Het structurele systeem van gebouwen bestaat uit onderling verbonden bouwelementen. Alle verticale en horizontale componenten werken samen en zorgen voor stabiliteit, stijfheid en sterkte van de opgerichte constructies. Horizontale constructies nemen huishoudelijke en operationele belastingen op zich en brengen deze over naar een verticaal draagframe. De elementen van het bouwframe werken windkrachten tegen, nemen de belastingen van menselijke activiteit waar, dragen het gewicht van de horizontale componenten en brengen de schokken over op de fundering en fundering.
Horizontaal dragende leden
Deze structuren worden in de structuur weergegeven door elementen met een lange plattegrond. Het structurele systeem van gebouwen gaat ervan uit dat platen, monolithische secties, balken, dwarsbalken en spanten zijn ontworpen uit beton, metaal, hout, afhankelijk van de vereiste belasting en overspanningsafmetingen.
Aanvankelijk, aan het begin van het bouwtijdperk, werden horizontale plafonds gebouwd volgens het principe van steunbalken met bekleding van het afdekmateriaal. Maar modern ontwerp van gebouwen en constructiesmaakt gebruik van holle, geribbelde, U-vormige vloerplaten van gewapend beton, die tegelijkertijd de ondersteunende dwarsbalken en het gebied dat geschikt is voor gebruik combineren in hun werk.
Overdracht van lasten van horizontale staven
Het wordt uitgevoerd volgens het schema, wanneer de impact wordt overgebracht op alle dragende verticale elementen of wordt verdeeld over structurele stijve wanden, membranen, verbindingen tussen rekken of kolommen die voor dit doel zijn geselecteerd. Voor industriële constructies voorziet het ontwerpschema in een gecombineerde methode voor het overbrengen van belastingen met de verdeling van horizontale krachten op de verstijvers en proportioneel tussen de verticale componenten.
Vloerplaten worden dragende verstevigingsmembranen genoemd, ze combineren de horizontale verdeling van belastingen en hun overdracht naar verticale elementen. Gewapende betonplaten egaliseren het gebied in de kamer en brengen krachten over, dankzij de starre verbinding met verticale structuren.
Het gebruik van gewapend beton is te wijten aan het feit dat, volgens de brandveiligheidseisen, platen van hoogbouw gemaakt moeten zijn van onbrandbaar materiaal. De economische rechtvaardiging voor de productiekosten van vloerpanelen maakte het mogelijk om ze in grote hoeveelheden in gebouwen van elk type te gebruiken. Platen in de bouwconstructie zijn geprefabriceerd, monolithisch of prefab-monolithisch.
Verscheidenheid aan verticale dragende elementen
In overeenstemming met het type verticale elementen dat krachten verzamelt, is het structurele schema van gebouwen verdeeld in:vier hoofdtypen:
- planair systeem bevat alleen wanden en verstijvers;
- frame en frame, bestaande uit stang en omhullende (membraan en wand) componenten;
- stem, geschikt voor de gehele hoogte van het gebouw interne staven van volume-ruimtelijke holle sectie;
- Shell-systeem met externe volumetrische oplossingen in de vorm van een gesloten shell met dunne elementen.
Industriële constructieve en technologische systemen van gebouwen
Woongebouwen hebben hun eigen typologische kenmerken, ze bevatten verticale dragende elementen in het vlak van de muren. Het gebruik van kolommen als hoofdconstructies al in de beginfase van de industriële ontwikkeling maakte het mogelijk om vier ontwerpschema's te onderscheiden:
- met transversale plaatsing van ondersteunende dwarsbalken;
- met langsdraagbalken;
- met een kruissysteem voor het rangschikken van lange elementen;
- zonder gebruik te maken van liggers in het ontwerp.
Het ontwerpen van gebouwen en constructies volgens de industriële methode maakte het niet alleen mogelijk om het werk van vloeren meer met elkaar te verbinden, maar ook om het aantal soorten verticale dragende elementen uit te breiden. Meer recentelijk is een constructieve oplossing gebruikt waarbij gebruik wordt gemaakt van verstijvers van het gesloten type. Deze elementen bevinden zich meestal in het centrale deel van het gebouw, zodat het handig is om daar ventilatieschachten, liften en vuilstortkokers te plaatsen. Grote gebouwen vereisen installatiemeerdere verstijvers.
Het constructieve schema in de vorm van dragende schalen is een jonge architectonische oplossing. Het uiterlijk kan een overvloed aan prisma's, cilinders, piramides of andere driedimensionale geometrische vormen imiteren.
Een constructieve oplossing kiezen
Het bouwschema is een algemeen statisch kenmerk van het gebouw, niet bedoeld om het productiemateriaal en de constructiemethode te bepalen. Een frameloze vlakke wandconstructie werkt bijvoorbeeld effectief tegelijkertijd wanneer deze is gemaakt van baksteen, hout, beton, schuimbeton en vele andere moderne materialen.
Het gecombineerde structurele systeem van gebouwen beschrijft een variant van de ontwerpoplossing voor de samenstelling en het type opstelling van de belangrijkste longitudinale en transversale elementen in verschillende richtingen. Het type wordt gekozen in de eerste ontwerpfase, rekening houdend met de geavanceerde technologische operationele vereisten en een rationele oplossing voor ruimteplanning.
Houd naast deze aspecten rekening met de aard van de verdeling van horizontale krachten en hun interactie met verticale frame-elementen bij het kiezen van een ontwerpschema. Structurele systemen van industriële gebouwen worden bepaald rekening houdend met de invloed van de architecturale oplossing en het type gebouw. De keuze van het project wordt beïnvloed door het aantal verdiepingen van het gebouw en de bouwomstandigheden in termen van engineering en geologische.
Toepassing van verschillende constructieve oplossingen bij het ontwerp van huizen en gebouwen
Frame-oplossing met ruimtelijke frameDeze optie wordt gebruikt bij de constructie van seismologische rampbestendige gebouwen en hoogbouw over negen verdiepingen, evenals in andere gebouwen onder normale omstandigheden. Dit is het belangrijkste ontwikkelde ontwerpsysteem voor gebouwen, dat zelden wordt gebruikt in de woningbouw vanwege de onredelijk hoge kosten.
Het frameloze type ruimtelijke oplossing wordt gebruikt bij de constructie van woongebouwen, gebruikt om wolkenkrabbers tot 30 verdiepingen te ontwerpen. Het volumeblokconstructiesysteem van gebouwen bestaat uit dragende elementen die zijn opgebouwd uit driedimensionale zelfdragende blokken die op elkaar zijn geplaatst. De zogenaamde palen werken samen dankzij een sterke verbinding met elkaar door middel van starre of flexibele verbonden elementen.
Frame-diafragma constructieoplossing
Het systeem verwijst naar gecombineerde schema's met een onvolledig frame en is gebaseerd op de verdeling van stationaire evenwichtsfuncties tussen staaf- en muurdragende producten. Structurele systemen van hoogbouw zijn gebouwd op het principe van het overbrengen van horizontale belastingen op verticale muurmembranen, terwijl verticale krachten die in het frame optreden op de staafelementen werken. De meeste hoogbouwwoningen met paneelframes worden volgens deze methode opgetrokken onder normale bouwomstandigheden en in seismologische gevaarlijke gebieden.
Frame-block ruimtelijke oplossing
Gebaseerd op het gezamenlijke werk van blokken enframe-elementen en volumetrische constructies fungeren als dragende of scharnierende elementen. Met behulp van gewapende betonblokken vullen ze de ruimte in het draagframerooster. Geladen elementen worden op elkaar geïnstalleerd op horizontale platforms van het frame, die over 3-5 verdiepingen zijn gerangschikt. Een dergelijk systeem heeft zichzelf bewezen in gebouwen boven de 12 verdiepingen.
Architecturale en economische vereisten bepalen het kaderschema bij het kiezen van een project. Elementen met een lange lengte zijn zo ontworpen dat ze geen inbreuk maken op de planningsoplossing, terwijl de plafonddwarsbalken in woongebouwen niet uit het oppervlak steken. De transversale opstelling van de gordingen is typerend voor hoogbouw met een regelmatige celstructuur in plattegrond (hotels, hostels), terwijl de trede van de dragende dwarsbalken wordt afgewisseld met wanden en scheidingswanden. De longitudinale opstelling van lange belaste balken wordt gebruikt in woningbouwprojecten van het appartementtype.
Het balkloze frame wordt gebruikt bij de constructie van woongebouwen, als het gebruik van geprefabriceerde gewapende betonconstructies onpraktisch is vanwege het ontbreken van grote industriële verenigingen in de regio. Het balkloze systeem wordt gekenmerkt door lage betrouwbaarheid en hoge kosten, het wordt gebruikt bij de constructie van monolithische en gecombineerde geprefabriceerde bulkconstructies met behulp van de methode van het verhogen van vloeren en glijdende bekisting.
Bouwsystemen voor gebouwen
Dit concept kenmerkt een constructieve oplossing in een complexe technologische oplossing voor de methode van het bouwen van een structuur en de materiaalkeuze voor de gebruikte elementen en knooppunten. constructiefbouwsystemen zijn ontworpen met dragende wanden van blokken, baksteen, natuursteen, keramiek of beton. Systemen zijn onderverdeeld in geprefabriceerd en traditioneel.
Traditioneel bouwpatroon
Het systeem is gebaseerd op het handmatig plaatsen van muren. Over de industriële constructiemethode gesproken, moet worden opgemerkt dat de constructie van omsluitende elementen uit het traditionele schema blijft. Alle andere delen van het gebouw, zoals plafonds, trappen, liggers, kolommen en andere, zijn overgenomen door de industrie van het geprefabriceerde project, dat traditionele constructie naar een hoog niveau van de industrie verheft.
Het voordeel van het traditionele systeem is dat de kleine afmetingen van de muurstenen het mogelijk maken om huizen in verschillende vormen en hoogtes te bouwen. Bakstenen muren worden lange tijd betrouwbaar bediend, hebben een hoge brandwerendheidsdrempel, het voormetselwerk vereist geen pleisterwerk. De nadelen zijn onder meer een grotere arbeidsintensiteit en de afhankelijkheid van sterkte-eigenschappen van de technologie van de fabrikant en de vaardigheid van de metselaar.
Compleet systeem
Volgens dit schema worden projecten van huizen uitgevoerd, waarvan de constructie is gebaseerd op de installatie van grote geprefabriceerde elementen (panelen, blokken) gemaakt van baksteen, keramiek, gewapend beton. Volledig geassembleerde objecten worden gebouwd volgens systemen:
- van grote blokken;
- panelen gebruiken;
- met hangende muurplaten aan het frame;
- van bulkblokken;
- van monolithisch beton.
Groot blokbouwsysteem
Dit soort structurele bouwsystemen worden gebruikt bij de bouw van woongebouwen tot 22 verdiepingen hoog. Grote horizontale blokken worden geplaatst volgens het type metselwerk met afwerking van naden. De voordelen van een grootbloksysteem zijn de eenvoud en snelheid van installatie van elementen, de mogelijkheid om verschillende materialen te gebruiken. Een beperkt aantal maten vereist een kleine investering, terwijl er een verscheidenheid aan vormen wordt gebouwd.
Panelstructuurstructuren
Volgens dit schema zijn huizen met een hoogte van 14 tot 30 verdiepingen respectievelijk ontworpen in seismische gebieden en onder normale omstandigheden. De muurconstructie bestaat uit afzonderlijke panelen die op elkaar zijn geïnstalleerd zonder de voegen met cementmortel te bedekken. Hun stabiliteit wordt verzekerd door het lassen van ingebedde onderdelen en tijdens bedrijf door een sterke verbinding van verbindingen en verbindingen. Het gebruik van het systeem vermindert de arbeidsintensiteit tot 40%, de bouwkosten tot 7%, vermindert de totale massa van het gebouw met 20-30%.
Frame-paneeloplossing van het project
Gebouwen worden opgetrokken met een dragend frame van metaal of prefab beton en omlijst met scharnierende panelen van verschillende materialen. Het is toegestaan om gebouwen van dit type tot 30 verdiepingen te bouwen. Het wordt voornamelijk gebruikt in openbare gebouwen, omdat het in de woningbouw inferieur is aan panelen in termen van economische en technische indicatoren.
3D blokconstructie
Deze constructiemethode behoort tot industriële typen en bestaat uit de installatie van ruimtelijke elementen van gewapend beton met een gewicht tot 25 ton, met een volumeéén kamer (keuken, kamer, badkamer, enz.) De blokken zijn gebouwd zonder de naden te bewerken. Deze methode maakt het mogelijk om de arbeidsintensiteit met nog eens 15% te verminderen in vergelijking met de panelmethode. De productie van blokken met grote panelen is 15% duurder dan panelen. Ze bouwen laagbouwwoningen in aardbevingsgebieden en huizen met 16 verdiepingen onder normale omstandigheden.
Monolitische bouwsystemen
Ze worden gebruikt voor hoogbouw. Structurele systemen van monolithische gebouwen omvatten constructies waarin alle dragende elementen en componenten zijn gemaakt van gewapend beton. Gecombineerde schema's van een geprefabriceerd monolithisch huis omvatten het verzamelen van belastingen op het frame van geprefabriceerde betonnen elementen. Monolithische gebouwen worden ontworpen zonder frame, terwijl geprefabriceerde monolithische gebouwen met of zonder frame worden gebouwd.
Industriële methoden op dit gebied omvatten constructie met beton in bekisting:
- glijden;
- volume instelbaar;
- paneel groot.
De bouw van monolithische gebouwen op het frame wordt uitgevoerd door de volgende methoden:
- vloerheffen;
- vertrek van verdiepingen.
Het monolithische systeem komt qua sterkte overeen met geprefabriceerde gebouwtypes en wordt veel gebruikt in gebieden waar lokale materialen actief kunnen worden gebruikt en geen investering in de ontwikkeling van de productiebasis.
