Sistemul structural al clădirilor constă din elemente de construcție interconectate. Toate componentele verticale și orizontale lucrează împreună și oferă stabilitate, rigiditate și rezistență structurilor ridicate. Structurile orizontale preiau sarcini menajere și operaționale și le transferă pe un cadru vertical de susținere. Elementele cadrului clădirii contracarează forțele vântului, percep sarcinile din activitatea umană, suportă greutatea componentelor orizontale și transmit impacturile fundației și fundației.
Membri portanti orizontali
Aceste structuri sunt reprezentate în structură prin elemente care sunt lungi în plan. Sistemul structural al clădirilor presupune că plăcile, secțiunile monolitice, grinzile, traversele și fermeturile sunt proiectate din beton, metal, lemn, în funcție de sarcina necesară și dimensiunile deschiderii.
Initial, in zorii erei constructiilor, tavanele orizontale au fost construite pe principiul grinzilor de sustinere cu pardoseala din materialul de acoperire. Dar designul modern al clădirilor și structurilorfolosește plăci de pardoseală din beton armat în gol, nervurate, în formă de U, care combină simultan în lucrul lor traversele de susținere și zona potrivită pentru funcționare.
Transmiterea sarcinilor de la elementele orizontale
Se realizează conform schemei, atunci când impactul este transferat asupra tuturor elementelor verticale portante sau repartizat pe pereții structurali rigizi, diafragme, legături între rafturi sau stâlpi selectați în acest scop. Pentru structurile industriale, schema de proiectare prevede o metodă combinată de transfer a sarcinilor cu distribuția forțelor orizontale pe rigidizări și proporțional între componentele verticale.
Plăcile de podea sunt denumite diafragme de rigidizare portante, ele combină distribuția orizontală a sarcinilor și transferul acestora pe elemente verticale. Plăcile din beton armat nivelează zona din încăpere și transferă forțele, datorită conexiunii rigide cu structurile verticale.
Utilizarea betonului armat se datorează faptului că, conform cerințelor de securitate la incendiu, plăcile clădirilor în alte trebuie să fie realizate din material incombustibil. Justificarea economică a costului de fabricație a panourilor de podea a făcut posibilă utilizarea lor în cantități mari în clădiri de orice tip. Placile din structura clădirii sunt prefabricate, monolitice sau prefabricate-monolitice.
Varietate de elemente portante verticale
În conformitate cu tipul de elemente verticale care colectează forțele, schema structurală a clădirilor este împărțită înpatru tipuri principale:
- Sistemul planar conține doar pereți și rigidizări;
- cadru și cadru, constând din tijă și componente de închidere (diafragmă și perete);
- tijă, care găzduiește întreaga înălțime a tijelor interioare ale clădirii cu secțiune goală volume-spațială;
- Sistem de carcasă care utilizează soluții volumetrice externe sub forma unei carcase de tip închis cu elemente subțiri.
Sisteme industriale constructive și tehnologice ale clădirilor
Clădirile de locuit au caracteristici tipologice proprii, ele includ elemente portante verticale situate în planul pereților. Utilizarea stâlpilor ca structuri principale deja în stadiul inițial de dezvoltare industrială a făcut posibilă distingerea a patru scheme de proiectare:
- cu plasarea transversală a traverselor de sprijin;
- cu grinzi longitudinale portante;
- cu un sistem încrucișat pentru aranjarea elementelor lungi;
- fără a utiliza grinzi în proiectare.
Proiectarea clădirilor și structurilor după metoda industrială a făcut posibilă nu numai realizarea unei interconectari mai mari a lucrărilor pardoselilor, ci și extinderea numărului de tipuri de elemente portante verticale. Mai recent, a fost folosită o soluție constructivă folosind rigidizări de tip închis. Aceste elemente sunt de obicei situate în partea centrală a clădirii, astfel încât este convenabil să amplasați acolo puțuri de ventilație, lifturi și jgheaburi de gunoi. Clădirile mari necesită instalarerigidizări multiple.
Schema structurală sub formă de carcase portante este o soluție arhitecturală tânără. Aspectul său poate imita o abundență de prisme, cilindri, piramide sau alte forme geometrice tridimensionale.
Alegerea unei soluții constructive
Schema de construcție este o caracteristică statică generalizată a clădirii, care nu are scopul de a determina materialul de producție și metoda de construcție. De exemplu, o construcție plată de perete fără cadru funcționează eficient în același timp atunci când este făcută din cărămidă, lemn, beton, beton spumos și multe alte materiale moderne.
Sistemul structural combinat al clădirilor descrie o variantă a soluției de proiectare pentru compoziția și tipul de aranjare a principalelor elemente longitudinale și transversale în direcții diferite. Tipul său este ales în etapa inițială de proiectare, ținând cont de cerințele operaționale tehnologice avansate și de o soluție rațională de planificare a spațiului.
Pe lângă aceste aspecte, atunci când alegeți o schemă de proiectare, luați în considerare natura distribuției forțelor orizontale și interacțiunea acestora cu elementele de cadru vertical. Sistemele structurale ale clădirilor industriale sunt determinate ținând cont de influența soluției arhitecturale și a tipului de clădire. Alegerea proiectului este influențată de numărul de etaje ale clădirii și de condițiile de construcție din punct de vedere ingineresc și geologic.
Aplicarea diverselor soluții constructive în proiectarea caselor și clădirilor
Soluție cadru cu cadru spațialAceastă opțiune este utilizată în construcția de clădiri rezistente la cataclism seismologic și clădiri în alte pe nouă etaje, precum și în alte clădiri în condiții normale. Acesta este principalul sistem dezvoltat de proiectare a clădirii, utilizat rar în construcția de locuințe din cauza costului economic nerezonabil ridicat.
Soluția spațială de tip fără cadru este utilizată în construcția de clădiri rezidențiale, folosită pentru proiectarea zgârie-norilor de până la 30 de etaje. Sistemul constructiv bloc-volum al clădirilor este format din elemente portante alcătuite din blocuri tridimensionale autoportante așezate unul peste altul. Așa-numiții stâlpi funcționează în conjuncție, datorită unei conexiuni puternice între ei, folosind elemente conectate rigide sau flexibile.
Soluție de construcție cadru-diafragmă
Sistemul se referă la scheme combinate cu un cadru incomplet și se bazează pe distribuția funcțiilor de echilibru staționar între tijă și produsele lagărului de perete. Sistemele structurale ale clădirilor în alte sunt construite pe principiul transferului sarcinilor orizontale către diafragmele verticale de perete, în timp ce forțele verticale care apar în cadru acţionează asupra elementelor barei. Majoritatea clădirilor în alte cu cadru de panouri de tip rezidențial sunt ridicate folosind această metodă în condiții normale de construcție și în zone seismologic periculoase.
Soluție spațială bloc-cadru
Pe baza lucrului în comun a blocurilor șielementele de cadru și structurile volumetrice acționează ca elemente portante sau articulate. Cu ajutorul blocurilor de beton armat, acestea umplu spațiul din zăbrele cadrului de susținere. Elementele încărcate sunt instalate una peste alta pe platforme orizontale ale cadrului, care sunt dispuse pe 3-5 etaje. Un astfel de sistem s-a dovedit în clădirile de peste 12 etaje.
Cerințele arhitecturale și economice determină schema cadrului la alegerea unui proiect. Elementele cu lungime mare sunt proiectate astfel încât să nu încalce soluția de planificare, în timp ce traversele de tavan nu ies din suprafață în clădirile rezidențiale. Dispunerea transversală a panelor este tipică pentru clădirile în alte cu o structură celulară regulată în plan (hoteluri, pensiuni), în timp ce treapta traverselor portante alternează cu pereți și pereți despărțitori. Dispunerea longitudinală a grinzilor lungi încărcate este utilizată în proiecte de clădiri rezidențiale de tip apartament.
Torul fără grinzi este utilizat în construcția clădirilor rezidențiale, dacă utilizarea structurilor prefabricate din beton armat este nepractică din cauza lipsei unor mari asociații industriale din regiune. Sistemul fără grinzi se caracterizează prin fiabilitate scăzută și costuri ridicate; este utilizat în construcția de structuri prefabricate în vrac monolitice și combinate folosind metoda de ridicare a podelelor și cofrajului glisant.
Sisteme de constructii de constructii
Acest concept caracterizează o soluție constructivă într-o soluție tehnologică complexă pentru modul de construire a unei structuri și alegerea materialului pentru elementele și nodurile utilizate. constructivsistemele de constructii sunt proiectate cu pereti portanti din blocuri mici, caramizi, piatra naturala, ceramica sau beton. Sistemele sunt împărțite în prefabricate și tradiționale.
Model tradițional de construcție
Sistemul se bazează pe pozarea manuală a pereților. Vorbind despre metoda industrială de construcție, trebuie menționat că construcția elementelor de închidere rămâne din schema tradițională. Toate celel alte părți ale clădirii, cum ar fi tavanele, scările, grinzile, coloanele și altele, sunt adoptate de industrie din proiectul prefabricat, care ridică construcția tradițională la un nivel în alt al industriei.
Avantajul sistemului traditional este ca dimensiunile mici ale pietrelor de perete fac posibila construirea de case de diverse forme si in altimi. Pereții de cărămidă sunt operați în mod fiabil pentru o lungă perioadă de timp, au un prag ridicat de rezistență la foc, zidăria frontală nu necesită tencuială. Dezavantajele includ o intensitate mai mare a muncii și dependența caracteristicilor de rezistență de tehnologia producătorului și de priceperea zidarului.
Sistem complet
Conform acestei scheme se realizează proiecte de case a căror construcție se bazează pe montarea unor elemente prefabricate mari (panouri, blocuri) din cărămidă, ceramică, beton armat. Obiectele complet asamblate sunt construite după sisteme:
- din blocuri mari;
- folosind panouri;
- cu plăci de perete suspendate pe cadru;
- din blocuri în bloc;
- din beton monolit.
Bloc maresistem de construcție
Aceste tipuri de sisteme de construcție structurale sunt utilizate în construcția de clădiri rezidențiale cu înălțimea de până la 22 de etaje. Blocurile orizontale mari sunt amplasate în funcție de tipul de cărămidă cu îmbrăcarea cusăturilor. Avantajele unui sistem cu blocuri mari sunt simplitatea și viteza de instalare a elementelor, capacitatea de a utiliza diverse materiale. Un număr limitat de dimensiuni necesită o investiție mică, în timp ce sunt construite o varietate de forme.
Structuri structurii panoului
Conform acestei scheme, casele cu înălțimea de 14 până la 30 de etaje sunt proiectate, respectiv, în regiuni seismice și în condiții obișnuite. Structura peretelui este formată din panouri separate, instalate unul peste altul, fără a îmbrăca rosturile cu mortar de ciment. Stabilitatea acestora este asigurată prin sudarea pieselor înglobate, iar în timpul funcționării printr-o legătură puternică a legăturilor și îmbinărilor. Utilizarea sistemului reduce intensitatea muncii cu până la 40%, costul construcției cu până la 7%, reduce masa totală a clădirii cu 20-30%.
Soluția cadru-panou a proiectului
Clădirile sunt ridicate cu un cadru portant din metal sau beton prefabricat și încadrate cu panouri cu balamale din diverse materiale. Este permisă construirea de clădiri de acest tip până la 30 de etaje. Este folosit în principal în clădirile publice, deoarece în construcția de locuințe este inferior panoului în ceea ce privește indicatorii economici și tehnici.
Construcție bloc 3D
Această metodă de construcție aparține tipurilor industriale și constă în montarea de elemente spațiale din beton armat cu o greutate de până la 25 de tone, cu conținut de volum.o camera (bucatarie, camera, baie, etc.) Blocurile sunt construite fara imbracarea cusaturilor. Aceasta metoda permite reducerea intensitatii muncii cu inca 15% fata de metoda panoului. Producția de blocuri cu panouri mari este cu 15% mai scumpă decât panourile. Ei construiesc case mici în zone seismice și case cu 16 etaje în condiții normale.
Sisteme de construcții monolitice
Sunt folosite pentru clădiri în alte. Sistemele structurale ale clădirilor monolitice includ structuri în care toate elementele și componentele portante sunt realizate din beton armat. Schemele combinate ale unei case monolitice prefabricate presupun colectarea sarcinilor pe cadru din elemente prefabricate din beton. Clădirile monolitice sunt proiectate fără cadru, în timp ce clădirile monolitice prefabricate sunt construite cu sau fără cadru.
Metodele industriale din acest domeniu includ construcția folosind beton în cofraje:
- glisant;
- volum reglabil;
- panoul mare.
Ridicarea clădirilor monolitice pe cadru se realizează prin metodele:
- ridicare podea;
- plecare de etaje.
Sistemul monolitic corespunde ca rezistență tipurilor de clădiri prefabricate și este utilizat pe scară largă în zonele în care materialele locale pot fi utilizate în mod activ și nicio investiție în dezvoltarea bazei de producție.
