Теоретичний матеріал до теми 3.

2. Конструктивні схеми будинків

Фундаменти, стіни, окремі опори і перекриття – основні несучі елементи будинку. Вони утворюють кістяк будинку – просторову систему вертикальних і горизонтальних несуч их елементів.

Кістяк визначає так звану конструктивну схему будинку. Залежно від характеру об пирання горизонтальних несучих елементів (перекриттів) на вертикальні несучі елементи (стіни, окремі опори й балки між ними) розрізняють наступні конструктивні схеми цивільних будинків (рис.3.2): з несущими поздовжніми стінами; з несущими по- переч ними стінами; з неповним каркасо м; з повним каркасом. У будівлях з несущими поздовжніми стінами (рис.3.2, а) останні влаштовують з важких матеріалів, що мають потрібну міцність. Крім того, зовнішні стіни також повинні задовольняти теплозахисним вимо- гам. За такою конструктивною схемою будують цегельні й великоблочні будинки.

Рис.3.2. Конструктивні схеми будинків:

1 – внутрішня поздовжня стіна; 2 – внутрішні поперечні стіни;

3 – панелі перекриттів; 4 – стовпи і прогони ; 5 – прогони (чи розпірки);

6 – стояки каркаса; 7 – ненесучі зовнішні стіни

Стійкість такої конструктивної схеми в поперечному напрямку забезпечується попер ечними стінами, що влаштовуються спеціально, не несуть навантаж ення від перекриття. Такі поперечні стіни зводяться лише для огородження сходових кліток і в місцях, де вони потрібні для додання стійкості зовнішнім стінам. Застосування заз наченої конструктивної схеми дає великі можливості для вирішення планування приміщень чи, іншими словами, дає велику свободу у вирішенні планувальних питань. Крім того, при даній конструктивній схемі потріб не менше число типорозмірів збірних виробів.

У будинках з поперечними несущими стінами (рис.3.2, б) забезпечується велика твердість системи, але збільшується загальна довжина несущих внутрішніх стін. Проте таке рішення в ряді випадків є раціональним, тому що при цьому до конструкцій зовнішніх поздовжніх стін ставляться тільки теплозахисні вимоги і для їхнього влаштування можна застосувати легкі ефективні матеріали.

Крім того, іноді застосовується змішаний варіант, при якому опорами для перекриттів служать як поздовжні, так і поперечні стіни.

Якщо замість внутрішніх поздовжніх і поперечних стін улаштовується система стовпів з горизонтальними балками, що спираються на них (прогонами), на які, у свою чергу, спираються перекриття, то така схема відповідає будинку з неповним каркасом (кістяк) (рис.3.2, у, г).

Якщо замість несущих зовнішніх стін застосовані стовпи, що утворюють разом з внутрішніми стовпами і балками (прогонами) немовби кістяк будинку, то така конструктивна схема визначає будинки з повним каркасом (рис.3.2, д). У цьому випадку зовнішні стіни виконують тільки огороджуючі функції і можуть бути самонесучими або навісними. Самонесучі стіни спираються на фундаментні балки і не сприймають ніяких навантажень, крім власної маси. Навісні стіни спираються на горизонтальні елементи на рівні кожного поверху.

За характером роботи каркаси бувають рамні, зв’язкові й рамнозв’язкові. Стовпи і балки рамного каркаса (р ис.3.3, а) з'єднуються між собою твердими вузлами, утворюючи по перечні й поздовжні рами, що сприймають усі діючі вертикальні й горизонтальні навантаження. У будинках із зв’язковим каркасом (рис.3.3, б) вузли між стовпами і балками нежорсткі, тому для сприйняття горизонтальних навантажень необхідні дод аткові зв'язки. Роль цих зв'язків виконують найчастіше перекриття, що утворюють діафрагми і передають горизонтальні навантаж ення на тверді вертик альні діафрагми (стіни сходових кліток, залізобетонні перегородки, шахти ліфтів та ін.). У практиці будівництва знаходять застосування будинку з комбінованим типом каркаса, який називають рамно-зв’язковим. У ньому в одному напрямку ставлять рами, а в іншому – зв'язку. У цивільному будівництві найбільше по- ширення одержал и будинку із зв’язковими каркасами.

Рис.3.3. Схеми каркасів будинку :

1 – елемент каркаса; 2 – тверді вузли; 3 – горизонтальні діафрагми; 4 – вертикальні поперечні й поздовжні діафрагми.

Слід відзначити, що застосування каркасної конструктивної схеми найбільше вигідне для будівництва великопанельних висотних житлових і громадських будинків.

Матеріалом для конструкцій каркаса є залізобетон, сталь, а для малоповерхових будинків стовпи нерідко викладають з цегли. Для дерев'яних будинків каркас також виконують з дерева.

Велике поширення одержує монолітне будівництво, будівництво будинків з об'ємних елементів (блок-коробка), в яких кістяк будинку утворюється коробчастими елементами заводського виготовлення.