ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НЕСУЩИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ
Требования к зданиям и сооружениям
-
Функциональные требования - соответствовать своему назначению, обеспечить нормальную жизнедеятельность людей, работу оборудования, защиту от внешних воздействий, создание комфортных условий для проживания и т.д.
-
Конструктивные требования - обеспечивать восприятие всех нагрузок и воздействий без разрушения, чрезмерных деформаций в течение заданного срока службы здания или сооружения.
-
Экономические требования - обеспечивать оптимальные затраты, материальных и трудовых ресурсов, энергии и минимальные сроки возведения, быть удобным в эксплуатации.
-
Эстетические требования - иметь выразительный архитектурный облик, гармонично вписываться в окружающую среду
-
Экологические требования - не нарушать установившийся баланс окружающей среды.
Строительные конструкции
-
Под несущими понимают конструкции, предназначенные для восприятия действующих на них нагрузок и передачи их на другие элементы. Несущие конструкции должны иметь необходимую прочность, жесткость, устойчивость, долговечность и обеспечивать этими качествами здание в целом.
-
Прочность – это способность элемента или конструкции воспринимать внешние нагрузки и воздействия без разрушения.
-
Жесткость – это способность элемента или конструкции воспринимать внешние нагрузки и воздействия без чрезмерных перемещений и прогибов.
-
Устойчивость - это способность элемента или конструкции воспринимать внешние нагрузки и воздействия, сохраняя начальную форму и положение.
-
Долговечность – это свойство обеспечивать прочность, жесткость и устойчивость во времени.
Способы обеспечения пространственной жесткости
Здания с неполным каркасом
Монолитные перекрытия
Балочное
(ребристое) перекрытие
Безбалочное
(гладкое)
перекерытие
Сборно-монолитное перекрытие
Полносборные дома
Крупноблочное здание
Крупнопанельное здание
Конструкции одноэтажных производственных зданий
Элементы каркаса одноэтажного однопролетного промышленного здания
-
Конструктивная система ОПЗ – каркасная, рамно-связевая: в поперечном направлении жесткость каркаса обеспечивается поперечными рамами, в продольном направлении – жестким диском покрытия и связями по колоннам
-
Основу несущей системы составляют поперечные рамы, которые воспринимают все основные нагрузки – снег, ветер, собственный вес строительных конструкций, нагрузка от мостового крана;
-
Состав поперечной рамы: колонны, ригели (стропильные фермы или стропильные балки).
-
Для обеспечения жесткости рамы крепление колонн в фундаментах или крепление ригелей к колоннам выполняется жестким
-
В состав каркаса кроме поперечных рам входят: прогоны, подкрановые балки, фахверковые стойки, связи
-
Связи обеспечивают пространственную жесткость каркаса, уменьшают расчетные длины несущих элементов и воспринимают только горизонтальные нагрузки: ветер, торможение крана, горизонтальные составляющие взрывных (сейсмических) нагрузок.
-
Виды связевых элементов: жесткие диски (крестовые, раскосные, портальные) и распорки
Схемы конструкций связей между колоннами
Горизонтальные связи по покрытию: а – по верхним поясам
По верхним поясам
ферм
По нижним поясам ферм
Вертикальные
1 – распорки; 2 – поперечные связевые фермы; 3 – продольная связевая ферма; 4 – растяжки; 5 – вертикальные связи
Влияние схем расположения связевых блоков на развитие температурных деформаций и напряжений
а – при расположении связевых блоков в крайних пролетах;
б – то же, по середине здания
Расположение связей по колоннам в зданиях: а – коротких (или температурных отсеках); б - длинных
1 – колонны; 2 – распорки; 3 – ось температурного шва; 4 – подкрановые балки;
5 – связевый блок; 6 – температурный блок; 7 – низ ферм; 8 – низ башмака.
Связи в многоэтажных каркасах:
а – с плоскими диафрагмами жесткости;
б – с внутренним пространственным стволом жесткости;
в – с внешним стволом жесткости
Свободное крепление ригелей а, б – к колоннам; в, г – к железобетонным диафрагмам: 1 – вертикальное ребро; 2 – монтажный столик; 3 – прокладка; 4 – торец опорного ребра (строгать, фрезеровать); 5 – анкер.
Жесткое сопряжение ригелей и колонн
Базы колонн с анкерными болтами
1 – плоскость фрезерования; 2 – установочная риска;
3 – установочный болт; 4 – анкерный болт; 5 – шайба;
6 – подливка; 7 – анкерная плитка
Материалы для несущих строительных конструкций
-
В строительстве применяются следующие несущие конструкции:
-
Каменные
-
Деревянные
-
Железобетонные
-
Металлические (стальные)
-
Материалы делят:
-
по деформативности - линейно деформируемые (сталь, дерево) и нелинейно деформируемые (бетон, кладка).
-
по реологическом свойствам материала – обладающие ползучестью (бетон, раствор) и не обладающие ползучестью (сталь, дерево). Под ползучестью понимают свойство материала развивать необратимые пластические деформации во времени при постоянном уровне напряжений.
Свойства материала
-
Механические
-
прочность - нормативные и расчетные сопротивления при сжатии и растяжении.
-
деформативные -сжимаемость и растяжимость материала под нагрузкой, ползучесть и усадка, набухание и температурные деформации.
-
Физические
-
водонепроницаемость, морозостойкость, огнестойкость, коррозионная стойкость, теплопроводность и др.
Металлические конструкции
Характеристика сталей
