Основные конструктивные системы

Сущность конструктивной схемы

Существует несколько видов расчетных схем, отличающихся по характеру пространственной работы:

• одномерные;
• двухмерные;
• трехмерные.

По виду несущих конструкций конструктивные схемы разделяются на стержневые, пластинчатые, массивные и оболочковые. По учету инерционных сил – на статические и динамические.

Конструктивные системы высотных зданий

Конструктивная система здания – это взаимосвязанная совокупность горизонтальных и вертикальных несущих элементов, которые обеспечивают прочность, жесткость и устойчивость всего каркаса здания. Горизонтальные несущие конструкции (например, перекрытия) воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки, передавая из на нижележащие вертикальные несущие конструкции (например, колонны). Последние, в свою очередь, передают нагрузки на фундаментные конструкции. Через фундамент усилия передаются на грунт основания.

Следует заметить, что горизонтальные несущие конструкции однотипны и представляют собой так называемый «жесткий диск».

Вертикальные несущие конструкции, как правило, более разнообразны. Они могут быть стержневыми, плоскостными и объемно-пространственными. В соответствии с примененными вертикальными несущими конструкциями различают четыре вида конструктивных систем высотных зданий:

• рамная (каркасная);
• бескаркасная (стеновая или диафрагмовая);
• ствольная;
• оболочковая.

Несущие элементы конструкции предназначены для восприятия всех силовых воздействий одним типом несущих элементов каркаса. Например, при применении стержневых конструкций в каркасе их сопряжение с ригелями должно быть жестким как в продольном, так и в поперечном направлении, поскольку только в таком случае надлежащим образом будет обеспечиваться восприятие вертикальных и горизонтальных нагрузок.

Помимо основных конструктивных систем широко применяются комбинированные. В таких системах чаще всего вертикальные несущие конструкции сочетаются с различными видами элементов. К ним относится, например, каркасно-диафрагмовая конструктивная схема, в которой роль связей выполняют стены – диафрагмы жесткости.

Также в комбинированных системах могут сочетаться несколько видов вертикальных несущих элементов (например, плоскостные со стержневыми, или стержневые с объемно-пространственными). При таких сочетаниях в большей или меньшей степени дифференцируется восприятие нагрузок и воздействий. Так, горизонтальные нагрузки воспринимаются стеновыми конструкциями, а вертикальные – каркасом. В этой связи применение разных интерпретаций комбинированных систем может быть расширено до нескольких десятков различных вариантов.

На протяжении нескольких столетий стеновая конструктивная система выбиралась в качестве основной для любых видов зданий. Что касается высотного строительства, то здесь она применяется редко, поскольку при такой конструктивной схеме значительно увеличивается вес здания.