Metode de soluții de proiectare pentru clădiri
Proiectare pentru orice structuri metalice pentru constructii incepe sa abordeze problema fundamentală care stau la baza - alegerea sistemului structural al clădirii, pe baza cerințelor funcționale și tehnice și economice.
Sistem constructiv - o pluralitate de structuri verticale și orizontale interconectate portante ale clădirii, care sunt toate pot fi atribuite sarcinii de detectare și are impact, oferă împreună rezistență, rigiditate și o stabilitate a structurii spațiale.
Alegerea sistemului structural definește rolul fiecăruia dintre purtătorul componentei în spațiul clădirii.
structură portantă orizontală (plafon și podea), care pot fi atribuite de a percepe toate sarcinile verticale sunt transmise și structurile lor verticale de susținere (pereți, stâlpi, etc.), care la rândul său, transmite sarcina prin intermediul fundației la sol (baza de construcție). Structuri portante orizontale, tind să joace rolul în construirea de hard disk-uri - diafragmele de rigidizare orizontale. Ei iau și redistribuie sarcini orizontale și impacturi (vânt, seismice) între structurile portante verticale.
Orizontală structura portantă a clădirilor civile mai înalte decât două etaje, de obicei, de același tip și constituie un disc din beton armat - prefabricate (beton din plăci continue, tubulare sau cu nervuri separate), prefabricate din beton monolit sau solid. De asemenea, în clădirile industriale cu mai multe etaje (cel puțin - în clădirile civile) folosind suprapunerea grinzilor metalice (grinzi) și puntea de oțel profilat. Pe baza cerințelor de siguranță la foc, în unele cazuri, acestea se suprapun beton ulterior zamonolichivayut.
Structuri verticale de față de orizontală sunt mai diverse. Următoarele tipuri de structuri portante verticale:
- Rod (Rack cadru);
- joncțiune (deschideri de perete);
- elemente tridimensionale înălțimea la podea (unități de volum);
- tije interne tridimensionale tubulare (deschis sau închis în secțiune transversală) la înălțimea clădirii (trunchiuri de rigiditate);
- structuri tridimensionale purtătoare de externe ale înălțimea construcției unei secțiuni de coajă cu pereți subțiri închise (coajă).
Prin urmare, referindu-se la structura portantă verticală au fost denumite cinci sisteme structurale de bază ale clădirilor:
Odata cu proiectarea sistemului compozit utilizat pe scară largă de bază. In aceste sisteme, structuri de sprijin verticale sunt asamblate prin combinarea diferitelor tipuri de elemente de sprijin - pereți și coloane, pereți și unități volumetrice, etc ..
În conformitate cu cerințele funcționale ale deciziilor de planificare spațială în clădiri pot fi combinate într-o varietate de structuri spațiale a celulelor. Aceasta implică o combinație a diferitelor sisteme structurale într-o singură clădire. de exemplu, pentru un fragment de construire a structurii celulare frameless și încadrarea - pentru instalațiile de tricotat. O astfel de soluție se numește un sistem mixt structural al clădirii.
Alegerea sistemului structural se bazează pe proiectarea de spațiu-planificare, cerințele arhitecturale și compoziția și economice, în conformitate cu zona specificată de utilizare rațională a fiecăruia dintre sistemele structurale.
Sistemul fara rama (perete) (Figura 3.1.) - baza de proiectare a caselor de locuit cu număr diferit de etaje și scop (clădiri de apartamente, dormitoare, hoteluri, case de oaspeți, etc.) și pentru diferite condiții geologice. Alegerea acestui sistem este legată de stabilitatea relativă a deciziilor spațiu de planificare a clădirilor rezidențiale și avantajele sale tehnice și economice. Cu această utilizare extinsă a sistemelor frameless pentru tipuri de masă de clădiri publice (școli, grădinițe, clinici, și altele.).
Fig. 3.1. Frameless (perete), sistem de construcție
1 - peretele exterior al rulmentului;
2 - peretele lagărului interior;
3 - podele prefabricate din beton dală
Rama (vezi. fig. 3.2) este cel mai des utilizat în proiectarea de masă și clădirile publice unice pentru diferite scopuri și numărul de etaje. Acest sistem oferă sistem frameless în ceea ce privește costurile forței de muncă și timpul de construcție. Cu toate acestea, preferința acordată sistemului cadru, datorită cerințelor funcționale de flexibilitate a deciziilor spațiu de planificare a clădirilor publice și necesitatea de a re-planificare în mod repetat, în timpul operației. Din punct de vedere al acestor cerințe, avantaje de aspect ale sistemelor cadru la Frameless clar.
Fig. 3.2. Sistem de construcție cadru
1 - coloana cadru; 2 - bare transversale în carcasă; 3 - planseului prefabricate din beton; 4 - panou de perete exterior articulat
Vedere de ansamblu a sistemelor structurale cadru ale clădirilor publice și industriale sunt prezentate în Fig. 3.3.
Fig. 3.3. Vedere de ansamblu a clădirilor încadrarea sistemului structural
și - publicul, și b - industriale
Sistem de spațiu-bloc (vezi. fig. 3.4) este utilizat pentru proiectarea diferitelor tipuri de clădiri rezidențiale până la 16 etaje. Principalul avantaj al acestui sistem constructiv - o reducere a costurilor forței de muncă în construcția de clădiri.
Fig. 3.4. Sistem de construcție spațiu-bloc
1 - armat unitate de volum de beton (pe dimensiunea camerei)
Sistemul receptor (vezi. Fig. 3.5) permite libertatea de soluții de planificare, deoarece spațiul dintre rigiditatea trunchiului și zidăria exterioară rămâne liber de suporți intermediari. rigiditate relativ ridicată permite construirea unui sistem pentru proiectarea de clădiri rezidențiale și publice, de obicei, cu un tip compact turn (pătrat, circular, etc.) sub formă de plan, o înălțime de mai mult de 20 de etaje. Poate că utilizarea sistemului receptor și extins clădiri, dar în aceste cazuri, sistemul structural al clădirilor asamblate din mai multe trunchiuri.
Compactul mai potrivite din punct de vedere clădiri înalte ale sistemului receptor în construcții rezistente la cutremur precum și într-o bază de tulpină neuniformă (pe soluri subsiding, peste lucrări miniere etc.).
Fig. 3.5. Sistemul structural Receptor
1 - prefabricate din beton sau rigiditate trunchiului monolit; 2 - suprapunere consola intercomunicare
Sistemul de manta este caracterizat printr-o clădire unică și înalte (40 etaje), deoarece oferă o creștere semnificativă a facilități de rigiditate. Utilizarea unui astfel de sistem ca principală (și, de asemenea, în combinație cu rama) oferă libertatea de soluții de planificare, ceea ce îl face potrivit pentru clădiri rezidențiale și publice. Cu toate acestea, cele mai multe dintre aceste clădiri sunt proiectarea multifuncționale. Structura tecii poate combina rulment și protejarea funcțiilor sau completate cu Fațade extern.
Fig. 3.6. Un exemplu al unui sistem constructiv clădire coajă
În afară de caracteristicile de bază ale sistemului structural tipoobrazuyuschih, adică elemente purtătoare verticale, există caracteristici suplimentare de clasificare în cadrul fiecărui sistem. Acestea servi drept criterii geometrice - ----------- de ocupare a structurilor de lagăr verticale ale clădirii și în ceea ce privește distanța între acestea. Metoda de plasare a structurilor orizontale și verticale portante ale clădirii într-un spațiu numit schema de proiectare.
In frameless (perete), sistem de construcție. pornind de la atributele geometrice de bază, următoarele scheme de proiectare pot fi izolate (a se vedea figura 3.7 ..):
a) cu un mare pereți shagomnesuschih (2,4 ÷ 4,5 m);
b) cu pereți înguste smoală rulment (6,0 ÷ 7,2 m);
c) cu un pas mixt;
Fig. 3.7. scheme constructive ale clădirilor frameless
Schema de construcție de perete longitudinal (vezi. fig. 3.7 a) în proiectarea clădire tradițională de joasă, medie și mare creștere. Locul de amplasare rare transversale diafragme peretele de rigidizare (25-40 m) oferă libertate în soluții de planificare pentru clădiri, astfel încât acest circuit este utilizat în proiectarea de clădiri rezidențiale și publice pentru diverse scopuri.
Schema de construcție încrucișată perete (vezi. fig. 3.7 b) mai puțin flexibilă în raport planirovochnom decât circuitul longitudinal în spatele peretelui. Prin urmare, acesta este cel mai des utilizat în construcția de clădiri rezidențiale, cel puțin - tipuri de masă de clădiri publice (centre de îngrijire a copilului, școli etc.). perete Cross circuit (în special, cu un pas mare a pereților portante transversale) permite posibilitatea de reamenajare parțială a volumului interior al clădirilor în exploatare precum și plasarea mici încorporate în spații non-rezidențiale în parterul clădirilor de locuit.
c) caracterizate structural prin dimensiuni mici și dispunerea de celule (aproximativ 20 m2), care limitează domeniul de aplicare numai clădiri rezidențiale. Locul de amplasare frecventă a peretelui transversal face planuri de dificil să pună în aplicare transformarea clădirilor. Diversitatea de planificare a deciziilor în proiectarea clădirilor pe baza acestui sistem facilitează utilizarea de mai multe dimensiuni de trepte pereții transversali (de exemplu, 3,0, 3,6 și 4,2 m) în diverse combinații. Datorită schemei de înaltă rigiditate spațială eco-perete predominante în proiectarea de clădiri cu mai multe etaje, și clădiri, construite în condiții geologice complexe, precum și în zonele seismice.
În clădirile cadru patru scheme de proiectare utilizate:
-I - traversele eco-locație;
-II - cu traversele longitudinale;
-III - traversele încrucișată locație;
Folosind moderne dimensiuni structuri model de masa de suprapunere determină bază axelor structurale și grila de planificare cadru 6 „6 m (cu grilă suplimentară 6“ 3 m).
La alegerea unui cadru de scheme constructive iau în considerare atât cerințele economice și arhitecturale și de planificare:
- elemente de cadru (coloane, grinzi, rigiditatea diafragmei) nu ar trebui să limiteze libertatea de soluții de planificare;
- grinzi de cadru nu ar trebui să iasă în afară din suprafața plafonului în camera de zi, și să treacă de-a lungul limitele lor.
Cadru cu traversele cross-locație (vezi. Fig. 3.8), este adecvată în clădiri cu structură de planificare regulată (cămine, hoteluri) unde tonalitatea pereții transversali aliniate cu pasul care poartă structuri.
Fig. 3.8. structurale pentru construcții cadru de aspect situat vizavi de traversele
Cadru cu bare transversale longitudinale (vezi. Fig. 3.9) este utilizat în proiectarea de clădiri rezidențiale și de tip apartament în masă clădiri publice structura de planificare complexă, de exemplu, în clădirea școlii.
Fig. 3.9. Structurale de construcție cadru aspect cu traversele longitudinale
Cadru cu traversele locație cruce efectua adesea monolit și este utilizat în mai multe etaje comerciale și clădiri publice.
Bezrigelny cadru este folosit ca mai multe etaje clădiri industriale și civile, deoarece acest sistem în arhitectură și de planificare pentru cele mai adecvate în absența bare transversale.
Fig. 3.10. Schema structurală a clădirii, cu rama bezrigelnym
1 - coloana cadru; 2 - pardoseli modulare dale sau monolit
În acest caz, grinzile sunt absente și monolitice sau placă prefabricată sau disc se sprijină pe coloane capitale (lărgind), sau direct la coloană (vezi. Fig. 3.10).
In sistemele de proiectare combinate pot fi folosite diferite combinații de structuri portante verticale, care sunt utilizate în sistemele structurale principale. În practică, cele mai frecvente următoarele scheme constructive în clădiri cu sisteme combinate:
1) Full-frame (vezi. Fig. 3.11). Un astfel de sistem este selectat pe baza de materii prime locale și condițiile de fabricație de utilizare a structurilor masive ale peretilor exteriori.
Fig. 3.11. Schema structurală a clădirii, cu un schelet incomplet (planul)
și - dale bazate pe grinzi de cadru, iar pe peretele exterior al rulmentului;
b - grinzi de cadru sunt susținute de coloane, iar pe peretele exterior al rulmentului
1 - coloana cadru; 2 - traversele; 3 - planseului prefabricate din beton; 4 - perete care poartă
2) Schema în care carcasa este situată într-un prim etaj (sau mai multe etaje) și deasupra clădirii dispune de un sistem structural de perete (vezi. Fig. 3.12).
Fig. 3.12. EXEMPLU sistem structural combinat (profil)
1 - coloana cadru; 2 - se extinde longitudinal grinzi; 3 - planseului prefabricate din beton; 4 - rulment pereți