System konstrukcyjny budynków składa się z połączonych ze sobą elementów budowlanych. Wszystkie elementy pionowe i poziome współpracują ze sobą i zapewniają stabilność, sztywność i wytrzymałość wznoszonych konstrukcji. Konstrukcje poziome przejmują obciążenia domowe i operacyjne i przenoszą je na pionową ramę nośną. Elementy konstrukcji budynku przeciwdziałają siłom wiatru, odbierają obciążenia wynikające z działalności człowieka, przenoszą ciężar elementów poziomych i przenoszą uderzenia na fundament i fundament.
Poziome elementy nośne
Te struktury są reprezentowane w strukturze przez elementy, które są od dawna w planie. System konstrukcyjny budynków zakłada, że płyty, monolityczne kształtowniki, belki, poprzeczki i kratownice są projektowane z betonu, metalu, drewna w zależności od wymaganego obciążenia i rozpiętości.
Początkowo, u zarania ery budownictwa, stropy poziome budowano na zasadzie belek nośnych z poszyciem z materiału pokrywającego. Ale nowoczesny design budynków i budowliwykorzystuje żelbetowe płyty stropowe pustakowe, żebrowane, w kształcie litery U, korytkowe, które jednocześnie łączą w swojej pracy poprzeczki nośne i powierzchnię odpowiednią do pracy.
Przenoszenie obciążeń z elementów poziomych
Wykonuje się to według schematu, gdy uderzenie jest przenoszone na wszystkie pionowe elementy nośne lub rozłożone na sztywne ściany konstrukcyjne, przesłony, połączenia między regałami lub słupami dobranymi do tego celu. W przypadku konstrukcji przemysłowych schemat projektowy przewiduje kombinowaną metodę przenoszenia obciążeń z rozkładem sił poziomych na usztywnieniach i proporcjonalnie pomiędzy elementami pionowymi.
Płyty stropowe nazywane są przeponami usztywniającymi nośnymi, łączą w sobie poziomy rozkład obciążeń i ich przenoszenie na elementy pionowe. Płyty żelbetowe wyrównują powierzchnię w pomieszczeniu i przenoszą siły, dzięki sztywnemu połączeniu z konstrukcjami pionowymi.
Zastosowanie żelbetu wynika z faktu, że zgodnie z wymogami bezpieczeństwa przeciwpożarowego, płyty budynków wysokościowych muszą być wykonane z materiału niepalnego. Ekonomiczne uzasadnienie kosztu wytworzenia paneli podłogowych pozwoliło na zastosowanie ich w dużych ilościach w budynkach dowolnego typu. Płyty w konstrukcji budynku są prefabrykowane, monolityczne lub prefabrykowane-monolityczne.
Różnorodność pionowych elementów nośnych
W zależności od rodzaju elementów pionowych, które zbierają siły, schemat konstrukcyjny budynków dzieli się nacztery główne typy:
- system płaski zawiera tylko ściany i usztywnienia;
- rama i rama, składające się z pręta i elementów obudowy (przesłony i ściany);
- trzon, mieszczący całą wysokość budynku wewnętrzne pręty o przekroju zamkniętym objętościowo-przestrzennym;
- System powłoki wykorzystujący zewnętrzne roztwory wolumetryczne w postaci powłoki typu zamkniętego z cienkimi elementami.
Przemysłowe systemy konstrukcyjne i technologiczne budynków
Budynki mieszkalne mają swoje cechy typologiczne, zawierają pionowe elementy nośne umieszczone w płaszczyźnie ścian. Zastosowanie słupów jako głównych konstrukcji już w początkowej fazie rozwoju przemysłowego pozwoliło wyróżnić cztery schematy projektowe:
- z poprzecznym umieszczeniem podpór;
- z podłużnymi belkami nośnymi;
- z systemem krzyżowym do układania długich elementów;
- bez użycia dźwigarów w projekcie.
Projektowanie budynków i budowli metodą przemysłową pozwoliło nie tylko na lepsze połączenie pracy stropów, ale także na poszerzenie liczby rodzajów pionowych elementów nośnych. Ostatnio zastosowano rozwiązanie konstrukcyjne wykorzystujące usztywniacze typu zamkniętego. Elementy te znajdują się zwykle w centralnej części budynku, dzięki czemu wygodnie jest tam umieścić szyby wentylacyjne, windy i zsypy śmieci. Duże budynki wymagają instalacjiwiele usztywnień.
Schemat konstrukcyjny w postaci płaszczy nośnych to młode rozwiązanie architektoniczne. Jego wygląd może imitować mnóstwo pryzmatów, cylindrów, piramid lub innych trójwymiarowych kształtów geometrycznych.
Wybór konstruktywnego rozwiązania
Schemat budynku jest uogólnioną charakterystyką statyczną budynku, nie mającą na celu określenia materiału produkcji i metody budowy. Na przykład bezramowa płaska konstrukcja ściany działa skutecznie jednocześnie, gdy jest wykonana z cegły, drewna, betonu, pianobetonu i wielu innych nowoczesnych materiałów.
Połączony system konstrukcyjny budynków opisuje wariant rozwiązania projektowego dla kompozycji i rodzaju rozmieszczenia głównych elementów podłużnych i poprzecznych w różnych kierunkach. Jego rodzaj jest wybierany na wstępnym etapie projektowania, biorąc pod uwagę zaawansowane technologicznie wymagania eksploatacyjne oraz racjonalne rozwiązanie w zakresie planowania przestrzeni.
Oprócz tych aspektów, wybierając schemat projektowy, należy wziąć pod uwagę charakter rozkładu sił poziomych i ich interakcję z pionowymi elementami ramy. Systemy konstrukcyjne budynków przemysłowych są określane z uwzględnieniem wpływu rozwiązania architektonicznego i rodzaju budynku. Na wybór projektu ma wpływ ilość kondygnacji budynku oraz warunki zabudowy pod względem inżyniersko-geologicznym.
Zastosowanie różnych rozwiązań konstrukcyjnych w projektowaniu domów i budynków
Rozwiązanie z ramą przestrzennąTa opcja jest wykorzystywana przy budowie budynków odpornych na kataklizm sejsmologiczny i wieżowców na dziewięciu piętrach, a także w innych budynkach w normalnych warunkach. Jest to główny opracowany system projektowania budynków, rzadko stosowany w budownictwie mieszkaniowym ze względu na nieracjonalnie wysokie koszty ekonomiczne.
Rozwiązania przestrzenne typu bezramowego stosowane są przy budowie budynków mieszkalnych, służąc do projektowania wieżowców do 30 pięter. Blokowy system konstrukcyjny budynków składa się z elementów nośnych składających się z trójwymiarowych samonośnych bloków umieszczonych jeden na drugim. Tak zwane słupy działają w połączeniu, dzięki silnemu połączeniu ze sobą za pomocą sztywnych lub elastycznych elementów łączonych.
Rozwiązanie konstrukcyjne ramowo-membranowe
System odnosi się do schematów łączonych z niekompletną ramą i opiera się na dystrybucji funkcji równowagi stacjonarnej między produktami nośnymi prętami i ścianami. Systemy konstrukcyjne budynków wysokościowych budowane są na zasadzie przenoszenia obciążeń poziomych na pionowe przesłony ścienne, natomiast siły pionowe występujące w ramie działają na elementy prętowe. Większość wysokościowych budynków mieszkalnych o konstrukcji panelowej jest wznoszonych przy użyciu tej metody w normalnych warunkach budowlanych i w obszarach niebezpiecznych sejsmologicznie.
Rozwiązanie przestrzenne bloku ramy
Na podstawie wspólnej pracy bloków ielementy ramy i konstrukcje wolumetryczne działają jako elementy nośne lub zawiasowe. Za pomocą bloczków żelbetowych wypełniają przestrzeń w kratownicy ramy nośnej. Ładowane elementy są instalowane jeden na drugim na poziomych platformach ramy, które są rozmieszczone na 3-5 piętrach. Taki system sprawdził się w budynkach powyżej 12 pięter.
Wymagania architektoniczne i ekonomiczne określają schemat ramowy przy wyborze projektu. Elementy o długich długościach są zaprojektowane tak, aby nie naruszały rozwiązania planistycznego, a poprzeczki stropowe nie wystają z powierzchni w budynkach mieszkalnych. Poprzeczny układ płatwi jest typowy dla budynków wysokościowych o regularnej strukturze ażurowej w rzucie (hotele, hostele), natomiast uskok poprzecznic nośnych przeplata się ze ścianami i przegrodami. Podłużny układ belek długich obciążonych jest stosowany w projektach budownictwa mieszkaniowego typu mieszkalnego.
Rama bezbelkowa jest stosowana w budownictwie mieszkaniowym, jeśli użycie prefabrykowanych konstrukcji żelbetowych jest niepraktyczne ze względu na brak dużych stowarzyszeń przemysłowych w regionie. System bezbelkowy charakteryzuje się niską niezawodnością i wysokim kosztem, znajduje zastosowanie przy budowie monolitycznych i kombinowanych prefabrykowanych konstrukcji sypkich metodą podnoszenia stropów i szalunków przesuwnych.
Systemy budynków budowlanych
Koncepcja ta charakteryzuje konstruktywne rozwiązanie w złożonym rozwiązaniu technologicznym sposobu budowy konstrukcji oraz doboru materiału na zastosowane elementy i węzły. konstruktywnysystemy budowlane projektowane są ze ścianami nośnymi wykonanymi z pustaków, cegieł, kamienia naturalnego, ceramiki lub betonu. Systemy dzielą się na prefabrykowane i tradycyjne.
Tradycyjny wzór budynku
System opiera się na ręcznym układaniu ścian. Mówiąc o przemysłowej metodzie budowy, należy zauważyć, że konstrukcja elementów otaczających pozostaje poza tradycyjnym schematem. Wszystkie pozostałe części budynku, takie jak stropy, schody, dźwigary, słupy i inne, zostały przejęte przez przemysł z projektu prefabrykowanego, który podnosi tradycyjne budownictwo na wysoki poziom branżowy.
Zaletą tradycyjnego systemu jest to, że małe wymiary kamieni ściennych umożliwiają budowanie domów o różnych kształtach i wysokościach. Mury ceglane są niezawodnie eksploatowane przez długi czas, mają wysoki próg odporności ogniowej, mur przedni nie wymaga tynkowania. Wady to większa pracochłonność oraz zależność cech wytrzymałościowych od technologii producenta i umiejętności murarza.
Kompletny system
Według tego schematu realizowane są projekty domów, których budowa opiera się na montażu dużych prefabrykatów (płyty, pustaki) z cegły, ceramiki, żelbetu. W pełni zmontowane obiekty są budowane zgodnie z systemami:
- z dużych bloków;
- używanie paneli;
- z wiszącymi płytami ściennymi na ramie;
- z bloków zbiorczych;
- z monolitycznego betonu.
Duży bloksystem budynku
Tego typu systemy budynków strukturalnych są stosowane przy budowie budynków mieszkalnych o wysokości do 22 pięter. Duże poziome bloki są układane zgodnie z rodzajem muru z wykończeniem szwów. Zaletami systemu wielkoblokowego są prostota i szybkość montażu elementów, możliwość zastosowania różnych materiałów. Ograniczona liczba rozmiarów wymaga niewielkiej inwestycji, podczas gdy budowane są różne kształty.
Struktury struktury paneli
Według tego schematu domy o wysokości od 14 do 30 pięter projektuje się odpowiednio w rejonach sejsmicznych i w normalnych warunkach. Konstrukcja ściany składa się z oddzielnych paneli montowanych jeden na drugim bez zaprawiania spoin zaprawą cementową. Ich stabilność zapewnia spawanie elementów osadzonych, a podczas pracy mocne połączenie spoin i połączeń. Zastosowanie systemu zmniejsza pracochłonność do 40%, koszt budowy do 7%, zmniejsza całkowitą masę budynku o 20-30%.
Rozwiązanie ramowo-panelowe projektu
Budynki są wznoszone z ramą nośną wykonaną z metalu lub prefabrykowanego betonu i obramowaną zawiasowymi panelami z różnych materiałów. Dopuszcza się budowę tego typu budynków do 30 pięter. Stosowany jest głównie w budynkach użyteczności publicznej, ponieważ w budownictwie mieszkaniowym jest gorszy od panelu pod względem wskaźników ekonomicznych i technicznych.
Konstrukcja blokowa 3D
Ta metoda budowy należy do typów przemysłowych i polega na montażu przestrzennych elementów żelbetowych o wadze do 25 ton, zawierających objętośćjedno pomieszczenie (kuchnia, pokój, łazienka itp.) Bloki budowane są bez obciągania szwów. Metoda ta pozwala na zmniejszenie pracochłonności o kolejne 15% w stosunku do metody panelowej. Produkcja bloków wielkopłytowych jest o 15% droższa od płyt. Budują niskie domy na terenach sejsmicznych i 16-piętrowe domy w normalnych warunkach.
Monolityczne systemy budowlane
Są używane do wysokich budynków. Systemy konstrukcyjne budynków monolitycznych obejmują konstrukcje, w których wszystkie elementy i elementy nośne są wykonane z betonu zbrojonego. Połączone schematy prefabrykowanego domu monolitycznego obejmują zbieranie obciążeń na ramę z prefabrykowanych elementów betonowych. Budynki monolityczne są projektowane bez ramy, natomiast prefabrykowane budynki monolityczne są budowane z ramą lub bez niej.
Metody przemysłowe w tej dziedzinie obejmują budowę z użyciem betonu w szalunkach:
- przesuwne;
- regulacja głośności;
- duża tablica rozdzielcza.
Wznoszenie budynków monolitycznych na ramie odbywa się za pomocą metod:
- podnoszenie podłogi;
- wyjazd pięter.
Monolityczny system odpowiada wytrzymałością prefabrykowanych typów budynków i jest szeroko stosowany w obszarach, w których można aktywnie wykorzystywać lokalne materiały i nie ma inwestycji w rozwój bazy produkcyjnej.
