Основные несущие конструкции многоэтажных каркасных зданий. Многоэтажные каркасные здания рамной, рамно-связевой и связевой, схемы обеспечения их устойчивости.

В каркасных конструктивных системах основными вертикальными несущими конструкциями являются колонны каркаса, на которые передается нагрузка от перекрытий непосредственно (безригельный каркас) или через ригели (ригельный каркас). Прочность, устойчивость и пространственная жесткость каркасных зданий обеспечивается совместной работой перекрытий и вертикальных конструкций. В зависимости от типа вертикальных конструкций, используемые для обеспечения прочности, устойчивости и жесткости, различают связевые, рамные и рамно-связевые каркасные системы

Существует 2 способа обеспечения жесткости плоских систем- по рамной и по связевой схемам. Комбинируя ими при расположении элементов несущего остова в обоих направлениях здания, можно получить 3 варианта пространственных конструктивных схем здания: рамную, рамно-связевую и связевую. В третьем направлении -горизонтальном – перекрытия обычно рассматриваются как жесткие диафрагмы. Все эти варианты встречаются при проектировании несущего каркасного остова.

Рамная схема- система плоских рам (одно- и многопролетных; одно- и многоэтажных), расположенных в 2 взаимноперпендикулярных (или под другим углом) направлениях- систему сеток и ригелей, соединенных жесткими узлами при их сопряжениях в любом из направлений.

Рамно-связевая схема- решается в виде системы плоских рам, шарнирно соединенных в другом направлении элементами междуэтажных перекрытий. Для обеспечения жесткости в этом направлении ставятся решетчатые связи или стенки (диафрагмы) жесткости. Плоские рамы удобнее устанавливать поперек здания.

Связевая схема- наиболее проста в осуществлении. Решетчатые связи или диафрагмы жесткости, вставляемые между колоннами, устанавливаются через 24-30 м. но не более 48м., и в продольном и в поперечном направлениях; обычно эти места совпадают со стенами лестничных клеток.

Рамная схема применяется сравнительно редко из-за трудоемкости и большого расхода стали. Чаще особенно в производственных зданиях применяют рамно-связевую схему.

Связевая схема оправдывает свое широкое применение большой простотой построечных работ, меньшими затратами труду материалов и т.п.

2) Размещение диафрагм жесткости в планах секций связевых и рамно-связевых схем каркасов многоэтажных зданий.

См 1 вопр

При связевой каркасной системе применяется безригельный каркас или ригельный каркас с нежесткими узлами ригелей с колоннами. При нежестких узлах каркас практически не участвует в восприятии горизонтальных нагрузок (кроме колонн, примыкающих к вертикальным диафрагмам жесткости), что позволяет упростить конструктивные решения узлов каркаса, применять однотипные ригели по всей высоте здания, а колонны проектировать как элементы, работающие преимущественно на сжатие. Горизонтальные нагрузки от перекрытий воспринимаются и передаются основанию вертикальными диафрагмами жесткости в виде стен или сквозных раскосных элементов, поясами которых служат колонны (см. рис. 4). Для сокращения требуемого количества вертикальных диафрагм жесткости их рекомендуется проектировать непрямоугольной формы в плане (уголковой, швеллерной и т.п.). С той же целью колонны, расположенные в плоскости вертикальных диафрагм жесткости, могут объединяться распределительными ростверками, расположенными в верху здания, а также в промежуточных уровнях по высоте здания

В рамно-связевой каркасной системе вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимают и передают основанию совместно вертикальные диафрагмы жесткости и рамный каркас с жесткими узлами ригелей с колоннами.Вместо сквозных вертикальных диафрагм жесткости могут применяться жесткие вставки, заполняющие отдельные ячейки между ригелями и колоннами. Рамно-связевые каркасные системы рекомендуется применять, если необходимо сократить количество диафрагм жесткости, требуемых для восприятия горизонтальных нагрузок.

В каркасных зданиях связевой и рамно-связевой конструктивных систем наряду с диафрагмами жесткости могут применяться пространственные элементы замкнутой формы в плане, называемые стволами. Каркасные здания со стволами жесткости называют каркасно-ствольными.

3)Основные типы расположения ригелей и плит перекрытий в плане секций многоэтажных гражданских и промышленных зданий.

Рис. 5. Конструктивные схемы каркасных зданий первых массовых серий: а - с поперечным расположением ригелей; б — с продольным расположением ригелей; в — с перекрестным расположением ригелей; г – безригельное решение; 1 – столбчатый фундамент; 2 – наружная самонесущая стена; 3 – колонны; 4 – ригели, уложенные поперек здания; 5 – панели междуэтажного перекрытия; 6 – ригели, уложенные вдоль здания.

При выборе конструктивной схемы каркаса учитывают экономические и архитектурные требования: элементы каркаса не должны связывать планировочное решение; ригели каркаса не должны пересекать поверхность потолка в жилых комнатах и т. д. Поэтому каркас с поперечным расположением ригелей применяют в многоэтажных зданиях с регулярной планировочной структурой (в основном, общежития и гостиницы), совмещая шаг поперечных перегородок с шагом несущих конструкций. Каркас с продольным расположением ригелей применялся в жилых домах квартирного типа.