Строительные конструкции

Общие сведения о строительных конструкциях
(общие соображения)

1.1. Несущие системы
строительных объектов
Продукцией строительного производства являются строительные объекты – здания и сооружения.
Здания и сооружения состоят из отдельных конструктивных элементов (конструкций).
В курсе «Строительные конструкции» изучаются вопросы проектирования несущих конструктивных элементов.
Строительные объекты (сооружения)
Здания – наземные строительные объекты, связанные с пребыванием людей.
Инженерные сооружения (мосты, тоннели, резервуары и т.д.) – предназначены для выполнения технологических задач; архитектурные сооружения – для эстетических задач.
Конструктивные элементы (конструкции)
Несущие – воспринимают и передают действующие на них нагрузки.
Ограждающие – защищают внутренние помещения от внешней среды или отделяют одно помещение от другого.

Несущие системы
строительных объектов
Несущая (конструктивная) система здания - это совокупность его несущих конструкций.
Вид конструктивной системы определяется вертикальными несущими элементами.
(План здания)
Виды конструктивных систем зданий
Бескаркасная
(несущие стены)
Каркасная
(колонны)
Смешанная
(стены и колонны)

1.2. Требования, предъявляемые к несущим конструкциям
Технические (эксплуатационные, или требования конструктивной безопасности) - несущие конструкции должны успешно осуществлять восприятие и передачу нагрузок при сохранении своей прочности, жёсткости и устойчивости, а также необходимой надёжности и долговечности;
Экономические - соответствие конструкций эксплуатационным требованиям должно достигаться при минимально необходимой стоимости;
Технологические – согласованность с технологией изготовления, удобство транспортировки и монтажа;
Эстетические - архитектурная выразительность (рационально спроектированные конструкции всегда радуют глаз);
Экологические – охрана окружающей среды; возможность вторичного использования материалов после истечения срока службы конструкций.

1.3. Виды несущих конструкций
Железобетонные конструкции (ЖБК);
Металлические (главным образом – стальные) конструкции (МК);
Конструкции из дерева и пластмасс;
Каменные конструкции.
Виды несущих конструкций определяются основными конструкционными строительными материалами.

1.4. Железобетонные конструкции
[+] Преимущества:
Долговечность;
Высокая огнестойкость;
Экономичность при изготовлении и эксплуатации.
Область применения
В настоящее время железобетон является основным материалом для капитального строительства и реконструкции.
[-] Недостатки:
Значительная собственная масса;
Слабая химическая стойкость;
Трудности при усилении конструкций или замене их.
Железобетон – композиционный конструктивный материал, в котором бетон и арматура рационально объединены для совместной работы.
Жилые и общественные здания;
Промышленные здания;
Подземные сооружения;
Гидротехнические сооружения (плотины).

Железобетонные конструкции
По способу возведения железобетонные конструкции бывают:
Сборные;
Монолитные;
Сборно-монолитные.

Сборно-монолитное строительство

Останкинская телевизионная башня
Автор проекта - Н.В. Никитин
Высота 533,3 м
Год постройки -1967.
Эйфелева башня, Париж
Башня Шухова на Шаболовке, Москва

«Трансвааль-парк» (2002 г.)
Покрытие аквапарка было выполнено в виде монолитной железобетонной оболочки.

«Трансвааль-парк»
Армирование бортового элемента оболочки

«Трансвааль-парк» (14-02-2005)
После аварии
красным цветом отмечен участок, на котором произошло обрушение

1.5. Стальные конструкции
[+] Преимущества:
Способность воспринимать значительные усилия при сравнительно небольшой собственной массе (стальные конструкции в 2 раза легче деревянных, в 12 раз – бетонных);
Надёжность работы, обусловленная однородностью механических свойств стали;
Удобство изготовления и усиления.
Область применения
Эффективность применения стальных конструкций повышается с увеличением высоты и пролётов сооружений, а также с возрастанием нагрузок на них.
[-] Недостатки:
Подверженность коррозии;
Малая огнестойкость, необходимость применения огнезащиты;
Высокая стоимость.
Одноэтажные и многоэтажные промышленные здания;
Высотные здания;
Покрытия рынков, ангары;
Башни и мачты;
Бункеры, резервуары;
Подъёмно-транспортное оборудование (краны).

Эйфелева башня в Париже (1887 г.)
Высота 312 м, вес 7300 т

Высотные здания
Нью-Йорк, Рокфеллер-центр, 70-ти этажное здание «Радио-Сити» (1931-1932 г.)
Чикаго, «Сирс-билдинг» (1972-1974 г.) 109 этажей, высота 445 м.

Одноэтажные промышленные здания
Стропильные фермы
Колонны
Подкрановые балки
Прогоны
Связи

Басманный рынок (1973 г.)
Наружное железобетонное кольцо
Внутреннее стальное кольцо
Стальные канаты (ванты)
Техническое помещение
Антресоли
План
Общий вид в стадии возведения ?
Поперечный разрез

Басманный рынок (23-02-2006)

1.6. Деревянные конструкции
[+] Преимущества:
Высокая химическая стойкость в средах, агрессивных для бетона и стали;
Относительно надёжная работа при пожаре;
Удобство изготовления.
Область применения
Конструкции сухих химических цехов, складов минеральных удобрений;
Коттеджное строительство;
Быстровозводимые временные здания и сооружения.
[-] Недостатки:
Подверженность гниению;
Возгораемость;
Малая долговечность.
Наиболее эффективными являются клеёные деревянные конструкции, применение которых позволяет исключить потери древесины при её переработке и заготовке.

Деревянные конструкции
Деревянные фермы покрытия Манежа пролётом 48 м, построенные в 1817 г. архитектором А.А. Бетанкуром.
Конструкция шпиля Адмиралтейства (1736-1738 г.)

Пожар в Манеже (14-03-2004)