Материал и вид несущих конструкций покрытия что это

Несущие конструкции покрытия

Несущие конструкции покрытия, являющиеся важнейшим конструктивным элементом здания, принимают в зависимости от величины пролета, характера и значений действующих нагрузок, вида грузоподъемного оборудования, характера производства и других факторов.

По характеру работы они бывают плоскостные и пространственные. По материалу конструкции покрытия делят на железобетонные, металлические, деревянные и комбинированные. В связи с характером работы эти конструкции должны быть прочными, устойчивыми, долговечными, архитектурно-художественными и экономичными. Поэтому при выборе несущих конструкций покрытия производят тщательный технико-экономический анализ нескольких вариантов. Так, железобетонные конструкции огнестойкие, долговечные и часто более экономичные по сравнению со стальными. Стальные же имеют относительно небольшую массу, простые в изготовлении и монтаже, имеют высокую степень сборности. Деревянные конструкции отличаются легкостью, относительно небольшой стоимостью и при соответствующей защите – приемлемой огнестойкостью и долговечностью. Довольно эффективны комбинированные конструкции, которые состоят из нескольких видов материалов. При этом важно, чтобы каждый материал работал в тех условиях, которые для него наиболее благоприятные. Ниже рассматриваются основные виды несущих конструкций покрытий.

Железобетонные балки (рис.13.11) применяют при пролетах до 18 м. Они могут быть одно- и двухскатными. Для их изготовления используют предварительно напряженное армирование. На верхнем поясе балок предусматривают закладные детали для крепления панелей покрытия или прогонов. Балки крепят к колоннам сваркой закладных деталей (рис.13.11, д).

Более эффективны по сравнению с балками железобетонные фермы, которые используют в зданиях пролетом 18, 24, 30 и 36 м (рис.13.12). Они могут быть сегментные, арочные с параллельными поясами, треугольные и др. Между нижним и верхним поясами ферм размещают систему стоек и раскосов. Решетку ферм предусматривают таким образом, чтобы плиты перекрытий шириной 1,5 и 3,0 м опирались на фермы в узлах стоек и раскосов.

Широкое применение получили сегментные безраскосные железобетонные фермы пролетом 18 и 24 м. Для уменьшения уклона покрытия для многопролетных зданий предусматривают устройство на верхнем поясе таких ферм специальных стоек (столбиков), на которые опирают панели покрытия.

Межферменное пространство рекомендуется использовать для пропуска коммуникаций и устройства технических и межферменных этажей.

Крепят фермы к колоннам болтами и сваркой закладных элементов.

При шаге стропильных ферм и балок 6 м и шаге колонн средних рядов 12 м используют подстропильные железобетонные фермы и балки.

Рис.13.11 – Железобетонные балки покрытия:

Достаточно эффективными несущими конструкциями покрытий являются стальные стропильные подстропильные фермы (рис.13.13). Стропильные фермы применяют для пролетов 18, 24, 30, 36 м и более при шаге 6, 12 м.

Пояса и решетку ферм конструируют из уголков или труб и соединяют сваркой с помощью фасонок из листовой стали. Сечения полок поясов, стоек и раскосов принимают по расчету.

Рис.13.12 – Железобетонные фермы покрытия:

Для многоэтажных промышленных зданий применяют балочные и безбалочные перекрытия. Балки перекрытий (ригели) изготовляют из бетона марок 200-400 координационными пролетами 6 и 9 м унифицированной высотой сечения 0,8 м. Балки могут иметь прямоугольное и тавровое сечение (рис.13.14). Ригели прямоугольного сечения делают при больших нагрузках. Соединение с колонной осуществляют путем опирания ригеля на консоль колонны.

Рис.13.13 – Стальные стропильные фермы:

Для многоэтажных зданий со сборным безбалочным каркасом с сеткой колонн 6х6 м применяют плоские плиты перекрытий сплошного сечения (надколонные и пролетные) толщиной 150 или 180 мм. Надколонные плиты устанавливают выступами в гнезда капители, предусмотренные по ее периметру, с образованием после замоноличивания железобетонных шпонок.

Рис.13.14. –Конструкции перекрытий многоэтажных промышленных зданий:

Для устройства помещений, имеющих значительные размеры, используют большепролетные и пространственные конструкции покрытий. Покрытия в большепролетных зданиях бывают плоскостные, пространственные и висящие.

Большепролетными плоскостными покрытиями являются железобетонные и стальные фермы (рис.13.15). Железобетонные фермы пролетом до 96 м изготовляют из бетона М500 с предварительно напряженным нижним поясом. Используют также сборные и монолитные рамы и арки, имеющие различные пролеты.

Рис.13.15 – Большепролетные плоскостные покрытия:

Пространственные покрытия выполняют из плоскостных элементов, монолитно связанных между собой и работающих как цельная конструкция, или в виде оболочек (рис.13.16). Оболочки, которые могут перекрыть большие пролеты, имеют незначительную толщину 30-100 мм, так как бетон в этом случае работает в основном на сжатие.

Оболочки могут быть цилиндрические, купольные, параболоидные и др. Хорошие показатели имеет покрытие из длинных цилиндрических оболочек, применяемых при сетке колонн 12х24 м и более.

Устраивают также висячие покрытия, которые работают на растяжение (рис.13.17). Висячие конструкции делятся на вантовые и собственно висящие.

Несущими элементами в вантовых покрытиях являются тросы и вантовые прямолинейные элементы. В качестве настилов используют алюминиево-пластмассовые панели, коробчатые настилы из стеклопластиков и сотовые панели. Вантовые покрытия могут быть пролетом 100 м и более.

Рис.13.16 – Примеры покрытий в виде оболочек:

Рис.13.17 – Висящие покрытия:

В собственно висячих покрытиях несущими конструкциями являются мембраны и гибкие нити, криволинейно очерченные под действием приложенной к ним нагрузки.

В промышленном строительстве широко используют и пневматические конструкции. Принцип возведения их основан на том, что во внутреннее замкнутое пространство мягких оболочек нагнетают атмосферный воздух, который растягивает оболочку, придавая ей заданную форму, устойчивость и несущую способность. Материал оболочек этих зданий должен быть воздухонепроницаемым, эластичным, прочным, легким, долговечным и надежным в эксплуатации.

Контрольные вопросы

1. Определение каркаса здания и основные элементы каркасов одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий.

2. Особенности конструктивных решений фундаментов промышленных зданий.

3. Фундаментные балки.

4. Конструктивные решения колонн промышленных зданий.

5. Подкрановые балки, их виды и конструктивные решения.

6. В каких случаях применяют обвязочные балки?

7. Железобетонные несущие конструкции покрытий.

8. Металлические несущие конструкции покрытий.

9. Большепролетные и пространственные покрытия.

Источник

Основные виды несущих конструкций покрытий.

Несущие конструкции покрытия

Несущие конструкции покрытия, являющиеся важнейшим конструктивным элементом здания, принимают в зависимости

Ø от величины пролета,

Ø характера и значений действующих нагрузок,

Ø вида грузоподъемного оборудования,

Ø характера производства и других факторов.

По характеру работы они бывают

По материалу конструкции покрытия делят на

В связи с характером работы эти конструкции должны быть

Поэтому при выборе несущих конструкций покрытия производят тщательный технико-экономический анализ нескольких вариантов.

Ø и часто более экономичные по сравнению со стальными.

Ø имеют относительно небольшую массу,

Ø простые в изготовлении и монтаже,

Ø имеют высокую степень сборности.

Ø отличаются легкостью,

Ø относительно небольшой стоимостью

Ø при соответствующей защите – приемлемой огнестойкостью и долговечностью.

Комбинированные конструкции, которые состоят из нескольких видов материалов. При этом важно, чтобы каждый материал работал в тех условиях, которые для него наиболее благоприятные.

Основные виды несущих конструкций покрытий.

1. Железобетонные балки (рис.13.11) применяют при пролетах до 18 м.

Для их изготовления используют предварительно напряженное армирование. На верхнем поясе балок предусматривают закладные детали для крепления панелей покрытия или прогонов. Балки крепят к колоннам сваркой закладных деталей (рис.13.11, д).

Рис.13.11 – Железобетонные балки покрытия:

2. Железобетонные фермы, которые используют в зданиях пролетом 18, 24, 30 и 36 м (рис.13.12).

Ø параллельными поясами,

Ø треугольные и др.

Между нижним и верхним поясами ферм размещают систему стоек и раскосов. Решетку ферм предусматривают таким образом, чтобы плиты перекрытий шириной 1,5 и 3,0 м опирались на фермы в узлах стоек и раскосов.

Широкое применение получили сегментные безраскосные железобетонные фермы пролетом 18 и 24 м. Для уменьшения уклона покрытия для многопролетных зданий предусматривают устройство на верхнем поясе таких ферм специальных стоек (столбиков), на которые опирают панели покрытия.

Межферменное пространство рекомендуется использовать для пропуска коммуникаций и устройства технических и межферменных этажей.

Крепят фермы к колоннам болтами и сваркой закладных элементов.

Источник

Строительство гражданских и промышленных зданий

Конструктивный элемент, ограждающий здание сверху, называют покрытием.

Основными видами покрытий являются чердачные крыши, бесчердачные покрытия, большепролетные плоские и пространственные покрытия.

Исходя из основного назначения покрытия — защиты здания от атмосферных осадков в виде дождя и снега, а также от потерь теплоты в зимнее время и перегрева в летнее время, оно состоит из несущих конструкций, воспринимающих передаваемые нагрузки от вышележащих элементов, и ограждающей части.

К покрытиям предъявляют следующие основные требования. Конструкция покрытия должна обеспечивать восприятие постоянной нагрузки (от собственной массы), а также временных нагрузок (от снега, ветра и возникающихь при эксплуатации покрытия). Ограждающая часть покрытия (кровля), служащая для отвода осадков, должна быть водонепроницаемой, влагоустойчивой, стойкой против воздействия агрессивных химических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе и выпадающих в виде осадков на покрытие, солнечной радиации и мороза, не подвергаться короблению, растрескиванию и расплавлению. Конструкции покрытия должны иметь степень долговечности, согласованную с нормами и классом здания.

Важными требованиями к покрытиям являются экономичность их устройства и обеспечение расхода минимальных денежных средств на их эксплуатацию. Особое значение имеет применение индустриальных методов при устройстве покрытий, что снижает трудозатраты на строительной площадке и способствует повышению качества строительно-монтажных работ.

Для обеспечения отвода осадков покрытия устраивают с уклоном. Уклон зависит от материала кровли, а также климатических условий района строительства. Так, в районах с сильными снегопадами уклон определяется условиями снегоотложения и удаления снега; в районах с обильными дождями уклон кровли должен обеспечивать быстрый отвод воды; в южных районах уклон покрытия, а также выбор материала кровли определяются с учетом солнечной радиации.

Источник

Материалы несущих конструкций зданий и факторы, влияющие на выбор материала несущих и ограждающих конструкций.

При выборе строительных материалов имеет значение класс здания по капитальности, который регламентирует требования к степени, огнестойкости и долговечности, требования, связанные с условиями эксплуатации зданий — с климатом, с температурно-влажностым режимом помещений, с возможностью химической агрессии и т. п., экономическая выгода проекта.

Основным материалом массового строительства гражданских и производственных зданий является железобетон. Качества – долговечность и стойкость, хорошее сопротивление воздействию огня и коррозии. Ж/Б дороже металла, но не требует дополнительных расходов на обработку от негативных воздействий. Применятся как в сборном, так и в монолитном исполнении.

Деревообладает рядом преимуществ (дешевизна, простота изготовления) и рядом существенных недостатков (недолговечность, горючесть). Применяется в производственных и складских помещениях для сельского хозяйства, подсобных помещениях в промышленности, временными сооружениями. Клееные деревянные конструкции, обработанные специальными составами, значительно меньше подвержены гниению и возгораемости. Они перспективны в качестве несущих конструкций покрытий зальных помещений общественного назначения, включая здания с большими пролетами.

Синтетические материалы, получающие все большее применение в ограждающих конструкциях, однако, почти не применяются в элементах несущего остова зданий в силу специфики их физико-механических свойств. Исключение — специальные виды конструкций (пневматические, тентовые и т. п.).

3. Разновидности каркасов одноэтажных производственных зданий (классификация и краткая характеристика каркасов).

Стоечно-балочный каркас с плоскостными рамными системами:

Наиболее распространены стоечно-балочные каркасы с жестким защемлением колонн в фундаменте. Каркас состоит из одно- или многопролетных поперечных рам, которые обеспечивают жесткость здания в поперечном направлении.

К продольным конструкциям каркаса относятся: фундаментные балки, подкрановые балки, подстропильные системы, связи.

Продольные элементы совместно с элементами поперечных рам обеспечивают пространственную жесткость здания в продольном направлении.

Стоечно-балочные каркасы могут быть из ж/б, металлических, деревянных и смешанных конструктивных элементов.

Каркасы с покрытием из длинномерных настилов:

Применяются для пролетов 12, 18, 24 м и более. Длинномерные сборные настилы укладывают на продольные балки или на несущие продольные стены

Достоинства: Совмещают несущие и ограждающие функции, относительно небольшой расход материалов, сокращение кол-ва сборных элементов, высокая жесткость покрытия, т. к. все его части единый диск.

Недостатки: большие габаритные размеры, трудоемкость в изготовлении, транспортировании и монтаже.

Каркасы с плоскостными распорами, конструкциями в виде арок или рам:

-Рамы бывают: трехшарнирные, бесшарнирные и двухшарнирные с затяжкой.

-Рамы бывают стальные, из элементов сплошного сечения и решетчатые (сквозные).

-Деревянные рамы могут быть цельнодеревянные и клеедеревянные.

-Арки – распорная конструкция обычно криволинейного очертания, перекрывающая пролет между двумя опорами.

-Арки бывают: трехшарнирные, бесшарнирные и двухшарнирные.

Очертание арок: круговое, стрельчатое, треугольное, эллипсоидное, полигональное, параболическое.

Каркасы с пространственными системами: К простран. системам относятся: оболочки, складки, купола, своды, висячие системы, структуры, пневмоконструкции.

Достоинства: рациональная геометрическая форма, несущие и ограждающие функции, архитектурная выразительность, высокая жесткость, экономичный расход материалов, меньшая собственная масса.

Недостатки: большая трудоемкость при изготовлении и возведении.

Выполняются из ж/б, металла, дерева, фибробетона, пластмассы, синтетического тканевого материала.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Источник

Основные строительные конструкции и конструктивные элементы зданий и сооружений

Для более полного раскрытия обозначенной темы рассмотрим определения базовых понятий.

В соответствии с Федеральным законом от 30.12.2009 № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»:

Здание — результат строительства, представляющий собой объемную строительную систему, имеющую надземную и (или) подземную части, включающую в себя помещения, сети инженерно-технического обеспечения и системы инженерно-технического обеспечения и предназначенную для проживания и (или) деятельности людей, размещения производства, хранения продукции или содержания животных.

Строительная конструкция — часть здания или сооружения, выполняющая определенные несущие, ограждающие и (или) эстетические функции.

В соответствии с ГОСТ Р 58033-2017 «Словарь. Часть 1. Общие термины»:

Конструкция — организованная совокупность конструктивных элементов, обладающая определенной жесткостью.

Конструктивный элемент — составная часть сборной или монолитной конструкции, воспринимающей действующие усилия.

Несущие конструкции (элементы) — конструкции, воспринимающие постоянную и временную нагрузку, в том числе нагрузку от других частей зданий.

Самонесущие конструкции — конструкции, воспринимающие нагрузку только от собственного веса.

Ограждающие конструкции — конструкции, выполняющие функции ограждения или разделения объемов (помещений) здания. Ограждающие конструкции могут совмещать функции несущих (в том числе самонесущих ) и ограждающих конструкций.

В соответствии с п. 5.4.2 СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты» Нажмите для перехода на ПожВики к несущим элементам зданий следует относить несущие стены, колонны, а также связи, диафрагмы жесткости, фермы, элементы перекрытий и бесчердачных покрытий (балки, ригели, плиты, настилы), если они обеспечивают общую прочность и пространственную устойчивость здания. Сведения о несущих конструкциях, являющихся несущими элементами здания, приводятся проектной организацией в технической документации на здание.

Таким образом, мы установили, что любое здание, независимо от его назначения и материалов, из которых оно построено, состоит из определенного набора строительных конструкций и конструктивных элементов. Рассмотрим основные из них.

Фундамент — конструкция, передающая нагрузки от здания или сооружения на грунтовое основание.

Стены — вертикальные конструкции, защищающие помещения от воздействия окружающей среды и отделяющие одно помещение от другого. По своему назначению и месту расположения в здании стены делятся на наружные и внутренние. Стены нередко выполняют несущие функции. По характеру воспринимаемых нагрузок стены могут быть:

несущие — воспринимающие нагрузки от собственного веса и опирающихся на них конструкций, передающие нагрузку на фундамент;

самонесущие — воспринимающие нагрузку только от собственного веса в пределах высоты здания и передающие нагрузку на фундамент;

навесные — воспринимающие нагрузку от собственного веса (в пределах этажа ) и передающие ее на междуэтажное перекрытие.

Перекрытия — горизонтальные несущие конструкции, разделяющие здание на этажи и передающие нагрузку на стены и отдельные опоры. В зависимости от месторасположения в здании перекрытия могут быть междуэтажными, чердачными и надподвальными.

Перегородки — внутренние не несущие нагрузку вертикальные конструкции, разделяющие смежные помещения.

Лестница — конструкция, заключающая в себе непрерывный ряд горизонтальных площадок (ступеней или лестничных площадок), которые служат для сообщения между этажами, а также для эвакуации Нажмите для перехода на ПожВики людей из здания.

Площадка лестничная — площадка между лестничными пролетами.

Марш лестничный — непрерывная последовательность ступеней между двумя уровнями.

Клетка лестничная — пространство внутри здания или сооружения, предназначенное для размещения лестницы.

внутренние лестницы, размещаемые на лестничных клетках;

внутренние открытые лестницы;

наружные открытые лестницы.

П1 — вертикальные лестницы ;

П2 — маршевые лестницы с уклоном не более 6:1.

Лестничные клетки в зависимости от степени их защиты от задымления при пожаре подразделяются на следующие типы:

обычные лестничные клетки;

Обычные лестничные клетки в зависимости от способа освещения подразделяются на следующие типы:

Л1 — лестничные клетки с естественным освещением через остекленные или открытые проемы в наружных стенах на каждом этаже;

Л2 — лестничные клетки с естественным освещением через остекленные или открытые проемы в покрытии.

Незадымляемые лестничные клетки в зависимости от способа защиты от задымления при пожаре подразделяются на следующие типы:

Н1 — лестничные клетки с входом на лестничную клетку с этажа через незадымляемую наружную воздушную зону по открытым переходам;

Н2 — лестничные клетки с подпором воздуха на лестничную клетку при пожаре;

Покрытие здания — верхнее ограждение здания для защиты помещений от внешних климатических факторов и воздействий. При наличии пространства (проходного или полупроходного) над перекрытием верхнего этажа покрытие будет называться чердачным. Соответственно при отсутствии указанного пространства над перекрытием верхнего этажа — бесчердачным покрытием.

Крыша — верхняя ограждающая конструкция здания для защиты помещений от внешних климатических факторов и воздействий.

Настил — сплошная часть перекрытия или покрытия, составленная из стержней или плитообразных элементов.

Карниз — горизонтальный выступ на стене, поддерживающий крышу здания и защищающий стену от стекающей воды.

Колонна — вертикальная линейная конструкция, высота которой значительно превышает ее поперечное сечение, предназначенная для восприятия вертикальных (в меньшей степени горизонтальных) нагрузок.

Балка — горизонтальная или наклонная несущая конструкция зданий и сооружений, имеющая опору в двух или более точках, ширина сечения которой намного меньше длины, воспринимающая главным образом изгибающие усилия.

Ферма — стержневая конструкция, состоящая из верхнего и нижнего поясов, раскрепленных решеткой. Она предназначена для работы в качестве несущего элемента перекрытия или покрытия.

Прогон, обрешетка — основание под кровлю из листовых или штучных материалов, состоящее из параллельно уложенных по скату стропил деревянных брусков или досок.

Ригель — горизонтальный сплошной или решетчатый линейный несущий элемент строительной конструкции (балка, прогон). В рамах ригель соединяет стойки, в каркасах — опоры, в крышах — стропила.

Теперь вы имеете представление об основных строительных конструкциях и конструктивных элементах зданий и сооружений.

Источник