены и потолок; три стены, пол и потолок.
Бескаркасная система
- пространственная жесткость - способность отдельных элементов и всего здания не деформироваться при действии приложенных сил.
В бескаркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается устройством:
- внутренних поперечных стен и стен лестничных клеток, связанных с продольными (наружными) стенами
- межэтажных предприятий, связывающих стенд между собой В каркасных зданиях устройством
- многоярусные рамы, образованной сочетанием колонн, ригелей и перекрытий, представляющих собой геометрически неизменяемую систему.
- стенок жесткости, устанавливаемых между колоннами
- стен лестничных клеток и лифтовых шахт, связанных с конструкциями каркаса
- наземного сопряжения элементов каркаса в стыках и узлах.
Конструктивной системой здания называется совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструктивных элементов, объединенных между собой определенным образом и обеспечивающих прочность и устойчивость здания.
Конструктивные элементы здания (фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия), воспринимающие все виды нагрузок, возникающих в здании и действующих на него извне, и передающие эти нагрузки на грунты оснований, называют несущим остовом здания. В зависимости от сочетания элементов, образующих несущий остов, различают следующие конструктивные системы зданий:
- бескаркасная с несущими стенами (стеновая);
- с неполным каркасом (комбинированная).
Конструктивные решения элементов и систем здания в целом выбирают на основе вариантного проектирования и технико-экономического анализа их основных технико-экономических показателей.
Бескаркасная система – это система, объединяющая наружные и внутренние стены и опирающиеся на них плиты перекрытий в единый несущий остов. Бескаркасная система в свою очередь подразделяется:
- система с продольными стенами, расположенными вдоль длинной фасадной стороны здания и параллельно ей (их может быть две, три, четыре) (рис. 2.1);
- система с поперечными несущими стенами, с узким шагом (4.2 - 4.8 м), с широким шагом (более 4.8 м), со смешанными шагами (рис. 2.2);
- система с продольными и поперечными стенами (перекрестно- стеновая с одновременным опиранием панелей перекрытий по контуру). Размер панелей перекрытий в этом случае равен размеру пространственной ячейки между четырьмя стенами (рис. 2.3).
В зданиях с бескаркасной системой наружные несущие стены совмещают две функции: несущую и ограждающую.
Рис. 2.1. Здание с продольными несущими стенами:
А - аксонометрия; Б - план перекрытий; В - план этажа; 1 - плита перекрытия; 2 – наружная несущая стена; 3- внутренняя продольная несущая стена; 4 – поперечная самонесущая стена
Рис. 2.2. Здание с поперечными несущими стенами:
А - аксонометрия; Б - план перекрытий; В - план этажа; 1-плита перекрытия; 2 – наружная несущая стена; 3- внутренняя продольная несущая стена; 4 – наружная продольная самонесущая стена
Рис. 2.3. Здание с продольными и поперечными несущими стенами одновременно (опирание панелей перекрытия по контуру):
А- аксонометрия; Б - план перекрытий; В - план этажа; 1- панель перекрытия; 2 - наружная продольная несущая стена; 3 - наружная поперечная несущая стена; 4- внутренняя поперечная несущая стена; 5- внутренняя продольная несущая стена
Читайте также: