Конструктивные элементы каркасного здания: Конструктивные элементы каркасных быстровозводимых зданий

Конструктивные элементы каркасных быстровозводимых зданий

Преимуществ металлических конструкций, полностью отвечающих требованиями и нормам СНиП и представлением проектировщиков и строителей, на основе необходимых проделанных расчетов множество. Поэтому для надежности и прочности металлоконструкции рассчитываются по тем показателям, которые позволяют при изготовлении их расчленять на конструктивные элементы быстровозводимых зданий − балки, фермы, колонны, оболочки, стержни и т.п. Разнообразие и технологичность конструктивных элементов быстровозводимых зданий позволяют проводить монтаж конструкций на месте строительства, с использованием болтов, самонарезающих винтов и сварки, в связи, с чем, ускоряются сроки строительства. Конструктивные элементы быстровозводимых зданий изготавливаются из качественного и прочного металла С255 и С345 и полностью отвечают функциональному назначению здания и сооружения, и применяются в основном:

• В каркасах промышленных зданий, характеризуемых большими нагрузками и большими пролетами;
• В конструкциях быстровозводимых коммерческих объектов (складов, СТО, автозаправок, автомоек, торговых павильонов, отелей, магазинов и т. п.)
• В конструкциях перекрытий, которые опираются на стены, колонны или столбы;
• В каркасах специальных быстровозводимых зданий (ангаров, выставочных павильонов и т.д.), на основе балок, арок или купольного сложного перекрытия;
• В конструкциях многоярусных колонн, балках междуэтажных перекрытий, связях между колоннами;
• В конструкциях сооружений, таких как бункеры, резервуары, газгольдеры, гидротехнические конструкции, домны и сооружения доменного хозяйства и др.;
• В конструкциях башен, мачт, радиомачт, опор электропередач и т.д.;
• В мостовых и крановых конструкциях.

Конструктивные элементы быстровозводимых зданий, несмотря на значительные различия, по своей структуре взаимосвязаны и выполняют вполне определенные функции. Давайте рассмотрим основные части или  конструктивные элементы быстровозводимых зданий:

Фундамент − это подземная конструкция, воспринимающая все нагрузки от здания и передачи ее основанию. В основном для быстровозводимых зданий при хороших грунтах используются фундаменты столбчатого типа, заглубленные на уровень промерзания грунта в зимний период. В случае плохих грунтов используются висячие забивные свайные кусты и монолитные ростверки.

Стены − несут ограждающую нагрузку и отделяют помещения от внешнего пространства или от других помещений. Стены осуществляют также несущую нагрузку от перекрытий и крыши здания.

Самонесущие стены − это такие стены, которые несут собственную нагрузку от других конструкций, передавая ее фундаменту.

Ненесущие стены − это стены, выполняющие роль ограждений, которые способны нести собственный вес в пределах одного этажа, в основном в быстровозводимых зданиях используются ненесущие стены из сэндвич панелей.

Перекрытия − это конструкции, которые разделяют внутреннее пространство быстровозводимого здания на этажи. Кроме того, в перекрытиях могут располагаться помещения. Все перекрытия выполняют ограждающие функции и несущие, и кроме собственного веса, несут вес людей, оборудования и предметов, находящихся в помещениях. Также, перекрытия обеспечивают пространственную жесткость быстровозводимого здания, способствуют неизменяемости его конструктивной схемы под всевозможными видами нагрузок. В зависимости от расположения в быстровозводимом здании перекрытия бывают:

Стойки − это конструктивные элементы быстровозводимых зданий, воспринимающие вертикальную сжимающую нагрузку, предназначенные для поддержания перекрытий, кровли и стен. Чаще всего это – колонны и фахверковые колонны.

Ригели – это в основном горизонтальные несущие элементы перекрытий и покрытий. По-другому ригели еще называют балками. Балки бывают главными и второстепенными, воспринимают в основном нагрузку от перекрытий и передают ее на колонны.

• Таким образом, стойки в соединении с ригелями, т.е. колонны с балками образуют внутренний каркас здания.

Прогоны − это второстепенные балки покрытия, уложенные мощные главные балки покрытия. На прогоны укладывается пирог кровельного покрытия.

Кровля − конструкция, защищающая быстровозводимое здание от атмосферных осадков и других погодных явлений. Верхняя оболочка крыши это − водонепроницаемая кровля. Вместе с чердачным перекрытием крыша образует покрытие строения. Для быстровозводимых зданий кровля в основном выполняется из сборных или заводских сэндвич панелей.

Бесчердачное покрытие − эта конструкция присутствует в быстровозводимом здании, где отсутствует чердак, а его функции совмещаются с конструкцией крыши, в том случае, если в здании отсутствует чердак, функции чердачного перекрытия и крыши совмещаются в одной конструкции, которая называется.

Перегородки − это тонкие стены, которые разделяют внутренне пространство пространства в пределах одного этажа на отдельные помещения. Кроме несущих нагрузок собственного веса, перегородки не выполняют других функций.

Лестницы − это конструктивные элементы быстровозводимых зданий, выполняющие роль сообщений между этажами.

Окна и двери − это конструктивные элементы быстровозводимых зданий, с помощью которых в помещении имеется естественное освещение, проветривание и сообщение между наружным и внутренним пространством.

Ворота, как и двери, позволяют вводить в быстровозводимое здание крупное оборудование или транспорт. В некоторых случаях вместо дверей устанавливают воротные системы.

Исходя, из конструктивных элементов быстровозводимых зданий можно определить конструктивный вид строения, который в основном бывает каркасным, с четким разделением конструкций по их функциям на несущие и ограждающие.

Актуальность применения в строительстве конструктивных элементов быстровозводимых зданий характеризуется приспособленностью их высоких качеств, способствующих увеличению эксплуатационного срока конструкций. Помимо этого, быстровозводимое здание, созданное из элементов конструкций, обладает специфическими особенностями, полностью соответствующими своему предназначению.

Наша компания занимается проектированием, производством, монтажом  и строительством быстровозводимых зданий. Мы готовы предложить Вам типовые и индивидуальные проекты, с необычным дизайном конструктивных элементов быстровозводимых зданий. Звоните нам! Будем рады сотрудничеству!

Основные конструктивные элементы зданий

Здание, это многофункциональный объект, возводимый с целью обеспечения комфортного проживания и различного рода деятельности человека.

Сооружением является объемная материальная строительная единица, состоящая из соответствующих конструкций. Сооружения могут использоваться для хранения оборудования, материалов, разного рода изделий, для временного пребывания людей и пр. Сооружениями могут быть такие объекты как: аэродромы, линии электропередач, трубопроводы, путепроводы, башни, тоннели и т. д.

Здания и сооружения подразделяются на жилые, общественные и производственные, и имеют определённые конструктивные элементы.

Конструктивные элементы зданий

с несущими стенами

Фундамент, это подземная часть зданий и сооружений, который воспринимает всю нагрузку строительного объекта. Фундаменты бывают ленточными или столбчатыми. Ленточный фундамент закладывается, следуя по всему периметру стены, а столбчатый фундамент в виде отдельных опорных элементов.

Стены разделяют по назначению и расположению на наружные, внутренние и несущие элементы зданий. Назначение наружных стен заключается в защите помещений от воздействий окружающей среды. Внутренние стены разделяют помещения в самом здании согласно проекту. Несущие стены передают общую нагрузку от перекрытий, крыши и своего собственного веса на фундамент. Помимо несущих стен, существует ещё навесные и самонесущие стены. Самонесущими стенами считаются соответствующие части зданий которые передают нагрузку только собственного веса. Навесные стены, в виде отдельных плит или панелей, крепятся на колоннах и передают им нагрузку от собственного веса.

Перегородки, это внутренние планировочные конструкции, разделяющие смежные помещения внутри здания.

Цоколь, это нижняя часть наружной стены, которая располагается непосредственно на фундаменте.

Отмостка предназначена для отвода влаги, при выпадении атмосферных осадках от стен здания.

Перекрытие, это горизонтальная конструкция, которая располагается внутри здания и разделяет его по высоте на этажи. Перекрытия бывают междуэтажные, цокольные, надподвальные, цокольные, чердачные.

Покрытие, это верхний элемент строения, ограждающий помещения здания от воздействия окружающей среды и защищающий их от атмосферных осадков. Этот конструктивный элемент совмещает функциональное назначение потолка и крыши.

Кровля – верхний водоизоляционный слой крыши или покрытия здания.

Стропила – несущие части кровельного покрытия в виде балки опирающейся на стены и внутренние опоры.

Лестничный марш – наклонная конструкция, которая, как правило, имеет не менее восемнадцати ступеней.

Косоуры, это железобетонные или стальные балки, располагаемые под наклоном и своими окончаниями опирающиеся на площадки. Эти конструктивные элементы служат основой для крепления ступеней лестниц.

Конструкции зданий разделяются на две основные схемы строительства с несущими стенами и каркасные.

В зданиях, у которых несущими являются стены, они же и воспринимают нагрузку от перекрытий и крыши.

В конструкциях зданий, у которых за основу построения взят каркас, вся нагрузка воспринимается его элементами.

Конструктивные элементы каркасных зданий

Здания различают по видам и габаритным размерам строительных изделий.

Строения могут возводиться из мелких блоков и штучных элементов, которые применяются, как правило, в малоэтажном строительстве.

При строительстве многофункциональных зданий используются крупноблочные и крупнопанельные строительные элементы.

В крупноблочных строениях наружные и внутренние стены формируются из крупных блоков, которые и воспринимают нагрузку от перекрытий и кровли.

Крупнопанельные здания собирают из крупноразмерных плит, изготавливаемых на заводе.

Бетонная каркасная конструкция — типы и основные компоненты

🕑 Время чтения: 1 минута

Бетонная каркасная конструкция — это метод строительства, который включает в себя сеть колонн и балок для успешной передачи нагрузок, поступающих на конструкцию, на фундамент. В целом он образует структурный каркас здания, который используется для поддержки других элементов, таких как полы, крыша, стены и облицовка.

Рис. 1: Каркасная конструкция.

В этой статье мы изучаем типы, основные компоненты, преимущества и недостатки бетонного каркасного строительства.

Состав:

• Тип рамной конструкции
  • 1. Жесткая рамная конструкция
  • 2. Раскосная рамная конструкция
• Основные части бетонной рамной конструкции
  • 1. Колонны в каркасной конструкции
  • 2. Балки в каркасной конструкции Конструкция
  • 3. Плита в рамной конструкции
  • 4. Фундамент в рамной конструкции
  • 5. Стены жесткости в рамной конструкции
  • 6. Шахта лифта в рамной конструкции
• Преимущества рамной железобетонной конструкции
• Недостатки рамной железобетонной конструкции
• Коды для проектирования рамной конструкции

Тип рамной конструкции

1.

Жесткая рамная конструкция 900 47

Эти каркасы строятся на месте и могут нельзя заливать монолитно. Они обеспечивают большую стабильность и эффективно сопротивляются вращению. Преимущество жесткого каркаса в том, что они обладают положительными и отрицательными изгибающими моментами по всей конструкции из-за взаимодействия стен, балок и плит.

2.

Раскосная рамная конструкция

Эта рамная конструкция противостоит боковым силам за счет распорок диагональных элементов, используемых для сопротивления боковым силам. Конструкция крепится за счет вставки диагональных элементов конструкции в прямоугольные области несущей рамы. Структурные рамы с раскосами более эффективны, чем жесткие конструктивные рамы.

Основные детали железобетонных каркасных конструкций

1. Колонны каркасной конструкции

Колонны являются важным конструктивным элементом каркасного здания. Это вертикальные элементы, которые несут нагрузку от балки и верхних колонн и передают ее на фундамент.

Рис. 2: Колонна в каркасной конструкции.

Переносимые нагрузки могут быть осевыми или эксцентричными. Дизайн колонн более важен, чем дизайн балок и плит. Это связано с тем, что если выйдет из строя одна балка, то это будет локальный отказ одного этажа, а если выйдет из строя одна колонна, то это может привести к обрушению всей конструкции.

2. Балки в каркасной конструкции

Балки — это горизонтальные несущие элементы каркасной конструкции. Они воспринимают нагрузки от перекрытий, а также прямые нагрузки от каменных стен и их собственного веса.

Рис. 3: Балки в рамной конструкции

 Балки могут опираться на другие балки или могут поддерживаться колоннами, составляющими неотъемлемую часть рамы. В первую очередь это изгибные элементы. Они подразделяются на 2 типа:

1. Главные балки — Передающие нагрузки на пол и второстепенные балки на колонны.
2. Второстепенные балки — передача нагрузок от пола на главные балки.

3. Перекрытие в рамной конструкции

Перекрытие представляет собой плоское горизонтальное место, которое используется для покрытия здания сверху и для укрытия жителей. Это пластинчатый элемент, несущий нагрузки в основном за счет изгиба. Обычно они несут вертикальные нагрузки.

Рис. 4: Плиты в каркасной конструкции.

Под действием горизонтальных нагрузок из-за большого момента инерции они могут нести большие ветровые и сейсмические силы, а затем передавать их на балку.

4. Фундамент в рамной конструкции

Единственной функцией фундамента является передача нагрузки, исходящей от вышеперечисленных колонн и балок, на твердое основание.

Рис. 5: Фундамент в каркасной конструкции

5. Стены жесткости в каркасной конструкции

Это важные конструктивные элементы в высотных зданиях. Стены сдвига на самом деле представляют собой очень большие колонны, из-за чего они выглядят как стены, а не колонны. Они заботятся о горизонтальных нагрузках, таких как ветровые нагрузки и нагрузки от землетрясений.

Рис. 6: Стены жесткости в рамной конструкции

Стены жесткости также несут вертикальные нагрузки. Важно понимать, что они работают только для горизонтальных нагрузок в одном направлении, которое является осью длинного размера стены.

6. Шахта лифта в рамной конструкции

Шахта лифта представляет собой вертикальную бетонную коробку, в которой лифт может двигаться вверх и вниз. Эти валы помогают противостоять горизонтальным нагрузкам, а также несут вертикальные нагрузки.

Рис. 7: Шахта лифта в рамной конструкции.

Преимущества рамной бетонной конструкции

1. Она хорошо сжимается по сравнению с другими материалами, используемыми в строительстве. Кроме того, конструкция хороша и на растяжение.
2. Его огнестойкость выше, чем у стали, поэтому он способен противостоять огню в течение более длительного времени.
3. Обладает длительным сроком службы при низких затратах на техническое обслуживание.
4. В некоторых конструкциях, таких как опоры, дамбы и фундаменты, это самый экономичный конструкционный материал.
5. Ему можно придать любую требуемую форму, что делает его наиболее экономичным конструкционным материалом.
6. Позволяет получить жесткие элементы с минимальным прогибом.
7. Предел текучести стали примерно в 15 раз превышает предел прочности при сжатии конструкционного бетона и более чем в 100 раз превышает его предел прочности при растяжении.
8. При использовании стали в бетоне размер поперечного сечения будет уменьшен.
9. Для монтажа требуется менее квалифицированная рабочая сила по сравнению с другими конструкционными системами.

Недостатки рамной бетонной конструкции

1. Требуется тщательное перемешивание, заливка и отверждение, и все это влияет на окончательную прочность элемента.
2. Стоимость опалубки, используемой для заливки бетона, относительно высока.
3. Обладает низкой прочностью на сжатие по сравнению со сталью, что приводит к большим сечениям колонн/балок в многоэтажных зданиях, образованию трещин в бетоне из-за усадки и высоким приложениям временных нагрузок.
4. Если бетонирование выполнено неправильно, сталь начинает корродировать, что приводит к потере прочности и, в конечном счете, к сокращению срока службы. Кроме того, ремонт потом очень дорогой и сложный.

Нормы проектирования каркасных конструкций

1. IS (Индийский стандарт) 456-2000
2. ACI (Американский институт бетона) 318-89
3. ICC (Международные строительные нормы и правила) 2009

900 11 NZS (стандарт Новой Зеландии) 3101

4. Евро 2

Читайте также: Строительство фундаментов, колонн, балок и перекрытий стальных каркасных конструкций
Несущие конструкции и компоненты по сравнению с каркасными структурными системами

Какие существуют типы каркасных конструкций?

🕑 Время чтения: 1 минута

Различные типы каркасных конструкций
Имеются те, которые были использованы в строительстве. Они классифицированы
на два основных типа: жесткая рамная конструкция и раскосная рамная конструкция. Эти
далее делятся на различные формы, например, первая подразделяется на
жесткая рамная конструкция с фиксированным концом и жесткая рамная конструкция со штифтом, в то время как
последняя делится на остроконечные рамы и портальные рамы.

Различные типы каркасных конструкций могут быть изготовлены из различных материалов, таких как железобетон, сталь и дерево. Каркасная конструкция представляет собой конструкцию, имеющую комбинацию балки, колонны и плиты, чтобы выдерживать боковые и гравитационные нагрузки. Эти конструкции обычно используются для преодоления больших моментов, возникающих из-за приложенной нагрузки.

Содержание:

• Какие бывают типы каркасных конструкций?
  • Система жесткой рамы
  • Система жесткой рамы

Система жесткой рамы

Система жесткой рамы, которая также
называемые системами моментной рамы, состоят из линейных элементов, таких как балки и
столбцы. Слово «жесткий» означает способность сопротивляться деформации. Он используется в
стальные и железобетонные здания. Жесткие рамы характеризуются
отсутствие шарнирных соединений внутри рамы и, как правило, статически неопределимы.

Жесткая рама способна
выдерживать как вертикальные, так и боковые нагрузки за счет изгиба балок и колонн. Жесткость
жесткого каркаса обеспечивается в основном изгибной жесткостью балок и
колонны с жесткими соединениями. Соединения должны быть спроектированы таким
таким образом, чтобы они имели достаточную прочность и жесткость и пренебрежимо малы
деформация.

Рис. 1: Жесткие каркасные системы (Home Issurance Building, Чикаго, США)

Методы структурного анализа, такие как
портальный метод (приближенный), метод виртуальной работы, метод Кастильяно
теорема, метод силы, метод наклона-перемещения, метод жесткости,
и матричный анализ, можно использовать для решения внутренних сил и моментов и
поддерживающие реакции.

Жесткая рамная конструкция классифицируется
на два основных типа:

1. Жесткая рама с фиксированными концами

Опоры жесткой рамы имеют фиксированные концы, как показано на рис.2.

Рис. 2: Жесткая рамная конструкция с фиксированным концом

2. Жесткая рамная конструкция с
рама имеет штыревой конец, и она не считается жесткой рамой, если ее опора
условия удаляются.

Рис. 3: Жесткая рама со штифтами

Система раскосов

Раскосы
рамы состоят из балок и колонн, соединенных «шпильками» с раскосами
сопротивляться боковым нагрузкам. Этот тип фрейма прост в анализе и прост в
построить. Сопротивление боковым силам достигается за счет как горизонтальных
и вертикальное крепление.

Многие типы крепления могут быть
используется, например, коленная распорка, диагональная распорка, Х-образная распорка, К-образная или шевронная распорка,
и стены сдвига, которые противостоят боковым силам в плоскости стены. Этот кадр
система обеспечивает более эффективное сопротивление землетрясению и ветру
силы. Это более эффективно, чем жесткая каркасная система.

Рис. 4: Раскосные рамы с различными типами связей

1. Остроконечные рамы

Пик обычно
их вершина. Эта рамная система используется там, где есть возможность тяжелого
дождь и снег

Рис. 5: Стальная конструкция двускатной рамы

2.