Классификация строительных конструкций

Основные сведения. Классификация строительных конструкций Лекция 1. Основные понятия (ГОСТ Р 58033-2017 Здания и сооружения. Словарь. Часть 1. Общие термины) Конструкция – организованная совокупность конструктивных элементов, воспринимающих действующие усилия, обладающая определенной жесткостью. Жесткость – способность конструкции сопротивляется деформации (изменению формы и/или размеров) под воздействием нагрузки изменению формы и/или размеров Конструктивная система – объемная, плоскостная или линейная наземная, надземная или подземная строительная система, состоящая из несущих, а в отдельных случаях и ограждающих конструкций. (ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения) Строительная конструкция – часть сооружения, выполняющая определенные функции несущих или ограждающих конструкций или являющаяся декоративным элементом. Классификация строительных конструкций • по функциональному назначению: Конструкции несущие Данные конструкции воспринимают нагрузки и воздействия, обеспечивая надежность, прочность, жесткость и устойчивость зданий основные второстепенные несущие конструкции образуют остов здания (конструктивную систему): фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия, покрытия и т.п. несущие конструкции – перемычки над проемами, лестницы, блоки шахт лифтов Конструкции ограждающие Данные конструкции разделяют и изолируют внутренний объем здания от внешней среды или между собой. Они должны отвечать нормативным требованиям прочности, тепло-изоляции, гидроизоляции, пароизоляции, воздухонепроницаемости, звукоизоляции, светопропусканию и т.д. ненесущие стены, перегородки, окна, витражи, фонари, двери, ворота Конструкции совмещенные Конструкции совмещенные – выполняют несущие и ограждающие функции – стены, перекрытия, покрытия стены, перекрытия, покрытия Классификация строительных конструкций • по пространственному расположению несущих конструкций: Вертикальные конструкции  воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки и передают их на нижележащие конструкции. Горизонтальные конструкции  воспринимают вертикальные нагрузки и поэтажно передают их вертикальным несущим конструкциям (стенам, колоннам и др.);  воспринимают и перераспределяют горизонтальные нагрузки и воздействия (ветровые, сейсмические) между вертикальными несущими конструкциями;  обеспечивают совместность и равенство горизонтальных перемещений вертикальных несущих конструкций при ветровых и сейсмических воздействиях за счет жесткого сопряжения горизонтальных несущих конструкций с вертикальными конструкциями. Классификация строительных конструкций • по характеру статической работы: Несущие конструкции воспринимают все приходящиеся на них нагрузки и воздействия, включая нагрузки, передаваемые через элементы, расположенные выше и опирающиеся на них (элементы перекрытий и покрытий), и передающие эти нагрузки через фундаменты грунтам основания. Самонесущие конструкции работают только на восприятие собственного веса, а также атмосферных воздействий (ветровые нагрузки, температурные воздействия) и передают их фундаментам и далее грунтам основания. на самонесущие конструкции не опираются другие элементы здания. Навесные конструкции воспринимают собственный вес и атмосферные воздействия в пределах яруса или этажа и передают их внутренним конструкциям здания, на которые опираются сами – внутренние стены, колонны, перекрытия. навесная конструкция не имеет под собой фундамента. Классификация строительных конструкций • по геометрическому признаку: Стержень (брус) Пластина (плита) Массив Конструкция, у которой один из параметров (длина) многократно превышает два остальных, поперечных (ширину и высоту) Конструкция, у которой один из размеров значительно меньше двух других Конструкция, у которой все размеры примерно одинаковы Стержневые Плоские, пластинчатые Объемно-пространственные жесткие гибкие жесткие гибкие жесткие гибкие Классификация строительных конструкций По характеру силовой работы в пространстве Плоскостные – конструкции воспринимающая нагрузку, которая действует в плоскости самой конструкции; • без распорные распорные Пространственные – конструкции, способные воспринимать приложенную к ним пространственную систему сил. Классификация строительных конструкций По форме сечения Сплошные конструкции • Сквозные конструкции (решетчатые, сетчатые) Классификация строительных конструкций Классификация строительных конструкций • по материалу: Конструкции каменные и армокаменные Жилой дом, г. Выборг, 1583 г. Каменный мост, г. Калуга Крутицкое подворье, г. Москва, XV-XVII в. АРМА, бывший Московский Газовый завод, г. Москва Мост и акведук через реку Гард, Франция Пример типового жилого дома Красный форт, г. Дели Классификация строительных конструкций • по материалу: Конструкции каменные и армокаменные         Достоинства: простота изготовления, возможность применения имеющихся местных материалов, долговечность, огнестойкость, относительно высокая прочность, влагостойкость, морозостойкость химическая стойкость.    Недостатки: значительные трудовые затраты на возведение, большая масса высокая теплопроводность. Классификация строительных конструкций • по материалу: Конструкции металлические Жилой комплекс, г. Лондон Складчатая конструкция дебаркадера. Вокзал Ориенте, г. Лиссабон Ферма (центральный пролет 126 м). Аэропорт, г. Банкок Купол (диаметр 612 м). Стадион «Самара-Арена», г. Самара Арка (пролет 285 м). Стадион Фишт, г. Сочи Пример типового каркаса производственного здания с мостовыми кранами и фонарем Классификация строительных конструкций • по материалу: Конструкции металлические В современной практике строительства МК (металлические конструкции) – стальные и алюминиевые находят широкое применение. Достоинства:  высокой несущей способностью, обеспечивающей восприятие значительных нагрузок при сравнительно небольшой собственной массе,  надежностью работы при различных видах напряженного состояния и агрессивных эксплуатационных средах,  значительной универсальностью с точки зрения создания различных конструктивных форм плоских и пространственных систем, высокой индустриальностью изготовления изделий.   Недостатки: Коррозия. Незащищенная от действия влажной среды, а иногда атмосферы, загрязненной агрессивной газами, сталь кородирует (окисляется), что постепенно приводит к ее полному разрушению. Небольшая огнестойкость. У стали при температуре 200°С начинает уменьшатся модуль упругости, а при температуре 600°С сталь полностью переходит в пластического состояние. Классификация строительных конструкций • по материалу: Конструкции железобетонные Музей Mercedes-Benz, Штутгарт Жилой дом в Аргентине Пример типового промышленного здания со сборным железобетонным каркасом Жилой комплекс «Хабитат -67», г. Монреаль Palazzetto Dello Sport г. Рим Пример типового каркаса жилого дома Мост Хасана II, Морокко Классификация строительных конструкций • по материалу: Конструкции железобетонные           В современной практике строительства ЖБК (железобетонные конструкции) – находят широкое применение. Достоинства: высокая прочность; большая долговечность; высокая степень огнестойкости; стойкость против атмосферных воздействий; малые эксплуатационные расходы на содержание; гигиеничность; экономичность ввиду повсеместной доступности сырья. Недостатки: Относительно высокая масса железобетонных конструкций. Нарастание деформаций во времени вследствие ползучести и усадки бетона. Образование трещин в растянутой зоне (чрезмерная величина раскрытия, т.е. расстояние между берегами) приводит к скрытой коррозии арматуры. Классификация строительных конструкций • по материалу: Конструкции деревянные Деревянный храм на берегу Онеги, 1651 г., Высота 45 м. Дворец спорта Партиком, г. Тюмень Складские помещения энергетического концерна Enel в Бриндизи, Диаметр купола 143 м. Жилой дом «Mjøstårnet» г. Брумменддаль , Норвегия, Высота здания 85,4 м. Деревянный многоэтажный офис, Швейцария Классификация строительных конструкций • по материалу: Конструкции деревянные         Достоинства: эстетическая привлекательность; химическая стойкость; возможность перекрывать большие пространства изготовлены из природного возобновляемого естественным путем материала; экологически безопасны; по прочностным показателям единицы веса и по пределу огнестойкости не уступают металлическим конструкциям; позволяют создавать покрытия зданий любой формы и пролета; экономичны при транспортировании и монтаже.     Недостатки: древесина подвержена гниению; деревянные конструкции сгораемы; относительно малая прочность дерева; малая продолжительность службы.