Конструктивные системы зданий

Совокупность взаимосвязанных несущих конструкций здания, обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость определяет конструктивную систему зданий.

Конструктивная система характеризуется прежде всего типом вертикальных несущих конструкций, т.к. вертикальные несущие элементы воспринимают все виды нагрузок: и вертикальные (от перекрытий), и горизонтальные (ветер, движение подъемно-транспортного оборудования), а горизонтальные элементы только вертикальные нагрузки (вес людей, оборудования, перегородок).

Соответственно применяемому виду вертикальных несущих конструкций различают пять основных конструктивных систем гражданских зданий:

· каркасную,

· стеновую (бескаркасную),

· объемно-блочную,

· ствольную,

· оболочковую.

В стеновой конструктивной системе перекрытия опираются на стены из дерева, кирпича или железобетона.

В каркасной конструктивной системе нагрузку от перекрытия воспринимает система вертикальных стоек - колонн и связывающих их горизонтальных балок - ригелей.

В объемно-блочной конструктивной системе здание формируют из объемных железобетонных элементов длиной на полпролета или пролет здания.

В ствольной конструктивной системе монолитный ствол образует ядро жесткости высотного здания. Т.к. горизонтальные нагрузки воспринимаются монолитным элементом, то значительно увеличивается несущая способность и жесткость здания.

Оболочковая конструктивная система применяется для общественных зданий с большим внутренним пространством.

Рис.1 – Основные конструктивные системы: а – каркасная; б – бескаркасная; в – объемно-блочная; г – ствольная; д – оболочковая.

Наряду с основными конструктивными системами широко применяют и комбинированные конструктивные системы. В этих системах вертикальные несущие конструкции компонуют, сочетая различные виды несущих элементов: стены и каркас, стены и объемные блоки и т.п.

Рис. 2 – Классификация конструктивных систем жилых зданий

К их числу относятся системы: каркасно-связевая со связями в виде стен-диафрагм жесткости (каркасно-диафрагмовая), с неполным каркасом (несущие наружные стены и внутренний каркас), каркасно-ствольная, ствольно-стеновая, ствольно-оболочковая и др.

Рис. 3 – Комбинированные конструктивные системы: I-II – каркасно-диафрагмовая; I-III – ствольно-стеновая; I-IV – оболочково-диафрагмовая; I-V – объемно-блочно-стеновая; II-III – каркасно-ствольная; II-IV – каркасно-оболочковая; II-V – ствольно- объемно – блочная; III-IV – ствольно-оболочковая; III-V- ствольно-объемно-блочная; I-II-III – каркасно – ствольно – диафрагмовая, 1 – наружная несущая и ограждающая конструкция, 2 – то же, ненесущая, 3 – внутренняя несущая конструкция, 4 – несущий объемный блок, 5 – то же, ненесущий.

Области применения основных и комбинированных систем различны. Бескаркасная система является основной в массовом жилищном строительстве домов различной этажности, каркасная и каркасно-диафрагмовая – в строительстве массовых общественных и промышленных зданий. Оъемно-блочную и объемно-блочно-стеновую применяют в строительстве жилых домов, общежитий и гостинец средней и повышенной этажности; ствольную, ствольно-стеновую и каркасно-ствольную – для жилых и общественных зданий высотой более 20 этажей; оболочковую, ствольно-оболочковую, оболочко-диафрагмовую – для многофункциональных зданий 40 и выше этажей.