Бескаркасный стеновой несущий остов это

Обновлено: 03.05.2024

Бескаркасные здания по сравнению с каркасными состоят из меньшего числа сборных элементов и отличаются простотой монтажа. В этих зданиях наружные и внутренние стены воспринимают все нагрузки, действующие на здание. Пространственная жесткость и устойчивость обеспечивается взаимной связью между панелями стен и перекрытий.

За последнее время при строительстве зданий со стеновым несущим остовом преимущественно применятся две строительные системы:

• здания из крупных панелей;

• здания с монолитными железобетонными несущими стенами.

Крупнопанельная система строительства продолжает быть вполне конкурентоспособной на сегодняшний день. Этому способствуют: наличие развитой строительной базы заводского домостроения; возможность осуществления строительства в любых погодных условиях, богатейший опыт научных исследований и проектных разработок. Важным является то обстоятельство, что в 1950–1970 гг. проектировались и строились экспериментальные здания, на которых проверялись и совершенствовались самые различные вопросы строительства.

В объемно-планировочном отношении бескаркасные крупнопанельные здания – это совокупность пространственно неизменяемых ячеек (помещений), образованных панелями стен и перекрытий. Здания такого типа обладают достаточной устойчивостью и пространственной жесткостью.

Панелью называется вертикальный плоскостной элемент заводского изготовления, применяемый в строительстве зданий различного назначения, выполняющий несущие, ограждающие или совмещенные (и несущие, и ограждающие) функции. В геометрическом смысле панель следует трактовать как пластину – плоскостной элемент, один из размеров которого (толщина) существенно меньше двух других.

Обычно высота и длина панелей совпадают с размерами этажа или шага поперечных несущих конструкций либо кратны им (панели размером «на модуль», «на 2 модуля», «на два этажа» и т.п.).

В настоящее время применяются следующие строительные системы с использованием крупных панелей:

1) системы панельных бескаркасных зданий с поперечными несущими стенами;

2) то же, с продольными несущими стенами;

3) каркасно-панельные системы с полным и неполным каркасом;

4) панельные и каркасно-панельные в сочетании с монолитными стенами.

Собственно крупнопанельными принято называть первые две системы, в которых стеновой несущий остов собирается из так называемых «несущих панелей»

Для бескаркасных крупнопанельных зданий характерны следующие конструктивные схемы:

1) С малым шагом несущих поперечных стен – 2,700 – 3,600 мм. Поперечные и продольные стены здания – несущие. Панели наружных стен однослойные или трехслойные, внутренних стен – железобетонные толщиной 120–160 мм. Плиты перекрытия – железобетонные сплошные толщиной 120 мм.

2) С большим шагом несущих поперечных стен – 3,600 – 7,200 мм. Несущие поперечные стены на плоских железобетонных панелей толщиной 160мм. Наружные продольные стены – самонесущие однорядной или поясной разрезки из панелей, изготовленных из легких или ячеистых бетонов. Межкомнатные перегородки гипсобетонные толщиной 80 мм. Плиты перекрытия – сплошные железобетонные толщиной 160 мм или многопустотные толщиной 220 мм.

3) Со смешанным шагом несущих поперечных стен. Наружные стены – самонесущие однорядной рарезки из керамзитобетонных панелей. Плиты перекрытия – сплошные толщиной 160 мм, опертые в узких ячейках по контуру, а в широких ячейках – по двум сторонам.

4) С продольными несущими стенами пролетом 6 м. Наружные продольные стены – несущие из керамзитобетнных панелей толщиной до 400 мм. Внутренняя продольная стена – несущая из плоских железобетонных панелей толщиной 160–200 мм. Плиты перекрытий– железобетонные сплошные толщиной 160 мм. Высота зданий, возводимых по такой конструктивной схеме, ограничена девятью этажами.

Внутренние, обычно несущие, панели выполняются из железобетона (рисунок 5.1),а их толщина зависит от этажности здания и от назначения (межквартирные, межкомнатные): межквартирные панели имеют толщину от 160 мм (по условиям звукоизоляции) и выше: 180 мм, 200 мм, 220 мм, 240 мм; межкомнатные – от 120 мм.

а – общий вид панели; б – арматурный каркас; 1– арматура; 2– подъемные петли; 3 – канал для электроразводок; 4 – дверной проем

Рисунок 5.1 – Конструкция панели внутренних стен:

Наиболее ответственными узлами в конструкции панельных зданий являются стыки стеновых панелей между собой и панелями перекрытий. Стыки между панелями наружных стен должны быть герметичными (т. е, иметь малую воздухопроницаемость и исключать проникновение атмосферной влаги внутрь конструкции), не допускать образования конденсата в месте стыка (вследствие недостаточных теплозащитных свойств), обладать достаточной прочностью, чтобы предохранить стык от появления в нем трещин. Одновременно к стыкам предъявляются требования долговечности, звукоизоляции и простоты монтажа.

Бетонная панель, как и любое твердое тело, подвержена изменению своей формы при нагревании – охлаждении как в годовом, так и в суточном циклах. Будучи закрепленной с внутренней стороны, где температура постоянна, она меняет размеры и форму со своей внешней стороны. Из-за этого с внешней стороны швы изменяются в размерах, что может способствовать проникновению ветра и дождевой влаги.

Все внутренние панели по верху сварены между собой.

По расположению различают стыки горизонтальные и вертикальные

На рисунке 5.2 приведены основные возможные варианты решения горизонтальных стыков панелей внутренних стен. Необходимо отметить, что в варианте контактного стыка консольные свесы стены ухудшают интерьер, особенно небольших по площади комнат. Поэтому в интерьере можно встретить другие варианты решений этого стыка: контактно-платформенные, «с зубом» и т.п.

a – платформенные при двух- и одностороннем (в лестничных клетках) опирании панелей перекрытия; б – контактные; 1 – панель стены; 2 – панель перекрытия; 3 – стальной фиксатор оси панели; 4 – цементно-песчаный раствор

Рисунок 5.2 – Горизонтальные стыки панелей внутренних несущих стен

Вертикальные стыки по способу связей панелей между собой разделяют на упругоподатливые и жесткие (монолитные).

Несущий остов - это совокупность конструктивных элементов (стены, колонны, фундаменты, балки, перекрытия) объединеных в единую систему, которая обеспечивают прочность, жесткость и устойчивость дома. Прочность несущего остова - это способность его сопротивляться воздействию действующих на него нагрузок (веса конструкций, людей, ветра, снега, мебели и т.д.), не разрушаясь и не получая критических прогибов и деформаций. Жесткость несущего остова — способность не менять форму остова под действием таких нагрузок, а устойчивость - это сопротивляемость опрокидыванию или сдвигу. Дом должен быть запроектирован таким образом, чтобы при действии нагрузок не было утрачено ни одно из этих качеств. Отметим, что каждая конструкция выполняет свою отдельную функцию (лестницы сообщают этажи, стены ограждают от улицы и воспринимают нагрузки от перекрытий и т.д), иногда не одну , но в составе несущего остова они все взаимосвязаны и работают как единый «скелет» дома, то есть работа конструкций рассматривается в комплексе.

Необходимость применения конкретного вида несущего остова дома обусловлена:

Функциональным фактором (в зависимости от назначения помещений и всего дома; к примеру, Вы хотите получить дом со свободной планировкой, много неразграниченного пространства, для этого лучше использовать каркасный остов, а для стандартного коттеджа, с множеством комнат подойдет бескаркасный остов с разграничением стенами);
Архитектурным фактором (благодаря разным видам несущего остова дому можно придать архитектурную выразительность. К примеру коттедж в стиле «хай тек» лучше и легче выполнить в каркасном несущем остове, а дом в «русском стиле» в бескаркасном);
Технико-экономическим фактором (при проектировании возможно произвести расчет стоимости и сроков строительства с разного вида несущими остовами, исходя из полученных данных принимать окончательное решение);
Кроме всего, выбор зависит от того, из чего Вы хотите дом (материал и конструкция стен). Например, если Вы решили строить дом с бескаркасным несущим остовом, то стена из пеноблока без дополнительных конструктивных решений (монолитные пояса, армирование сетками) невозможно.

На начальной стадии проектирования коттеджа очень важно для архитектора и конструктора определить, что в данном случае будет выступать несущим остовом, какие конструкции будет его составляющими, каким образом они будут соединены, как они будут сопротивляться действию нагрузок. Грамотное совмещение в Вашем доме всех пожеланий: планировки, архитектурного стиля, эргономичности дома, соответствия современным технологиям и требований жесткости, прочности и устойчивости и является главной задачей для тандема «архитектор-конструктор». Архитектор в данном случае расскажет и покажет каким будет Ваш дом, а конструктор расчетами покажет как осуществить эту задумку и какой несущий остов(может быть и несколько вариантов) применим в данном случае.

Виды несущего остова

На данном этапе строительства частных домов существуют и применяются 3 вида несущих остовов:

Бескаркасный (стеновой) несущий остов;
Каркасный несущий остов;
Комбинированный несущий остов (неполный каркас).

Описания, недостатки и преимущества каждого вида будут описаны ниже.

Бескаркасный (стеновой) несущий остов

Это самый распространенный в коттеджном строительстве тип. Самый простой тип строительства частных домов и поэтому его применяют при строительстве коттеджей и частных домов повсеместно. В данном случае несущий остов образуется из массивных продольных и поперечных стен, связанных с фундаментом, перекрытия (балочные или плитные, подробнее о перекрытиях в статье «Перекрытия в частном загородном доме») уложенных на стены, лестниц (они придают жесткость остову по вертикали и горизонтали. Можно сказать, что несущий остов представлен в виде жесткой и устойчивой коробки, состоящей из связанных стен и перекрытий. Нижняя часть стен обычно более массивна чем стены верхних этажей, из-за того что она должна воспринимать вес вышележащих

перекрытий и стен. К примеру цокольный этаж коттеджа может быть выполнен из керамического кирпича толщиной 510 мм, а второй этаж может иметь более тонкие стены 380 мм. Таким образом стены должны выполнять роль несущей конструкции и теплоизолирующе-ограждающей.

Стены в данном типе остова могут быть выполнены из кирпича, железобетонных блоков, блоков из легких бетонов, природного камня, дерева и т. д. Толщина несущих стен в зависимости от материала может быть от 250 мм до 700 мм. Толщина ненесущих стен и перегородок от 100мм. Плиты перекрытия обычно сборные или монолитные, толщиной от 150 мм.

Бескаркасный несущий остов может быть таких видов:

В данном случае основой остова выступают несущие стены, которые располагаются вдоль длинной стороны частного дома, перекрытия укладываются поперек дома (то есть перпендикулярно стенам). Устойчивость и жесткость таких зданий обеспечивается лестничными маршами, торцевыми и поперечными стенами, перекрытия выполняют роль жесткой горизонтальной диафрагмы. Шаг продольных стен в таких домах обычно равен длине плиты перекрытия (4,2 м;5,4 м;6 м). Такой тип остова применяют в домах имеющих вытянутую форму.

Несущие стены располагаются вдоль меньшей стороны дома и перекрытия укладываются на них. Стены вдоль длинной стороны дома можно делать не несущими или самонесущими (стены способные выдерживать нагрузку только от своего веса), но при этом они должны обладать теплоизолирующими свойствами и защищать от уличной температуры. Остов с поперечными несущими стенами обладает по сравнению с несущим остовом с продольными несущими стенами большей поперечной жесткостью и устойчивостью. Недостаток этой конструктивной системы связан с невозможностью варьировать ширину жилых помещений, которая раз и навсегда ограничена поперечными несущими стенами.

с продольными и поперечными несущими стенами

Эта схема представляет собой комбинацию из продольных и поперечных несущих стен, перекрытия укладываются в продольном и поперечном направлениях. Такие схемы применимы для коттеджей, в которых архитектурную форму тяжело решить при помощи только продольных или только поперечных несущих стен. То есть когда коттедж имеет неординарную форму в плане и сложно решить пространство только продольными или только поперечными стенами.

Жесткость и устойчивость несущего остова в таких домах обеспечена за счет взаимосвязи стен и перекрытий, лестничных маршей(в случае если лестничный марш выполнен из монолитного железобетона или металлаи жестко связан с несущими элементами остова).

Каркасный несущий остов

Каркасные здания до недавнего времени были атрибутом промышленного строительства, но сейчас такой несущий остов все чаще стал применяться в частном строительстве.

Каркасный несущий остов представляет собой связанные в единую систему колонны, ригели, перекрытия, лестницы, фундаменты. Колонны каркаса размещены как по периметру, так и внутри дома , на них укладывают ригеля(балки), которые поддерживают плиты перекрытия. Жесткость и устойчивость таким домам придают диафрагмы жесткости (железобетонные стены), перекрытия связанные с колонами, лестницы. Они воспринимают горизонтальные и вертикальные нагрузки действующие на дом. Стены выполняются самонесущими или навесными (крепятся к наружным колоннам каркаса) и выполняют ограждающюю и теплоизолирующую функции. Таким образом достигается экономия материалов: несущие конструкции имеют толщину требуемую по конструктивному расчету, а ограждающие конструкции рассчитанную по теплотехническому расчету толщину. Шаг колон и ригелей в таких домах обычно составляет от 3 до 7 м. Толщина колон от 200*200 мм до 500*500 мм, толщина перекрытия от 150 мм.

Такой вид остова применим:

В домах со свободной планировкой (вообще без перегородок). Планировки этажей могут отличаться, из-за того что всю нагрузку берет на себя каркас, а внутренние стены служат только для решения архитектурных объемов;
Для постройки домов в сейсмических районах (Крым, Карпаты);
Если архитектурой дома задано большое (5-6 м) расстояние между колоннами или сложная форма перекрытия (нет возможности уложить сборные плиты перекрытия или сложно вести кладку).

Каркасный остов частного дома может быть выполнен из бетонных конструкций изготовленных на заводе, в основном это конструкции для гражданского строительства, они имеет определенные размеры, шаг колонн, размеры сечений и их тяжело применять для частного строительства. К примеру стандартный шаг колонн в гражданском строительстве 6-9 метров, он вряд ли понадобится в частном доме, где шаг колон не будет превышать 4-5 метров. В основном такой остов выполняется из монолитного железобетона класса В15-В30. Шаг колонн, высоту перекрытий, этажей выбирают в зависимости от архитектуры дома и нет необходимости «подстраиваться» под типовые изделия. Дом в таком случае представляет из себя железобетонный монолитный каркас и самонесущие стены из легкого бетона или природного камня (ракушечник).

Для каркасного типа зданий могут применяться схемы:

Ригельная (перекрытия опираются на ригеля, которые уложены на колонны. Ригеля обычно высотой 200-400 мм, за счет их высоты пропадает полезная высота этажа, поэтому такая схема малоэффективна в частном строительстве);

Безригельная (применяется обычно в коттеджах с оригинальными компоновочными решениями планов, в таких домах нет ригелей, всю нагрузку воспринимают перекрытия и передают их на колонны. За счет этого толщина перекрытия возрастает до 200-250 мм).

Комбинированный несущий остов

Как понятно из названия, остов представляет собой совместную модель каркасного и бескаркасного типа. В данном случае несущими конструкциями выступают колонны и ригеля (находящиеся внутри) и массивные стены (которые находятся по периметру). Перекрытия опираются одним концом на стены, другим на ригеля(балки). Таким образом стены выполняют несущую и теплозащитную функцию. Колонны, в свою очередь, несут только вертикальные нагрузки. Обычно в частных домах до трех этажей колонны выполняются из керамического кирпича армированного арматурными сетками или железобетона. Устойчивость и жесткость дома обеспечена стенами жесткости (стены выполненые из железобетона или кирпича, распологаются вдоль или поперек дома), лестницами (так же как и в бескаркасном остове) и перекрытия связанными с стенами и колоннами.

Такой вид остова применим:

Если Вы хотите рационально использовать площадь, но при этом есть необходимость в массивных стенах по периметру дома для обеспечения теплоизоляции;
В домах с применением технологии «несъемной пенопластовой опалубки».

Комбинированный несущий остов позволяет эффективно использовать площади коттеджа и делить жилое пространство как Вам захочется. К примеру на первом этаже дома Вы решили сделать просторный холл и большую гостиную, а на втором спальни и рабочий кабинет при помощи комбинированного несущего остова можно легко решить такую планировку. Плиты перекрытия могут применяться сборные железобетонные или монолитные. Материал для таких видов зданий может быть железобетон, кирпич, керамические блоки, дерево и т.д. Размеры колонн от 200*200 мм до 500*500 мм, толщина несущих стен от 380 мм, толщина перекрытия от 150 мм (монолитное перекрытие) или 220 мм (сборная плита).

Примеры конструирования несущего остова

Теперь на нескольких примерах я покажу Вам каким образом можно осуществить выбор для Вашего будущего дома. Я буду ставить условие в виде нескольких фраз-описания дома и тут же давать схема несущего остова для воплощения такой схемы в жизнь.

Условие №1. Будущий дом должен иметь массивные стены из глинянного кирипча, которые будут защищать его от температурных воздействий и предавать вид «английского дома». Фундаменты должны быть монолитные, так как я знаю технологию их строительства и мне легко будет расчитать затраты.

Варианты несущего остова

Самым простым и верным несущим остовом для такого дома будет бескаркасный несущий остов с несущими поперечными и продольными стенами. Стены будут служить конструктивно(нести нагрузку) и декоративно (придавать желаемую стилистику. Под такие стены просто и экономично устроить ленточный фундамент, что отвечает 2-му требованию.

Условие №2. Предполагается постройка дома в современном стиле, вид дома должен быть в стиле «хайтек» или «минимализм», не должно быть округлых форм, все углы только под 90 градусов. Дом будет прямоугольной формы в плане. Крыша должна быть плоской, частично эксплатируемой- будет устроена терраса.

Сам собой напрашивается несущий остов в виде монолитного каркасного остова, при помощи такой конструктивной схемы легко выполнить плоскую кровлю и дать возможность хозяину дома ее использовать. Четкая(прямоугольная или квадратная) сетка колонн и ригелей даст возможность хозяину выполнить его в заданном стиле.

Условие №3. Необходимо создать проект дома на 2 семьи. Дом будет расположен вдоль улицы и иметь 2 отдельных входа. Материал стен - кирпич или пенобетон.

Для такого вида дома хорошо подходит бескаркасный несущий остов с продольными несущими стенами из кирпича. Плиты перекрытия будут укладываться на несущие стены. Жесткость дому придаст лестничный марш.

Условие №4. На первом этаже необходимо создать много свободного пространства, без стен и перегородок. Перекрытия выполнить монолитными из-за невозможности применения сборных плит перекрытия.

Как писалось выше здесь можно применить комбинированный несущий остов. Роль несущих конструкций будут выполнять монолитные железобетонные колонны (в середине дома) и капитальные стены (по его периметру). Колонны легко связать с монолитным перекрытием и стенами, таким образом обеспечить жесткость и устойчивость здания.

Таким образом, каждый вид несущего остова дает свои положительные и отрицательные черты. При его выборе в самом начале проектирования необходимо четко уяснить дом какого типа и с какими параметрами Вы хотите получить в итоге.

- 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

Вся совокупность конструктивных элементов несущего остова многоэтажных зданий в каждом отдельном случае объединена между собой вполне определенном образом, образуя в пространстве единство закономерно расположенных частей, т.е. конструктивную систему. Так называют способ размещения несущих горизонтальных и вертикальных конструкций в пространстве,их взаимное расположение, способ передачи усилий и т.п.

Виды конструктивных систем:

1)При стеновом несущем остове

Системы с продольно расположенными несущими или, с продольными несущими стенами (расположены вдоль длинной,фасадной стороны здания и параллельно ей). Таких параллельно расположенных стен может быть две, три, четыре. Соответственно бытуют названия «двухстенка», «трехстенка» и т.п.

Системы с поперечно расположенными (с поперечными) несущими стенами. Разновидности: с широким шагом (более 4,8м); узким шагом (4,2…4,8м); со смешанными шагами.

Системы с перекрестным расположением несущих стен (перекрестно-стеновая система).

2)При каркасном несущем остове

Определяющим признаком в этом случае является расположение ригелей каркаса. Ригель- стержневой горизонтальный элемент несущего остова (главная балка, ферма и т.п.),передающий нагрузки от перекрытий непосредственно на стойки каркаса. Различают четыре типа каркасных систем: с поперечным расположением ригелей, с продольным, с перекрестным, с безригельным каркасом, при котором ригели отсутствуют, а безбалочные плиты перекрытий опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны.

При комбинированном несущем остове

Сочетания стержневых и плоскостных вертикальных опор:

Системы, в которых каркас расположен в пределах нижних 1…3 этажей, а выше бескаркасный несущий остов. Расположение стен- по переферии, а стоек каркаса- внутри здания (неполный каркас).Системы со стеновым остовом- в одном или в несколько центрально расположенных стволах, которые обстроены по переферии стойками каркаса в один или несколько рядов и т.д.

Стеновой несущий остов – самый распространенный в жилищном строительстве, каркасный применяется для зданий с большими, не разгороженными перегородками помещениями.Этот остов является основным для производственных зданий, многих типов общественных зданий и сооружений.Комбинированный- при строительстве гражданских многоэтажных зданий

Устойчивость здания- его способность противодействовать усилиям, стремящимся вывести здание из исходного состояния статического или динамического равновесия. Пространственная жесткость- это характеристика системы, отражающая ее способность сопротивляться деформациям или, что тоже, способность сохранять геометрическую неизменяемость формы. Шарнирный треугольник- геометрически неизменяемая система, поэтому в четырехугольную конструкцию вводят диагональный стержень(связевая система) или заменяют узел шарнирного соединения стержней на жесткий, неизменяемый (так называемый рамный)- рамная система. При этом достаточно придать геометрическую неизменяемость только одному пролету, чтобы система стала геометрически неизменяемой.

Помимо диагональных стерженей геометрическая неизменяемость систем обеспечивается и другими способами: введением диафрагмы, ядер жесткости и т.п.

Таким образом существует два способа обеспечения жесткости плоских систем – по рамной и по связевой схемам. Комбинируя их можно получить три варианта конструктивных схем здания: связевую. Рамную и рамно-связевую (при проектировании каркасного несущего остова)

8. Требования к ограждающим конструкциям зданий и средства их реализации.

Для ограждающих конструкций первычными являются воздействия несилового характера: потоков влаги и тепла, распространение звуковых волн и т.п.

Теплозащитные свойства стен зависят от способности строительного материала передавать теплоту. Чем меньше плотность, тем меньше величина коэфициента его теплопроводности, тем лучше теплозащитные свойства стен. Теплоустойчивость- характеризует способность стены сохранять неизменныйм тепловое состояние своих внутренних слоев. Это состояние может быть нарушено тепловыми волнами. Воздухопроницание характеризует интенсивность фильтрации воздуха через поры материала и неплотности конструкций (инфильтрация). Одновременно, стена должна обладать сопротивлением паропроницанию, ухудшению теплозащитных свойст стены, увлажнению стен и выпадению конденсата.

Паропроницание ограничивается пароизоляцией на внутренней поверхности стены (если материал стен или теплоизоляция имеет пористую структуру). В случае плотной структуры материала, наиболее плотные слои следует располагать ближе к внутренней поверхности. Также защита от паров – это меры по их удалению.

В этих целях материалы большей пористости следует размещать ближе к наружным слоям стены, но не на самой наружной поверхности, т. к. она подвержена воздействию осадков и т.п. Поэтому на наружной поверхности необходим защитный слой из плотных структур.

Два метода совместного учета ограждающих и несущих свойст стеновых конструкций: совмещение этих функций (однослойная конструкция) и разделение(многослойная или слоистая конструкция).

Стеновые ограждения будут эффективны, если ко всему вышеперечисленному принять меры по устранению «мостиков холода». К ним относятся случаи, когда в наружную стену включают конструктивные элементы из материалов большей теплопроводности:плиты балконов, железобетонные колонны или балки, втопленые с внутренней стороны и т.п. в следствии понижения температур внутренней поверхности образуется конденсат. Меры борьбы: введение слоя эффективного утеплителя.

Факторы, воздействующие на них: движение теплового потока, диффузия водяного пара, воздушный шум, ударный шум, воздухопроницание, возможное газопроницание.

Важнейшая ограждающая функция перекрытий: звукоизоляция. Различают ударный и воздушный звуки. Мероприятия по звукоизоляции: 1. Тщательная заделка всех неплотностей в стыках между сборными элементами , в местах сопряжений перекрытий со стенами и т.д. 2.для устранения мембранных колебаний: увеличение массивности конструкций и их веса или устройство многослойных конструкций со слояит различной звукопроницаемости. На границе двух смежных сред (слоев) энергия звуковых волн уменьшается за счет отражения каждой новой. Акустически однородные , неоднородные конструкции. 3.Изоляция от ударного звука обеспечивается:применением упругих прокладок между конструктивными элементами пола и несущими конструкциями перекрытий, применение упругого основания пола (из релина, тапифлекса и т.п.). 4. Изоляция структурного шума в перекрытиях из-за жестких узлов- раздельные полы и потолки.

Другие типы перекрытий

В чердачных перекрытиях главнвя функция- теплоизоляция. Поэтому основные требования: толщина теплоизоляционного слоя(с учетом отапливаемый чердак или нет), дополнительная теплоизоляция отдельных мест,в которых возможно образование мостиков холода, предупреждение увлажнения теплоизоляционных материалов: устройство защитного слоя пароизоляции по ходу движения паров (т.е. в чердачных перекрытиях ниже утеплителя), проветривание чердаков и т.д.

Над эркером совмещаются функции чердачного перекрытия и кровли – совмещенное бесчердачное покрытие. Такая конструкция может выполняться двумя способами: 1. Крыша и перекрытие остаются в виде раздельных частей со сплошным воздушным продувом- вентилируемые совмещенные покрытия.2. Кровля и чердачное перекрытие объединяются.

Особенности перекрытий под эркером и над проездом в том, что они должны предусматривать теплоизоляцию и защитный слой пароизоляции укладывается выше утеплителя – под конструкцие пола. Эти перекрытия должны также тиеть защитный слой рна нижней поверхности- для предохранения от воздухо- и паропроницания.

Для предотвращения водопроницаемости в таких помещениях, как душевые и санитарные узлы вбытовых помещениях и т.п., под полом устраивается гидроизоляционный ковер, края которого заводят на стену.

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

1 — фундамент, 2 — пол подвала; З — перекрытие над подвалом; 4 — гидроизоляция; 5 — наружные стены; 6 — междуэтажные перекрытия; 7 — внутренние стены; 8 — перегородки;9 — чердачное перекрытие;10 — чердак; 11 — крыша; 12 — лестница; 13 — парапет; 14 — окна; 15 – отмостка

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.


Бескаркасная (стеновая) конструктивная система: 1 – наружная несущая стена; 2 – внутренняя несущая стена; 3 – сборный настил перекрытия

Варианты бескаркасной конструктивной системы: а – перекрестно-стеновая с малым шагом стен; б – поперечно-стеновая со смешанным шагом стен; в — поперечно-стеновая с большим шагом стен; г- продольно-стеновая («трехстенок»); д — продольно-стеновая («двухстенок»); е – поперечно-стеновая с увеличенным шагом стен

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.

В зданиях с поперечными несущими стенами — продольные наружные стены являются самонесущими, а перекрытия опираются на поперечные стены. Возводятся также бескаркасные здания, у которых несущими являются как поперечные, так и продольные стены.

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.

Конструктивная схема крупноблочного здания с поперечными и продольными несущими стенами: 1 — угловой блок; 2 — простеночный; З — подоконный; 4 — перемычечный; 5 — блок внутренней стены; 6 — панели перекрытия

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.

Наружные стены крупноблочных зданий – двухрядной разрезки по высоте этажа на блоки – монтируют из следующих типовых основных блоков: простеночных, образующих простенки между окнами, толщиной 400…600 и шириной 990… 1390 мм и рядовых такой же конструкции, как и простеночные, но устанавливаемых на глухих участках стен; подоконных шириной 790… 1490 мм с нишами для приборов отопления, устанавливаемых между простеночными; перемычных с четвертью для опирания плит междуэтажного перекрытия, перекрывающих оконный проем; поясных, такой же формы, как перемычные, устанавливаемых на глухих участках стен по верху рядовых блоков.

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.

В домах с тремя продольными несущими стенами (две наружные, одна внутренняя) наружные стеновые панели делают трехслойными из тяжелого бетона с утеплителем или однослойными из легкого или ячеистого бетона. Для внутренних стен в домах этого типа используют сплошные железобетонные панели высотой в этаж и толщиной 120… 160 мм. Междуэтажные перекрытия в этом случае, как правило, делают из многопустотных или сплошных плит-панелей шириной 1200…2400 мм; опираются они на наружные и внутренние несущие стены. Перегородки устанавливают на перекрытия. Панели перегородок – самонесущие из гипсобетона, гипсовых плит или других материалов.

Конструктивная схема крупнопанельного дома с несущими стенами-перегородками: 1 — наружные стеновые панели; 2 — санитарно-технические кабины; 3 — несущие перегородки; 4 — внутренние несущие поперечные стены (перегородки); 5 — плиты перекрытия; 6 — цокольные панели; 7 — блоки фундаментов

В крупнопанельных домах с поперечными несущими стенами все основные элементы несущие: поперечные стены-перегородки 4, внутренняя продольная 6 и наружные стены. Панели перекрытий 5 имеют опоры со всех четырех сторон. При этом наружные стеновые панели , которые мало отличаются от наружных панелей в домах с продольными несущими стенами, считают также несущими. Перегородочные панели 4 и панели 6 для внутренней продольной стены изготовляют из тяжелого бетона; толщина панелей 140… 180 мм. Панели перекрытий делают толщиной 120… 160 мм размером на комнату; изготовляют их сплошными из тяжелого бетона.

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.

Читайте также: