І.4 Несучі конструкції будівель

Основні типи несучих конструкцій такі: стійко-балочні, арочно-склепінчасті, стінові, оболонки одинарної або подвійної кривини, складки, висячі, перехресно-стержневі (структури) і пневматичні.

Для несучих конструкцій використовують дві групи матеріалів: жорсткі та нежорсткі. Жорсткі: каміння, бетон, залізобетон, армоцемент, металеві стержні з перетинами різної конфігурації, дерево. Нежорсткі матеріали об’єднують дві підгрупи: гнучкі та м'які. Гнучкі матеріали – металеві троси та листи, м'які – тканини та синтетичні плівки.

Жорсткі матеріали скоріше використовують в конструкціях, що працюють на стиск і згин, нежорсткі – тільки в конструкціях, що працюють на розтяг. Для забезпечення несучої здатності конструкції із нежорстких матеріалів виконують з попереднім напруженням.

За характером статичної роботи всі несучі конструкції діляться на площинні та просторові. В площинних – всі елементи працюють під навантаженням автономно, як правило, в одному напрямку і не приймають участі в роботі конструкцій, до яких вони примикають. В просторових - всі або більшість елементів працюють в двох напрямках і приймають участь в роботі конструкцій, що до них примикають. Дякуючи цьому підвищується жорсткість і несуча здатність просторових конструкцій, а також знижуються витрати матеріалів на їх виготовлення.

Вибір типу і матеріалу несучих конструкцій при проектуванні визначається величинами прогонів, що необхідно перекрити. При малих прогонах використовують прості площинні і стержневі конструкції, при великих – більш складні просторові конструкції,

економічна ефективність яких зростає зі збільшенням прогонів.

Стійко-балочні конструкції є найбільш простими і поширеними серед площинних. Вона складається із вертикальних і горизонтальних несучих елементів. Вертикальний елемент – стійка (колона, стовп) являє собою прямолінійний стержень, який сприймає всі вертикальні навантаження від горизонтального елемента (балки), горизонтальні навантаження, що передаються на стійку, і передають зусилля від цих впливів на фундамент. При цьому сама стійка працює на стиск і згин. Горизонтальний елемент стійко-балкової системи – балка (брус) – прямолінійний стержень, що працює на поперечний згин, що працює на поперечний згин під дією вертикальних навантажень.

З’єднання вертикальних і горизонтальних елементів можуть мати різну жорсткість що відображається на характері їх сумісної роботи. При шарнірному спиранні балки мають свободу горизонтальних переміщень і повороту на опорах. В зв’язку з цим вони передають на стійки тільки вертикальні зусилля. При жорсткому з’єднанні балки зі стійкою забезпечується сумісність їх деформацій і переміщень у вузлах з’єднання та можливість передачі згинаючого моменту від балки на стійку. Такий варіант стійко-балкової системи носить назву рами або рамної конструкції, а жорсткий вузол з’єднання балки зі стінкою - рамного вузла. Стійко-балкові конструкції виконують з різним числом прогонів і ярусів (поверхів). Системи несучих конструкцій будівлі у вигляді багатопрогінної і багатоповерхової стійко-балкової конструкції називається каркасною системою.

Каркас, що складається із поперечних і поздовжніх рам (рамний каркас), має просторову жорсткість: його деформації під дією силових впливів є мінімальні і не порушують експлуатаційних якостей будівлі.

Каркас із стійко-балочних конструкцій з шарнірним з’єднанням не має просторової жорсткості. Для її забезпечення вводяться спеціальні конструкції вертикальних в’язів, і вся система несучих конструкцій будівлі називається каркасно-в’язевою або в’язевим каркасом. В якості в’язів можуть бути використані окремі стіни (діафрагми жорсткості), рами, розкоси і т. ін.

В рамних і в’язевих каркасах горизонтальними діафрагмами жорсткості є конструкції перекриттів. Каркасні конструкції використовують в громадських і промислових будівлях при необхідності організації відкритих внутрішніх просторів великої площі або багаторазової трансформації планувальних рішень.

Арочна конструкція являє собою брус криволінійної (циркульної, параболічної і ін.) форми. Кривизна арки забезпечує можливість її статичної роботи переважно на осьові (стискуючі) зусилля, але викликає (на відміну від балочних конструкцій) не тільки вертикальні, але і горизонтальні реакції опор, так званий розпір. Ця обставина вимагає відповідного підсилення опор або використання затяжки-в’язі, що стягує п’яти арки і працює на розтяг.

При збільшенні ширини арки в напрямку, перпендикулярному її прогону, утворюється конструкція просторової форми, що називається циліндричним склепінням.

Стінова (без каркасна) несуча конструкція складається із площинних вертикальних і горизонтальних елементів – стін і перекриттів.

Оболонки являють собою тонкостінні жорсткі конструкції з криволінійною поверхнею. Товщина оболонок достатньо мала в порівнянні з другими її розмірами. Тонкостінність конструкції виключає можливість роботи оболонки на поперечний згин і забезпечує її роботу на осьові зусилля.

Складки - просторова конструкція, що утворюється поєднанням окремих площин (складок) і діафрагм жорсткості. Ця конструкція має аналогічну схему статичної роботи.

Оболонки подвійної кривини є розпірними конструкціями.

Висячі конструкції - основними їх елементами є гнучкі троси, ванти, ланцюги або кабелі. Вони працюють тільки на розтяг і несуть підвішені до них огороджуючи горизонтальні, а інколи і вертикальні конструкції.

Перехресно-стержневі конструкції (структури) являють собою систему із двох горизонтальних решітчастих дисків, розкріплених в двох напрямах похилими або вертикальними стержнями. При цьому всі стержні системи працюють тільки на осьові зусилля.

Пневматичні конструкції виконуються із повітронепроникної прогумової тканини, синтетичної плівки або іншого матеріалу. Конструкція займає проектне положення дякуючи надлишковому тиску заповнюю чого її повітря.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
І.3 Об’ємно-планувальні рішення будівель	\|	І.5 Методи проектування і техніко-економічної оцінки проектних рішень

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.011 сек.