Здания ячейковой структуры

Это те здания, когда единовременно в здании находится большое количество людей, но размещены они все в помещениях малых объемов, в ячейках. Сюда относятся лечебные, учебные, административные и торговые учреждения и предприятия. Сама структура - ячейковость помещений определяет подбор основных несущих конструкций. Это здания с несущими стенами или каркасные здания с сеткой колонны 6x6, 6x3x6, 6x9, или 9x9 при высоте от 2х и более этажей. Первый вариант конструктивного решения - здания с несущими стенами - рассматривался ранее в курсовой работе по дисциплине "Основы архитектуры и строительных конструкций". Целью настоящей курсовой работы является проработка конструктивных решений каркасных систем. Для курсового проекта предлагаются, как правило два типа каркасов: рамно - связевой, переросший в ствольную систему каркаса, и связевой. Узлы каркасов шарнирные. Для этих каркасных систем характерна регулярная сетка колонн с их центральной привязкой к разбивочным осям здания и наличие диафрагм жесткости, обеспечивающих каркасу устойчивость и геометрическую неизменяемость. Но именно диафрагмы жесткости определяют различие этих двух систем каркаса. Рамно-связевая система каркаса. Схема сетки колонн, привязка их к разбивочным осям и расположение диафрагм жесткости приведены на рис.1.

Рис.1. Схема элементов рамно-связевого каркаса: а - варианты компоновки пространственных диафрагм жесткости; б - планировочные решения зданий с пространственными ядрами жесткости (ствольная система каркаса).

Жесткость каркаса рамно - связевой системы обеспечивают пространственные диафрагмы, поставленные по расчету или при небольшой этажности и объеме здания допустима их установка по схеме, показанной на рисунке. Каждая из диафрагм устанавливается на собственный фундамент, жестко крепится к колоннам и идет на всю высоту здания. Такая схема размещения диафрагм, жесткой складкой, существенно затрудняет планировку помещений. Кроме того при повышении этажности наблюдается значительный перекос (депланация) вертикальных панелей, в силу чего высота зданий ограничена 16-ю этажами. Но если жесткие складки сдвинуть в центр здания, то они образуют пространственное ядро жесткости, а остальная площадь здания будет свободна от диафрагм. Такое решение резко увеличило возможности каркаса , а система получила название "ствольной". Эта система обеспечивает каркасу жесткость при одновременной свободе планировки здания и дает возможность неограниченно повышать этажность. В центре ствола жесткости рекомендуется размещать все помещения, которым необязательна естественная освещенность (лестничные клетки, лифтовые шахты, санитарные узлы, и т.п.), что предоставляет дополнительную возможность естественного освещения для главных помещений. В результате такая система получила широкое распространение особенно с использованием монолитных железобетонных перекрытий. Связевая система каркаса. Эта система сохраняет туже сетку колонн, а расстановка диафрагм жесткости принципиально отличается от ранее рассмотренной системы. Здесь используются два типа диафрагм: вертикальные и горизонтальные. количество вертикальных диафрагм в каждом конкретном каркасе определяется расчетом, но в зданиях небольшого объема допустима их конструктивная установка, как показано на рис.2. Если диафрагмы совместить со стенами лестничных клеток, то они практически не затрудняют планировку помещений. как и в рамно - связевом каркасе каждая из диафрагм устанавливается на собственный фундамент, жестко крепится к колоннам каркаса и идёт на всю высоту здания.

Установка только вертикальных диафрагм не обеспечивает каркасу необходимую жесткость. Поэтому в этой системе устраиваются и горизонтальные диафрагмы. Они представляют собой поэтажные перекрытия, жесткость которых в направлении ригелей обеспечена самими ригелями, а в поперечном к ригелям направлении жесткость перекрытий обеспечивается связевыми панелями , устанавливаемыми вдоль всех осей зданий, включая крайние, где ставятся связевые пристенные панели. Вариант раскладки панелей перекрытия связевого каркаса показан на рис.3.

Рис.2. Монтажная схема элементов связевого каркаса и вертикальных диафрагм жесткости. а - привязка колонн и ригелей к разбивочным осям; б - узел опирания ригеля на колонну.

Рис.3. Схема раскладки плит перекрытия каркаса и детали крепления связевых плит перекрытий, опирающихся на ригель и на диафрагму жесткости.

Здесь же показан узел опирания панелей на ригель. Если вертикальная диафрагма совпадает с ригелем, то ее верхняя часть имеет конструкцию ригеля, а панели перекрытия опираются непосредственно на диафрагму жесткости. Общий вид компоновочной схемы ячейки связевого каркаса и его основного узла - опирание связевых панелей перекрытия на ригель показаны на рис.4. и рис.5.

При разработке курсовых заданий возможны различные планировочные схемы зданий, различная сетка колонн и высоты этажей. С целью правильного решения различных вариантов проектирования каркасных систем в приложении I-1, I-2, I-3, I-4 приведены схемы раскладки перекрытий, общий вид и номенклатура ригелей, колонн и плит перекрытия.