Как устроен и работает железобетонный каркас здания
Элементы каркасов в системе строительной конструкции
Основными несущими элементами железобетонных каркасов являются фундаменты, устои жёсткости, колонны и плиты перекрытий. При необходимости организации подземного пространства под каркасом и/или вокруг него устраиваются стены подвала, выполняющие помимо опорной функции для горизонтальных элементов плит ещё и функцию восприятия бокового давления грунта.
Основной функцией фундаментной конструкции здания или сооружения является восприятие нагрузок от вышележащей конструкции и передача их на грунт основания. Это утверждение верно для фундамента любой строительной конструкции, не только каркаса здания.
Основным назначением устоя каркаса является обеспечение общей геометрической неизменяемости и устойчивость конструкции. Наравне с основной своей функцией устой обеспечивает также и передачу нагрузок на фундаменты. Конструктивно устой каркаса может быть выполнен в виде ствола жёсткости или диафрагм жёсткости. Ствол (или устой) жёсткости представляет собой вертикальную тонкостенную трубу сложного, чаще всего замкнутого, поперечного сечения. Ту же функцию несут и диафрагмы жёсткости. Принципиальная разница между стволом и диафрагмой заключается в том, что ствол является пространственной стеновой конструкцией, а диафрагма по своей сути представляет собой плоскую стену. Чаще всего устой жёсткости выполняется на всю высоту каркаса (с низу до верху), в противном случае будет иметь место избыточная податливость тех этажей каркаса, на которых стены отсутствуют. Это может показаться странным, однако подобное решения иногда находят своё применение в практике проектирования многоэтажных зданий.
Наравне с термином «ствол жёсткости» в проектной практике используют и «ядра жёсткости». По всей видимости, второй вариант появился в связи с тем, что часто устой имеет замкнутое сечение и располагается в центре плана здания, поскольку такая форма и расположение являются предпочтительными для восприятия нагрузок.
Колонны каркаса являются вертикальными несущими элементами. Они однозначно воспринимают нагрузки с горизонтальных элементов — балок и плит перекрытий — и передают их на фундамент. А вот восприятие колоннами каркаса горизонтальных нагрузок зависит от того, присутствует ли в каркасе хотя бы один устой жёсткости. Дело в том, что жёсткость устоя на изгиб значительно превышает аналогичный параметр для колонны, такое положение дел определяется заметной разницей в размерах поперечных сечений этих элементов. Если в каркасе присутствует один или несколько даже относительно небольших в плане устоев жёсткости,
Варианты исполнения железобетонных конструкций
Железобетонная конструкция исполняется в двух вариантах — сборном или монолитном. В первом случае изделие изготавливается на заводе и поставляется на строительную площадку в полностью готовом виде, и её остаётся только установить в проектное положение. Во втором случае весь технологический процесс создания конструкции — установка опалубки, армирование и бетонирование и так далее — происходит непосредственно на площадке. У каждого из этих подходов есть свои преимущества и недостатки. Их мы рассмотрим в другой раз.
Фундаменты конструктивно выполняются в виде отдельных ростверков по сваям или в виде сплошной фундаментной плиты. В первом случае каждый из вертикальных несущих элементов (устой жёсткости или колонна) опирается на собственный ростверк, во втором — опорой для всех этих элементов является единая фундаментная конструкция. Железобетонные фундаменты выполняются монолитными.
Чаще всего приходится иметь дело с монолитным решением конструкций каркаса. Во всех проектах моего портфолио фундаменты (ростверки и фундаментные плиты) выполняются монолитными, равно как и плиты перекрытий и покрытий. Стены стволов жёсткости также чаще всего «заливаются» на стройплощадке. А вот диафрагмы жёсткости и колонны могут исполняться как монолитном, так и в сборном вариантах. Сваи фундаментов решаются либо сборными (забивные), либо монолитными (набивные и прочие).
Автор статьи — Шатров Евгений Юрьевич
Копирование информации допускается только без видоизменений и со ссылкой на источник
