ЛЕКЦИЯ 5
При необходимости обеспечения свободного внутреннего пространства (на всех или некоторых этажах) и одновременного повышения жесткости здания применяются всевозможные каркасы с использованием балок-стенок или высоких ригелей в виде ферм (рис. 5.1).
Вся конструкция наружных стен может быть выполнена как единая балка-стенка, опирающаяся на колонны или портальные конструкции первого этажа. Такие балки наружных стен располагаются параллельно продольной оси здания (рис. 5.1а), по периметру зданий при их форме, близкой к квадрату (рис. 5.1 б), или пересекают здание в двух направлениях, образуя жесткую пространственную систему (рис. 5.1 в).
Ригели высотой в один этаж могут устанавливаться так, чтобы в уровне одного (через этаж) создавалось свободное пространство. В этом случае они располагаются вдоль двух параллельных сторон здания, по всем четырем сторонам (рис. 5.1 г, д) или в виде пространственной решетки (рис. 5.1 е).
Параллельные фермы высотой на этаж могут располагаться по ширине здания вразбежку (рис. 5.1 ж) или перпендикулярно друг другу (рис. 5.1 з).
При расположении ригелей-ферм через два или три этажа по высоте дополнительные перекрытия устраиваются на стойках по верхним поясам или подвешиваются к нижним поясам ферм (рис. 5.1 и, к).
Для некоторых производственных зданий целесообразно применять каркасы с межферменными этажами (рис. 5.2 ). Большие пролеты зданий (12, 18, 24 м) перекрывают рамно-раскосными или безраскосными железобетонными фермами. В пределах конструктивной высоты ферм устраивают помещения, в которых размещают инженерное оборудование и коммуникации. Они также служат бытовыми, складскими и другими вспомогательными помещениями. Высота межферменных этажей - от 2,4 до 3,6 м, а производственных этажей - 3,6; 4,8; 6,0 м.
Железобетонные фермы являются ригелями многоэтажного каркаса, поэтому их жестко соединяют с колоннами для образования рам в поперечном направлении. В продольном направлении каркас решается по связевой схеме с постановкой вертикальных металлических связей в каждом деформационном блоке здания.
Для зданий с межферменными этажами применяют плиты перекрытий двух типов. На верхний пояс ферм укладывают П- или 2Т-образные ребристые плиты, поскольку они воспринимают нагрузку производственных помещений. На нижний пояс ферм опирают многопустотные или специальные санитарно-технические плиты со встроенными светильниками и воздухораспределительными вентиляционными каналами.
Рис. 5.1. Каркасы с железобетонными балкам-стенкам и ригелями-фермами:
а-в - конструкции наружных стен в виде единой балки-стенки; г-з - ригели-фермы с расположением через этаж; и, к - ригели-фермы через два или три этажа
Рис. 5.2. Решение многоэтажного здания с межферменными техническими этажами:
а - фрагмент поперечного разреза; б - ферма-ригель безраскосная; в - ферма-ригель рамно-раскосная
Каркасы из монолитного железобетона.
Условием применения монолитного железобетона для возведения каркасных зданий является, прежде всего, развитая технологическая база: индустриальные унифицированные системы опалубок; наличие пластичных и удобоукладываемых бетонных смесей; применение бетононасосов и другого оборудования для подачи бетонной смеси на проектные отметки.
Достоинства монолитных каркасов проявляются в широких возможностях архитектурно-конструктивного формообразования:
• возможность проектирования самых разнообразных структур (рис. 5.3);
• вариантность шага колонн и формы их сечения;
• устройство в зданиях консолей, выступов, западающих участков и других изменений формы;
• использование колонн (в т.ч. наклонных) и различных ригелей, позволяющих улучшить условия работы конструктивной системы и вместе с тем придать зданию архитектурную выразительность;
• изменение высоты этажей в пределах одного здания.