Юджин П. Холланд

Выбор конструктивной системы

Цель выбора конструктивной системы — создать наиболее экономичные конструкции, которые обеспечивают надежную работу здания. Принятая конструкция зданий должна быть также «эксплуатационно пригодной». Это значит: допустимые значения прогибов перекрытий и их гибкости, минимальные повреждения архитектурных элементов, соединенных с несущими конструкциями, ограниченная раскачка верха здания при условии сохранности перегородок, допустимая лишь в пределах, исключающих неприятные ощущения человека....

Система «чередующихся ферм»

Последним достижением в области применения стальных конструкций для жилых домов повышенной этажности является система так называемых чередующихся ферм. Фермы высотой на этаж опираются на колонны, расположенные по наружному контуру здания, и перекрывают пролет, равный его ширине....

Несущие стены из каменной кладки

Рассмотренные конструктивные системы в основном рассчитаны для зданий от четырех этажей и выше, но в жилых домах высотой от 4 до 10 этажей (а иногда и в безлифтовых домах) более экономичны другие варианты конструкций из стали и бетона или несущие стены, сложенные из мелкоштучных строительных элементов (кирпича, бетонных или керамических блоков и т. п.).....

Безригельный каркас с колоннами из труб

Система с плоским перекрытием на колоннах из труб состоит из монолитной или сборной (из предварительно изготовленных на строительной площадке элементов) тонкой бетонной плиты перекрытия, опирающейся на колонны из труб.....

Деревянные конструкции

Строительство жилых домов с несущими деревянными конструкциями обычно ограничено нормами определенной этажностью (четыре этажа). В этой системе и несущие стены, и перегородки, и перекрытия, и конструкции крыши полностью или частично выполняют из дерева. Наружные стены могут быть облицованы каменной кладкой или выполнены из несущей кладки. Перегородки иногда конструируют с металлическими стойками, но чаще с деревянными брусками сечением 5Х10см, размещаемыми на расстоянии 40 см или 60 см. Все большее признание находят легкие металлические прогоны вместо обычных деревянных балок.....

Восприятие горизонтальных нагрузок

Условия восприятия горизонтальных нагрузок зависят от двух основных факторов: конфигурации здания и его высоты. Длинные и узкие сооружения характеризуются пониженным сопротивлением горизонтальным нагрузкам, приложенным к большей плоскости фасада, и обладают исключительной жесткостью, если нагрузки приложены в противоположном направлении....

Железобетонный рамный каркас

Высота здания определяет выбор наиболее экономичного способа обеспечения его сопротивляемости горизонтальным нагрузкам. С точки зрения восприятия горизонтальных усилий применение железобетонного безригельного рамного каркаса (колонн и плит перекрытий) эффективно в зданиях высотой до 10 этажей; при такой высоте зданий для восприятия изгиба, вызываемого горизонтальными силами, достаточно лишь несколько усилить армирование конструкций. Применение одного такого каркаса для восприятия ветровых нагрузок в более высоких зданиях приводит к повышенному армированию и зачастую к утолщению плиты перекрытия в нижних этажах. При таком способе обеспечения сопротивления здания горизонтальным нагрузкам из-за гибкости каркаса возникают проблемы, связанные с взаимодействием конструктивных и архитектурных элементов. Возникает необходимость в устройстве специальных узлов соединений, чтобы предотвратить появление сколов и трещин в перегородках, и особом конструировании трубопроводов и каналов, которые могут примыкать к несущим конструкциям.....

Железобетонный рамный каркас со стенами жесткости

Для увеличения сопротивления каркаса горизонтальным воздействиям в зданиях высотой от 10 до 40 этажей по экономическим соображениям требуется применять дополнительные более жесткие элементы. Эту функцию обычно выполняют стены жесткости. Горизонтальные силы передаются через перекрытия, которые работают в плане как высокие тонкостенные балки (горизонтальные диафрагмы) и распределяют горизонтальные силы между стенами жесткости и каркасом в соответствии с их относительной жесткостью. Неразрезные по высоте стены жесткости рассматриваются как вертикальные консоли, защемленные в основании и воспринимающие продольные (вертикальные) и поперечные (горизонтальные) нагрузки....

Железобетонные диафрагмы (панели) жесткости

Панели жесткости — это целесообразно разрезанные на панели стены жесткости, опирающиеся на колонны. В плане здания они располагаются наиболее рациональным образом с учетом вертикальных нагрузок. Известно, что горизонтальные нагрузки передаются почти на все конструктивные элементы здания. Большие вертикальные нагрузки погашают повышенные растягивающие усилия в панелях, вызванные горизонтальными нагрузками. Естественно, что число панелей жесткости возрастает в нижних этажах и соответствует возрастающим усилиям от горизонтальных нагрузок. Применение панелей жесткости _позволяет свести к минимальным пролеты горизонтальных диафрагм....

Расположение элементов жесткости

Размещение стен или панелей жесткости зависит от планировки этажа. Как правило, наиболее экономично использовать их в качестве стен коридора или межквартирных стен (прежде всего из-за большей простоты устройства опалубки для внутренних стен жесткости, чем для наружных). Применение элементов жесткости в качестве межквартирных стен создает одновременно прекрасное препятствие звукопередаче....

Конструктивная система «железобетонной трубы»

Наружные железобетонные стены, образующие «трубу», создают исключительно эффективную конструктивную схему. Различные варианты такой «трубы» могут быть экономично применены в качестве конструкции жилых зданий высотой 40—60 этажей. Проемность наружных стен определяет работу несущей конструкции. При незначительной проемности работа системы приближается к работе «чистой» трубы, при этом жесткость колонн и рандбалок обеспечивает «трубность». С увеличением размеров проемов и снижением жесткости колонн и рандбалок работа системы приближается к работе каркасной системы.....

Сейсмостойкость

Все сказанное о различных конструктивных системах в отношении их работы при горизонтальных воздействиях справедливо не только для ветровых, но в значительной степени и для сейсмических нагрузок. Однако, согласно требованиям норм, в сейсмических районах применение зданий с конструктивной системой «коробчатого типа» (стены жесткости или «труба») ограничено....

Грунтовые условия

Правильный выбор конструкции подземной части и фундаментов жилого дома зависит от несущей способности грунта и многих других факторов, в том числе от высоты здания, шагов колонн, массы надземной части здания, уровня грунтовых вод, наличия примыкающих конструкций и подземного хозяйства. На каждой территории, намеченной к застройке, проводят в полном объеме инженерно-геологические изыскания. Отчет, подготовленный специалистом по основаниям и фундаментам на основе проведенных им инженерно-геологических изысканий, должен содержать предложения по выбору типа фундамента с учетом всех факторов, в том числе и экономических....

Фундаменты в виде уширенных башмаков

Уширенные башмаки — наиболее экономичные фундаменты. Их применяют для зданий высотой до 20 этажей и более. Они могут быть, как бетонными, так и железобетонными. Нагрузка от колонн надземной части обычно передается бетонными столбами на башмаки, расположенные на грунтовом слое, который обладает достаточной несущей способностью. Непрерывные башмаки в виде ленты обычно устраивают для опирания стен, а отдельные башмаки — для опирания колонн....

Плитные фундаменты

Наличие слабых грунтов с малой несущей способностью и (или) ожидаемая неравномерность осадки основания обусловливают применение фундамента в виде обычной неразрезной железобетонной плиты, которая поддерживает колонны и стены....

Фундаменты глубокого заложения

Если грунты основания с достаточной несущей способностью расположены значительно ниже отметки поверхности, применяют фундаменты глубокого заложения. Набивные сваи-стойки (иногда называемые кессонами) предусматриваются при возможности их опирания на глинистый конгломерат с песком и гравием (плотные глины) или скальное основание. Шахта выполняется, как правило, механическим способом, и, если основанием служит глинистый конгломерат, для увеличения площади опоры на этом уровне делают уширение в виде «колокола».....

Огнезащита

Требования к зданиям повышенной этажности во многих нормативных документах пересмотрены или пересматриваются. Такие изменения, как допустимость деления здания на отсеки вместо обязательного применения спринклеров, способствуют повышению конкурентоспособности стальных конструкций, поскольку при разделении здания на отсеки (как и при применении спринклеров) большинство действующих в настоящее время противопожарных норм не требует трехчасовой огнестойкости перекрытий....

Стальные конструкции

С применением стальных конструкций возводится относительно небольшое (по сравнению с железобетонными) количество жилых домов высотой более 10 или 12 этажей. Совершенствование методов конструирования, изменения в противопожарном нормировании, появление высокопрочных сталей, а также простота и короткие сроки возведения — вот те факторы, которые способствуют повышению конкурентоспособности стальных конструкций.....

Сборные железобетонные конструкции заводского изготовления

Номенклатура железобетонных изделий заводского изготовления разнообразна: от отдельных элементов, таких, как пустотные плиты, настилы сдвоенного таврового сечения, колонны, прогоны, до комплексных конструктивных строительных систем. Чаще всего они используются в малоэтажных зданиях в сочетании со стальным каркасом или несущими кирпичными стенами; однако в последнее время область применения их в многоэтажном жилищном строительстве расширяется.....

Монолитные железобетонные конструкции

Монолитный железобетонный безригельный каркас — наиболее распространенная в США конструктивная система для жилых домов повышенной этажности. Подсчитано, что около 90% всех жилых домов выше 10 этажей возводится с применением такого каркаса. Это объясняется многими причинами:

Толщина плит перекрытия

Максимальная экономия достигается при условии, когда конструкция, требующая определенного расхода материалов, запроектирована на восприятие минимальных приложенных нагрузок. В связи с этим целесообразно уменьшать пролеты плиты путем применения малых шагов колонн каркаса. Увеличение числа колонн не приводит к существенному возрастанию стоимости, в то время как использование более тонких плит перекрытия обеспечивает значительное ее снижение. Для любых квартир, даже самых роскошных, может быть принят шаг колонн около 4,6 м. При таком пролете, измеренном в чистоте между гранями колонн, требуемая толщина плиты перекрытия составляет 12,7 см. Чем меньше пролет, тем меньше расход арматурной стали — это главный показатель экономичности железобетонных конструкций....

Пересечение плиты перекрытия инженерными коммуникациями

Места пересечения перекрытий трубопроводами, шахтами и другими коммуникациями должны быть выполнены таким образом, чтобы они не могли оказать нежелательного влияния на конструкцию и вызвать значительного увеличения размеров конструктивных элементов....

Инженерные коммуникации, скрытые в плите перекрытия

Использование рукавов для трубопроводов и воздуховодов вместо широко применявшихся ранее открытых каналов дает существенные конструктивные преимущества. Электрическая проводка в плите перекрытия (включая места пересечения) не должна занимать более 1/3 толщины плиты и всегда должна располагаться между верхней и нижней арматурой. Нужно по возможности избегать группирования выводов проводки, в особенности у колонн. Если это не удается сделать, то места группирования выводов проводки следует рассматривать как отверстия в плите перекрытия....

Канализация

Для того чтобы стандартные канализационные спуски разместились в плите перекрытия, ее толщина должна быть около 15,2 см. При толщине плиты 12,7 см стандартные фасонные детали трубопроводов канализации будут выступать ниже плиты перекрытия....

Звукоизоляция

Плоские плиты перекрытий из монолитного железобетона обладают прекрасной звукоизолирующей способностью от воздушного шума. Что касается передачи ударного шума, то толщина плиты перекрытия не оказывает на нее заметного влияния.....

Колонны

Колонны, как правило, имеют квадратное или прямоугольное сечение, иногда круглое (обычно открыто стоящие). Колонны квадратного сечения требуют для своего изготовления минимум опалубки и поэтому наиболее экономичны. Квадратные и особенно прямоугольные колонны, как правило, легче, чем круглые, вписываются в планировку квартир....

Консоли

Несущие конструкции жилых домов часто проектируются с консольными балконами и эркерами. Основное правило конструирования — соблюдение такого соотношения между пролетом (выносом) консоли и толщиной плиты, при котором будут обеспечены допустимые гибкость и форма прогиба. В особенности это важно для эркеров с ограждающими стенами, располагаемыми по свободным сторонам плиты перекрытия. Указанное соотношение между толщиной плиты перекрытия и пролетом консоли может быть увеличено (в запас), чтобы исключать возможность появления дефектов в процессе эксплуатации конструкции....

Несущие конструкции, передающие нагрузку от здания на опоры

Нередко в связи с устройством пролетов большего размера (чем в вышележащих этажах) для размещения входов, коммунальных помещений и вестибюлей или стоянок автомобилей и проездов под зданием возникает необходимость не все колонны доводить до уровня фундаментов. Лучше всего избежать такого решения. Но если это сделать невозможно, то применяют перераспределяющие нагрузку конструктивные элементы в виде балок, стен или различных решетчатых капителей опор, получивших название «дерево». Последние два варианта конструкций, передающих нагрузку, предпочтительны как наиболее эффективно выполняющие конструктивную функцию....

Бетонирование монолитного перекрытия при безригельном каркасе

Несмотря на то, что за производство работ несет ответственность подрядчик, проектировщику необходимо определить последовательность работ, обеспечивающую безопасное бетонирование и временное крепление перекрытий при безригельном каркасе.

Температурные швы

Объемные изменения бетона, вызываемые колебаниями температуры и его влагосодержания, должны рассматриваться как вредный фактор, влияющий на эксплуатационные свойства конструкций. Открытые бетонные вертикальные элементы, такие, как колонны или стены жесткости, изменяют свои размеры, если они подвергаются температурным колебаниям. В конструкциях высотных зданий такие изменения могут достигать 2,5 см и более. В перекрытиях и перегородках, примыкающих к этим элементам, могут образовываться трещины, если они не запроектированы соответствующим образом на восприятие этих перемещений.....

Страницы