Конструктивные системы при каркасном несущем остове (полном каркасе)

Определяющим признаком для классификации конструктивных систем при каркасном несущем остове является расположение ригеля.

Ригель — это элемент конструкции перекрытия (покрытия), передающий нагрузку от плит перекрытия на колонны. Ригелем является главная балка или ферма. Нов практике строительства ригелем называют только балку, а у фермы остаётся её название.

Рис. 2.6. Схема работы каркасной конструктивной системы:

1 — колонна крайнего ряда; 2 — колонна среднего ряда; 3 - ригель (балка); 4 — плита перекрытия

При любом расположении ригеля схема работы такая: на колонны укладываются ригели, а на ригели плиты (схема работы показана на рис. 2.6). И ригели, и плиты представляют собой элементы конструкции перекрытия, которые соединяются между собой в узлах. Нагрузка, действующая на перекрытие, воспринимается плитами, плиты передают её на ригели, ригели — на колонны, через колонны нагрузка передаётся на фундамент и, наконец, — на грунт.

1. Конструктивные системы с поперечным расположением ригеля.

Ригели имеют направление, перпендикулярное к длинной стороне фасада, а плиты, на них уложенные, располагаются вдоль этой стороны (рис. 2.7, а). При такой схеме плиты опираются на ригели по двум коротким сторонам.

• 2. Конструктивные системы с продольным расположением ригеля. Схема та же, но направление ригеля и плит поменялось местами (понятно из рис.2.7, б). Плиты также опираются на ригели по двум коротким сторонам.
• 3. Конструктивные системы с перекрёстным расположением ригелей. Плиты укладываются на ригели в одном направлении, как это показано на рис. 2.7, в, либо на ригели обоих направлений.
• 4. Безригельное перекрытие (покрытие). В этой схеме ригели отсутствуют, а плиты опираются по четырём точкам на колонны (на рис. 2.8 показан сборный и монолитный варианты). Для облегчения работы плит и колонн устраивают капители, которые увеличивают площадь опирания плит.

Здесь надо несколько слов сказать о методах возведения наружных и внутренних стен в доме с каркасным несущим остовом. Наружные стены представляют собой заполнение между стойками каркаса. Они могут быть либо навесными (панели), которые крепятся к колоннам и передают свой вес не на фундамент, а на каркас, либо самонесущими, опирающимися поэтажно на перекрытие. Эти самонесущие стены выполняются чаще всего из материала, который применяется в стеновой системе: кирпич и всевозможные мелкие блоки. Внутренние стены являются, по сути, перегородками, которые могут располагаться не только по оси колонн, но и в любом другом месте. Это бесспорно даёт свободу мысли архитектора.

Каркасные системы имеют некоторые преимущества по сравнению со стеновыми системами, особенно они незаменимы в высотных жилых и офисных зданиях, производственных зданиях и ряде других сооружений.

В малоэтажном индивидуальном строительстве полный каркас ещё несколько лет назад применялся крайне редко. Прежде всего, это было связано с традиционными методами возведения малоэтажных домов и со строительными материалами,

Рис. 2.7. Конструктивные системы при каркасном несущем остове:

а — поперечное расположение ригелей; б — продольное расположение ригелей; в — перекрёстное расположение ригелей; 1 — поперечный ригель; 2 — продольный ригель; 3 — плита перекрытия

используемыми при их строительстве. В России традиционно используется кирпич или дерево, из них не возводят каркас (не имеются в виду фахверковые дома). Однако в последнее время, вследствие новых веяний в архитектуре, которые диктуются требованиями заказчиков к индивидуальному жилищу (большие просторные площади и объёмы, витражи, широкие проёмы и т.п.), всё чаще прибегают к полному каркасу. Этому помогает и всё более широкое внедрение в индивидуальное домостроение монолитного железобетона и стального проката.

Рис. 2.8. Безригельное перекрытие:

а — сборная технология; б — монолитная технология; 1 — надколонные плиты; 2 — плита- капитель; 3 — средняя плита; 4 — монолитная плита

На рис. 2.9 показан пример дома, выполненного в каркасной конструктивной системе.

Рис. 2.9. Пример дома, выполненного в полном каркасе:

а — вид дома; б — план первого этажа; / — колонна; 2 — заполнение наружных стен

Комбинированный несущий остов предполагает различные сочетания стоек каркаса и несущих стен. Благодаря этому разнообразию, комбинированный остов очень благодатен для течения архитектурной мысли; он универсален и для многоэтажных, и для малоэтажных домов, а также офисных зданий.

Многовариантность сочетаний отдельно стоящих опор и несущих стен можно разделить на следующие группы.

Рис. 2.10. Конструктивные системы при комбинированном несущем остове: а — по краям пролетов колонны; внутри — несущая стена; б — внутри колонны,по краям пролетов — несущие стены; 1 — ригель; 2 — плита перекрытия; 3 — несущая наружная стена; 4 — несущая внутренняя стена; 5 — несущая наружная стена

• 1. Периферийное расположение колонн — колонны ставятся вместо наружных несущих стен (периферийно, по краям дома). Если нужно установить большеразмерные светопропускаемые конструкции, этот приём незаменим: колонны воспринимают нагрузку не только от перекрытия, но и от остекления. Нагрузку внутри здания воспринимают стены (рис. 2.10, а).
• 2. Внутреннее расположение колонн — внутренние стены (одну или несколько) заменяют колоннами, позволяя тем самым расширить внутреннее пространство. Наружные стены остаются несущими (рис. 2.10, б).
• 3. Комбинированная система — часть дома выполнена в стеновой системе, часть — в каркасной системе. Либо часть дома поднята на колонны, а остальная часть остаётся в стеновой системе. Такие проекты характерны для районов строительства с большой влажностью и высоким уровнем подземных вод.

На рис. 2.11. приведены примеры комбинированных систем.

Рис. 2.11. Примеры домов, выполненных в комбинированных конструктивных системах: а — часть дома выполнена в каркасной системе, часть — в стеновой; б — снаружи — несущие стены, внутри дома — колонны; 1 — наружная несущая стена; 2 — колонны; 3 — самонесущая наружная стена; 4 — внутренняя несущая стена

Автор: Мунчак Л.А.