Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Конструкции зданий

Высотные здания


Высотные здания

В высотных зданиях число этажей обычно составляет 25—35, но встречаются здания и большей этажности.

Высотное здание является рациональным как здание скелетного (каркасного) типа.

Каркас состоит из колонн, балок перекрытий и ригелей стен.

Стальной каркас сравнительно с железобетонным имеет ряд преимуществ: меньшие габариты элементов, большую индустриализацию изготовления, более короткие сроки возведения, меньшие размеры строительной площадки и отсутствие значительных затрат на зимние работы. Чисто стальной каркас целесообразен начиная с 30 этажей, каркас с жесткой арматурой рационален в пределах 20—30 этажей.

Рис. 1. Высотная компоновка и план каркаса

Рис. 2. Системы связи жесткости и их расположение
а — рамная; б — раскосная; в — сплошная; г и д — план

Пространственная схема каркаса должна быть простой. Прежде всего следует стремиться к четкому прямоугольному или даже квадратному плану с главными размерами, кратными шагу колонн, который принимается равным 4 – 6 м. Не должно быть «подвешенных» колонн, т. е. стоящих не на фундаменте.

По мере поднятия кверху высотное здание сужается уступами, ширина которых должна равняться шагу колонны. Лишь в самых верхних этажах можно применять «подвешенные» колонны.

Примером хорошей планировки может служить каркас высотного здания, построенного на Смоленской площади в Москве.

Пространственная неизменяемость и жесткость каркаса обеспечиваются двумя способами. Первый из них предполагает жесткое сопряжение всех балок каркаса с колоннами. В результате весь каркас превращается в пространственную раму.

При втором способе отказываются от сплошного применения жестких узлов; для обеспечения неизменяемости каркаса предусматриваются связи жесткости, соединяющие в единую систему колонны и ригели. Эти связи могут быть рамными, раскосными или сплошными, как показано на рис. 39.9. Поскольку каркас является пространственным, связи жесткости располагаются во взаимно-перпендикулярных плоскостях, образуя иногда вертикальные пространственные конструкции.

Рис. 3. Сечения и стыки колонн высотных зданий
а — колонны; б — стыки

В плане здания связи жесткости располагаются симметрично, по возможности в тех местах, где нет проемов.

По высоте каркаса связи жесткости должны проходить непрерывно от фундамента до его вершины. Можно смещать связи из одной панели в другую, но только так, чтобы они представляли собой неизменяемую систему.

Каркасы высотных зданий делаются сварными.

Колонны каркаса разбиваются на монтажные элементы длиною в 2 этажа, в пределах которых сечение остается постоянным. Форма поперечного сечения колонн должна быть удобной для постепенного изменения сечения в сторону уменьшения по направлению к верхним этажам здания. Двутавровое сечение может быть составным или прокатным и рационально для зданий прямоугольного плана и для рамной схемы каркаса. Недостатком сечения является неодинаковая конструкция примыкания ригелей. Крестовое сечение, применяемое в зданиях квадратного плана, обеспечивает одинаковую конструкцию примыканий ригелей во взаимно-перпендикулярных направлениях. Недостатком сечения является большое количество сварных швов.

Конструкция стыков колонн зависит от размеров и формы поперечных сечений стыкуемых элементов, а также от распределения нормальных напряжений в поперечном сечении стыка. Наиболее простыми являются сжатые стыки, более сложными являются стыки сжато-растянутые. В том и другом случае торцы стыкуемых колонн фрезеруют для получения плотного сопряжения. Подобным же образом обрабатываются торцы колонн в конструкциях башмаков, которые, как и стыки колонн, выполняются в двух вариантах в зависимости от распределения по сечению колонны нормальных напряжений. Толстые плиты башмаков снабжены установочными винтами, с помощью которых им придается горизонтальное положение.

Рис. 4. Башмаки колонн высотных зданий и сопряжения балок с колоннами
а — башмаки; б — узлы сопряжения каркаса

Сопряжения ригелей с колоннами должны обеспечивать удобство монтажной сварки, небольшую концентрацию напряжений и легкую заводку ригелей между колоннами. Жесткое и шарнирное сопряжения представлены на рис. 4, б.

Нагрузки высотных зданий состоят из собственного веса, полезных нагрузок на перекрытиях (вертикальные нагрузки) и ветра (горизонтальные нагрузки).

Для статического расчета каркас расчленяется на плоские системы, расположенные в плоскости наименьшей жесткости здания. Полученные многопролетные многоярусные рамы или фермы рассчитывают отдельно на действие вертикальных и горизонтальных сил. В эскизных расчетах рам удобно пользоваться методом фокусных отношений. Стержневые системы шарнирного сочленения следует упрощать, не учитывая работы сжатых раскосов, которые обычно имеют большую гибкость.

При определении нормальных усилий в колоннах расчетные значения полезной нагрузки на вышележащих перекрытиях уменьшают в зависимости от количества этажей, расположенных над колонной.





Похожие статьи:
Армокаменные конструкции балок, перемычек и перекрытий

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Конструкции зданий

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум