Забезпечення просторової жорсткості будинків

 

Найважливішою умовою досягнення високих експлуатаційних якос-тей багатоповерхового будинку є забезпечення його надійного опору гори-зонтальним навантаженням і впливам. Необхідна просторова жорсткість такого будинку досягається різними варіантами компонування конструк-тивної схеми, що вирізняється способами сприйняття горизонтальних (віт-рових або температурних) навантажень. Наприклад, при поперечних бага-топоверхових рамах і поперечних вертикальних зв’язкових діафрагмах го-ризонтальні навантаження сприймаються вертикальними конструкціями спільно, і каркасний будинок у поперечному напрямку працює за рамно-

 

 

зв’язковою системою. При цьому в поздовжньому напрямку при влашту-ванні тільки вертикальних зв’язкових діафрагм будинок працює за зв’язковою системою (рис. 6.2, а).

При поздовжньому розташуванні багатоповерхових рам з жорсткими вузлами і поперечному розташуванні вертикальних зв’язкових діафрагм будинок у поперечному напрямку працює за зв’язковою системою, а в поз-довжньому напрямку – за рамною. Конструктивна схема каркасу при шар-нірному з'єднанні ригелів з колонами буде зв’язковою в обох напрямках

 

(рис. 6.2, б).

	а

	б

 

Рис. 6.2 – Конструктивні плани рам і діафрагм каркасних багатоповерхових цивільних будинків:

А – з поперечними рамами; б – з поздовжніми рамами; 1 – діафрагми; 2 – ригелі

 

Конструктивні схеми, наведені на рис. 6.2, є досить надійними, щоб за-безпечити просторову жорсткість будинку. Рамно-зв’язкова система має де-що кращі техніко-економічні показники, ніж чисто зв’язкова, тому вона знайшла широке застосування в будівництві, особливо в сейсмічних районах.

 

Заслуговує на увагу і конструктивна схема з внутрішнім ядром жорс-ткості. У будинках з монолітним центральним ядром жорсткості із збірних елементів каркасу з метою забезпечення зручного вільного планування сіт-ку колон укрупнюють, у ряді рішень внутрішні колони виключають, і еле-менти перекриттів спираються тільки на зовнішні колони й внутрішнє ядро жорсткості. Ригелі перекриттів прольотом 12-15 м проектують попередньо напруженими, шарнірно зв'язаними з колонами, панелі перекриттів – порожнистими чи коробчастими. Горизонтальні навантаження на будинок сприймаються ядром жорсткості за зв’язковою системою (рис. 6.3).

 

У будинках пластинчастого типу жорсткість у поздовжньому й попе-речному напрямках забезпечується поздовжніми і поперечними монолітними чи збірними вертикальними стінами, жорстко з'єднаними між собою в один просторовий блок. Перекриття зі стінами також з'єднуються жорстко. Необ-хідно чітко контролювати, щоб поперечні стіни забезпечували достатню жо-рсткість будинку в поперечному напрямку. Якщо будинок має значну висоту (50 м і більше), то в межах верхніх поверхів виникає крутний момент, що може викликати підвищені деформації стін і перекриттів. Особливо небезпе-чний такий момент для будинків, виконаних у збірному залізобетоні. У необ-хідних випадках установлюють додаткові діафрагми жорсткості або зв’язкові елементи в межах верхньої половини висоти будинку.

 

 

Рис. 6.3 – Конструктивний план багатоповерхового каркасного бу-динку з центральним ядром жор-сткості: 1 – ядро жорсткості; 2 – монолітні ділянки; 3 – ригелі

 

 

Рис. 6.4 – План розташування поздовжніх і поперечних стін у будинках пластинчастого каркасу

 

Слід зазначити, що просторова жорсткість важлива не тільки для ба-гатоповерхових, але і для одноповерхових будинків. Особливо це відно-ситься до тих будинків, у яких виникають горизонтальні навантаження від рухливого кранового чи іншого технологічного устаткування або темпера-турні впливи. У цьому випадку жорсткість у поздовжньому напрямку за-безпечується постановкою вертикальних хрестоподібних чи портальних зв'язків, а жорсткість у поперечному напрямку забезпечується защемлен-ням колон у фундаментах і жорсткому диску покриття. Вертикальні зв'язки встановлюють посередині температурного блоку на кожному ряді колон. Додатковими елементами жорсткості слід вважати і підкранові балки, що приварюються жорстко до підкранових консолей. І хоч в розрахункових схемах вузол сполучення підкранової балки з колоною приймається шарні-рним у реальному виконанні цей вузол має досить високий ступінь защем-лення. Принципові схеми установки вертикальних зв'язків в одноповерхо-вих промбудівлях показані на рис. 6.5.

								+10.40
				т.щ	В.С
		В.С
6 м ''	''	'' '' ''	''	'' '' ''	''	''	'' 6 м	18 м
							+12.60
		В.С
12 м	''	''	''	''	12 м		24 м	24 м

Рис. 6.5 – Влаштування вертикальних зв'язків по колонах

 

в одноповерхових промбудівлях:

а – при кроці колон 6 м і хрестоподібних зв'язках;

б – при кроці колон 12 м і портальних зв'язках

 

 

Загальна просторова жорсткість одноповерхових будівель забезпечу-ється наявністю вертикальних зв'язків по колонах, жорстким диском пок-риття, що включає залізобетонні прольотні балки або ферми, а також за-кріплені до них залізобетонні плити покриття, і наявністю жорсткого за-щемлення колон у фундаментах. Мостові крани в прольотах підвищують жорсткість будівель у поперечному напрямку.

 

Виходячи з того, що жорсткість одноповерхових промбудівель у по-перечному напрямку може бути ослаблена, прагнуть такі будівлі виконува-ти незначної висоти (до 20÷25 м) і не застосовувати однопрольотні будівлі малого прольоту (12- 18 м) із суцільними колонами і значної висоти. Істот-ним елементом для підвищення поперечної жорсткості одноповерхових промбудівель може виявитися двогілкова колона, висота перерізу якої мо-же досягати 1,2-1,5 м і більше. Кількість прольотів також підвищує попе-речну жорсткість таких будинків.