Войти  |  Регистрация
Авторизация

Конструктивные системы



Определение, конструктивные элементы, части, подсистемы. Конструктивную систему несущих конструкций можно определить как набор элементов, объединенных в конструктивные части и подсистемы, которые соединены связями между собой и внешней средой. Конструктивную систему составляют так, чтобы она соответствовала функциональным и архитектурным требованиям, обеспечила возможность реализации, и в окончательной фазе была способна воспринимать все нагрузки и воздействия, которые будут действовать на здание в процессе его эксплуатации.
Конструктивные элементы или конструктивные части здания в зависимости от способа восприятия нагрузки и расположения в пространстве можно разделить на семь групп (табл. 4.1).
Конструктивные системы

В конструктивной системе может существовать различное число конструктивных частей, по-разному ориентированных в пространстве и в разных сочетаниях. В конструктивном решении здания может возникнуть несколько разных конструктивных частей (рис. 4.2).
Конструктивные системы

Конструктивные системы высотных зданий можно разделить на подсистемы по различным критериям, например по положению относительно уровня земли: на нижнюю (подземную) и верхнюю (наземную) части; по расположению конструкции в здании: на фундаментные, горизонтальные (перекрытия, покрытия, ростверки), вертикальные конструкции (колонны, опоры, связи) ; по применяемому материалу: на конструкции из железобетона (монолитного, сборного), кирпичной кладки, стали; по восприятию нагрузки: на конструкции, воспринимающие вертикальную нагрузку, горизонтальную нагрузку и т.п.
Конструктивная система с гравитационной и стабилизирующей подсистемами. Для большей наглядности и для упрощения статического анализа иногда целесообразно разделить конструктивную систему на две подсистемы в зависимости от способа восприятия нагрузки — подсистему, воспринимающую вертикальные нагрузки (гравитационная подсистема), и подсистему, воспринимающую горизонтальные нагрузки, обеспечивающую жесткость в поперечном направлении и при кручении, а тем самым пространственную жесткость и устойчивость (стабилизирующая система).
Для высотных зданий особое значение приобретает стабилизирующая система, потому что обычно по этой подсистеме определяют общую конструктивную систему. Конструкции перекрытий в меньшей степени влияют на топ конструктивной системы, основное влияние оказывают вертикальные конструкции.
В качестве подсистемы, воспринимающей вертикальные нагрузки, можно представить, например, конструкцию перекрытия, поддерживаемую вертикальными, качающимися стойками (рис. 4.3, а). Чтобы эта система стала устойчивой и способной воспринимать горизонтальные нагрузки, необходимо ее дополнить стабилизирующей подсистемой, которая в данном случае будет образована тремя стержнями минимальной длины. Эти стержни необходимо расположить так, чтобы система была способна воспринимать не только горизонтальные нагрузки в любом направлении, но и крутящий момент относительно произвольной оси (в нашем случае относительно вертикальной оси), поэтому ветровые связи должны быть расположены в таких плоскостях, которые имеют хотя бы две линии пересечения и, кроме того, все стены с ветровыми связями не должны пересекаться по одной линии (рис. 4.3, б). Рассмотренные условия аналогичны условиям, которые предъявляют для обеспечения жесткости тела в пространстве с шестью степенями свободы, которые могут быть устранены с помощью шести стержней, размещенных в соответствии с определенными требованиями.
Функцию стержня, который устраняет одну степень свободы, могут выполнять различные конструкции, поэтому диафрагма жесткости (ветровая связь) может быть выполнена в виде решетчатой конструкции, раскосов, жесткой рамы или стен (рис. 4.4) и т.п.
Конструктивные системы

Гравитационную подсистему высотных зданий можно представить в виде горизонтальной конструкции (перекрытия), поддерживаемой вертикальными конструкциями, которые рассчитываются только на вертикальные нагрузки. В зависимости от способа передачи нагрузки с перекрытий на опоры можно выделить основные гравитационные подсистемы (рис. 4.5): а) с точечным опиранием (безбалочная подсистема), вертикальная нагрузка собирается со всех сторон и передается на колонны; б) с опиранием в двух направлениях — с балками в двух направлениях, которые располагают ортогонально, диагонально и т.п.; в) с опиранием в одном направлении (все балки расположены в одном направлении).
Вместо балок, поддерживаемых стойками, могут применяться рамы или решетчатые конструкции, стены и т.п., рассчитываемые только на вертикальную нагрузку, это означает, что рамы в системе расположены симметрично и что расчет рам велся в предположении неподвижности их узлов.
Конструктивные системы

Если опорные конструкции соединены с горизонтальными конструкциями с помощью соответствующих связей (например, с помощью жестких соединений), то возникает гравитационная система, обладающая определенной пространственной жесткостью. При небольших горизонтальных (боковых) воздействиях, как, например, у невысоких зданий с малой этажностью или у зданий с большими размерами в плане с большим числом вертикальных конструкций, такая система сама способна обеспечить достаточную пространственную жесткость всего сооружения, а дополнительные напряжения, возникающие при действии горизонтальных нагрузок, в расчетах практически не учитываются. В других случаях возникает необходимость в дополнении гравитационной системы специальной стабилизирующей подсистемой. Наименьшей пространственной жесткостью обладает гравитационная подсистема с точечным опиранием — безбалочная (в этой подсистеме функцию ригелей рам выполняет невысокая плита перекрытия), поэтому при увеличении числа этажей эту подсистему необходимо дополнить стабилизирующей подсистемой, например стенами жесткости, ядрами и т.п. При стержневых системах, особенно рамных, когда расчет рам на вертикальную нагрузку ведется при условии неподвижности узлов, то при увеличении числа этажей рамы необходимо усилить для того, чтобы они могли воспринимать и горизонтальные нагрузки. В системах с опиранием в двух направлениях, например когда опорами являются пространственные рамы, гравитационная подсистема обладает определенной жесткостью в обоих направлениях. Здесь достаточно усилить рамы, рассчитанные на вертикальную нагрузку, с тем, чтобы они могли воспринимать и горизонтальную нагрузку. Системы с опиранием в одном направлении необходимо дополнительно рассчитывать на горизонтальные воздействия и в направлении, перпендикулярном направлению, необходимо предусмотреть стабилизирующую подсистему.
Разделение системы высотного здания на две подсистемы применяется и тогда, когда хотят определить, насколько правильно была выбрана конструктивно-статическая система здания с точки зрения восприятия горизонтальных нагрузок, поскольку расходы на конструкции, обеспечивающие жесткость здания, одновременно являются мерилом прогрессивности выбранного общего решения.
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent