Стоечно балочная система

Стоечно-балочная конструкция и каркасные системы

Основные (однородные) конструктивные системы

Конструктивная система зданий

Чтобы свободно творчески компоновать различные здания необходимо в совершенстве знать современные инженерные конструкции и умело применять их в соответствии с их возможностями и экономикой .

Конструктивное решение здания в целом определяется на первом этапе проектирования выбором конструктивной системы и конструктивной схемы.

Выбор конструктивной системы влияет на планировочное решение, архитектурную композицию и экономическую целесообразность проекта.

В свою очередь на выбор системы оказывают влияние типологические особенности проектируемого здания, его этажность и инженерно-геологические условия строительства.

Стоечно балочная система

Стоечно балочная система

Стоечно балочная система

Стоечно балочная система

Конструктивной системой здания называется совокупность взаимосвязанных конструкций здания, обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость. Принятая конструктивная система здания должна обеспечивать прочность, жесткость и устойчивость здания на стадии возведения и в период эксплуатации при действии всех расчетных нагрузок и воздействий.

Выбор конструктивной системы здания определяет статическую роль каждой из его конструкций. Материал конструкций и технику их возведения определяют при выборе строительной системы здания.

Конструктивная система может быть однородной (основной) или комбинированной.

В зависимости от внешнего вида несущей конструкции (ее похожесть на стойку, пластину, оболочку и объемный элемент) различают пять классических (основных) конструктивных систем :

— каркасную (вертикальная несущая конструкция колонна),

— стеновую (диафрагмовую, бескаркасную) (вертикальная несущая конструкция стена),

— объемно-блочную (несущая конструкция блок),

— ствольную (объемно-пространственная внутренняя несущая конструкция стволы жесткости (ядро жесткости));

— оболочковую (переферийную) (объемно-пространственная внешняя несущая конструкции на высоту здания в виде тонкостенной оболочки замкнутого профиля, образующей одновременно и наружную ограждающую конструкцию здания).

Внедрение в строительство двух последних видов конструктивных систем (ствольной и оболочковой) началось с 60-х годов прошлого столетия. Их изобретение запатентовано американским инженером Ф. Каном в 1961г.

рис. …. Планы основных конструктивных систем жилых зданий: а — каркасная; б — бескаркасная; в — объемно-блочная (столбчатая); г — ствольная; д — оболочковая.

Самой древней конструктивной системой, действующей в наши дни, является стоечно-балочная система. Она возникла ещё в эпоху неолита.

Стоечно-балочная конструкция состоит из вертикальных и горизонтальных стержневых несущих элементов. Вертикальный элемент – стойка (колонна, столб) – представляет собой прямолинейный стержень, который воспринимает все вертикальные нагрузки от горизонтального элемента (балки); горизонтальные нагрузки, приходящиеся на стойку, и передает усилия от этих воздействий на фундамент. При этом сама стойка работает на сжатие и изгиб. Горизонтальный элемент стоечно-балочной системы – балка (брус) – прямолинейный стержень, работающий на поперечный изгиб под действием вертикальных нагрузок.

Сопряжения вертикальных и горизонтальных элементов могут иметь различную жесткость, что отражается на характере их совместной работы.

— При шарнирном опирании балки обладают свободой горизонтальных перемещений и поворота на опоре, в связи с этим они передают на стойки только вертикальные усилия.

— При жестком сопряжении балки со стойкой обеспечивается совместность их деформаций и перемещений в узле сопряжения и возможность передачи изгибающего момента от балки на стойку. Такой вариант стоечно-балочной системы носит название рамы или рамной конструкции, а жесткий узел сопряжения балки со стойкой – рамного узла.

Стоечно-балочные конструкции выполняют с различным числом пролетов и ярусов (этажей). Система несущих конструкций здания в виде многопролетной и многоэтажной стоечно-балочной конструкции называется каркасной системой .

Каркас представляют собой систему, состоящую из стержневых несущих элементов – вертикальных (колонн) и горизонтальных балок (ригелей), объединенных жесткими горизонтальными дисками перекрытий и системой вертикальных связей.

Системе присуще четкое разделение на несущие и ограждающие конструкции. Несущий остов (колонны, ригели и диски перекрытий) воспринимает все нагрузки, а наружные стены выполняют роль ограждающих конструкций, иногда воспринимая собственный вес (самонесущие стены). Это дает возможность применять материалы прочные и жесткие – для несущих элементов каркаса, и тепло – звукоизоляционные материалы – для ограждающих. Использование высокоэффективных материалов позволяет добиться снижение веса здания, что положительно сказывается на статических свойствах здания.

Каркасная система с пространственным рамным каркасом применяется преимущественно в строительстве многоэтажных сейсмостойких зданий, высотой более девяти этажей, а также в обычных условиях строительства при наличии соответствующей производственной базы.

Каркасная система — основная в строительстве общественных и промышленных зданий. В жилищном строительстве объем ее применения ограничен не только по экономическим соображениям. Основа противопожарных требований при проектировании жилых зданий – последовательное создание вертикальных преград огню – брандмауэров. В сооружении каркасного типа создание брандмауэров велось по встраиванию между колоннами несгораемых вертикальных диафрагм жесткости. Таким образом, заранее ограничивались возможности пространственной планировки, основного преимущества каркасных систем.

Системы перекрытий с древности проектировались из стереотипного подхода к компоновке балочной клетки, т.е. состояли из балок (ригелей) и настила, так конструктивно решаются и деревянные перекрытия. Затем появляются железобетонные ребристые плиты перекрытия, в которых этот подход уже слит в один конструктивный элемент. Появившиеся позднее плоские пустотные плиты перекрытий – являются значительным шагом в проектировании систем зданий нового типа.

В индустриальных жилых зданиях, в сравнении с традиционными сооружениями, имевшими смешанные покрытия, включавшие фрагменты деревянных перекрытий, горизонтальные несущие конструкции впервые начинают выполнять роль «диафрагм жесткости», кроме того, перекрытия воспринимают горизонтальные нагрузки и воздействия (ветровые, сейсмические и др.) и передают усилия от этих воздействий на вертикальные конструкции.

Передача горизонтальных нагрузок и воздействий осуществляется двояко: либо с распределением их на все вертикальные конструкции здания, либо на отдельные специальные вертикальные элементы жесткости (стены, диафрагмы жесткости, решетчатые ветровые связи или стволы жесткости). Индустриальный тип зданий предоставляет и промежуточные решения – передача нагрузки возможна с распределением горизонтальных нагрузок в различных пропорциях между элементами жесткости и конструкциями, работающими на восприятие вертикальных нагрузок.

Каркасы, применяемые в гражданском строительстве, можно классифицировать по следующим признакам:

рамные – с жестким соединением несущих элементов (колонны, ригели) в узлах в ортогональных направлениях плана здания. Каркас воспринимает все вертикальные и все горизонтальные нагрузки. Каркас, состоящий из поперечных и продольных рам (рамный каркас), обладает пространственной жесткостью: его деформации под влиянием силовых воздействий минимальны и не нарушают эксплуатационных качеств здания. Рамные каркасные системы рекомендуется применять для малоэтажных зданий.

Жесткое соединение – это ….

рамно-связевые – с жестким соединением в узлах колонн и ригелей в одном направлении плана здания (создание рамных конструкций) и вертикальными связями, расставленными в перпендикулярном направлении рамам каркаса. Связями служат стержневые элементы (крестовые, портальные) или стеновые диафрагмы, соединяющие соседние ряды колонн. Вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимаются рамами каркаса и вертикальными пилонами жестких связей. Рамно-связевые каркасные системы рекомендуется применять, если необходимо сократить количество диафрагм жесткости, требуемых для восприятия горизонтальных нагрузок.

связевые – отличаются простотой конструктивного решения соединений колонн с ригелями, дающее подвижное (шарнирное) закрепление. Каркас (колонны, ригели) воспринимает только вертикальные нагрузки. Горизонтальные усилия передают на связи жесткости – ядра жесткости, вертикальные пилоны, стержневые элементы. Каркас с шарнирными сопряжениями пространственной жесткостью не обладает. Для ее обеспечения вводятся специальные конструкции вертикальных связей. В качестве связей могут быть использованы отдельные стены (диафрагмы жесткости), рамы, раскосы и др. В рамных и связевых каркасах горизонтальными диафрагмами жесткости служат конструкции перекрытий.

Шарнирное соединение – это …..

Рис. 23 Стоечно-балочная конструктивная система

а – стойка; б – балка; в – стоечно-балочная система с шарнирным сопряжением элементов; г – то же, с рамным; д – рамно-связевая схема каркаса с вариантами конструкций вертикальных связей жесткости в виде рам (1), стен (2), раскосов (3); е – рамная схема каркаса; ж – сборные железобетонные элементы стоечно-балочной системы; 4 – двухэтажная колонна; 5 – колонна безбалочного перекрытия; 6 и 7 V и Т – образные колонны; 8 – совмещенный стоечно-балочный элемент; 9 – совмещенная конструкция ригеля и стенки жесткости; 10 – ригель перекрытия; 11 – балка покрытия; 12 – ферма

Стоечно балочная система

Рис. …. Каркасные конструктивные системы

а. б — связевые с вертикальными диафрагмами жесткости; в — то же, с распределительным ростверком в плоскости вертикальной диафрагмы жесткости; г — рамная; д — рамно-связевая с вертикальными диафрагмами жесткости; е то же, с жесткими вставками

1 — вертикальная диафрагма жесткости; 2 — каркас с шарнирными узлами; 3 — распределительный ростверк; 4 — рамный каркас; 5 жесткие вставки

железобетонный каркас. выполняемый в сборном, монолитном или сборно-монолитном вариантах. Шаг колонн, как правило принимают 6*6м.

металлический каркас. часто применяемый при строительстве общественных и многоэтажных зданий, возводимых по индивидуальным проектам.

деревянный каркас в зданиях не выше 2-х этажей.

Примеры устройства металлического каркаса:

Стоечно балочная система

Стоечно балочная система

Соединение элементов рам между собой – фланцевое, на высокопрочных болтах с предварительной затяжкой

Жесткость каркаса здания в целом обеспечивается системой гибких вертикальных и горизонтальных связей, устанавливаемых с предварительным натяжением, и распорок

В жилищное и офисное строительство технологии строительства из металла массово вошли благодаря разработке металлокаркасных технологий и усилиям американских строителей. Первое здание с металлическим каркасом высотой всего 11 этажей появилось в самом начале ХХ века в Нью-Йорке. Настоящий расцвет строительства из них начался, когда в Америке взметнулись ввысь небоскребы. В России великолепным примером здания с металлическим каркасом является заложенный в 1949году 36-этажного здания МГУ на Воробьевых горах.

Стоечно балочная система

Следует отметить, что до ненавнего времени в России строительные металлоконструкции так и оставалась уделом уникальных сооружений. Лед тронулся после перестроечных 90-х годов прошлого столетия, но востребованность таких зданий до недавнего времени была невысокой (для сравнения, доля домов из МК в странах Скандинавии достигает 80% — против 5% в России). Перелом наступил, когда на отечественном рынке появились недорогие и качественные коммерческие сооружения из металла для сельского хозяйства, логистики и спорта. Сегодня востребованность их растет с каждым годом, а появление подобных технологий в жилищном строительстве обещает настоящую революцию в ценах и качестве квартир.

Пример решения металлического каркаса для многоэтажного жилого здания.

Стоечно балочная система

Стоечно балочная система

Современная стоечно-балочная система. выполненная из железобетона, принципиально видоизменилась.  [2]

В стоечно-балочной системе. кроме плоскостных балок и ферм, применяют пространственные несущие конструкции покрытия: железобетонные, а также легкобетонные или армоцементные оболочки и складки и металлические структуры.  [3]

При стоечно-балочной системе конструкция стены меняется. Если вертикальные опоры представляют часть стены или в плоскости стены размещается стойка каркаса, то отчетливо видна конструктивная система стены ( рис. 7.4, г), т.е. она расчленена на вертикальные и горизонтальные элементы.  [5]

Вертикальные элементы стоечно-балочной системы в зависимости от материала ( железобетон, металл, камень, дерево), назначения конструкции и ее решения бывают самых разнообразных форм. Капитель здесь имеет не декоративное, а конструктивное значение, увеличивая площадь опирания и сокращая пролет горизонтальных элементов.  [7]

В многопролетных зданиях стоечно-балочной системы шаг средних колонн бывает вдвое больше шага крайних. Подстропильные фермы приваривают к оголовкам колонн.  [8]

Так же как и элементы стоечно-балочной системы. своды и оболочки могут быть сплошными, стержневыми и ребристыми. В гражданских и промышленных зданиях криволинейные конструктивные системы применяются, как правило, в качестве покрытий помещений больших пролетов до 100м и более.  [9]

В отличие от систем с несущими стенами, стоечно-балочные системы позволяют широко раскрыть внутреннее пространство сооружения, создать большие площади, на которых удобно размещать любые производственные процессы, поскольку промежуточные опоры в виде стоек незначительно стесняют пространство.  [11]

Железобетонные арки, составляющие полный каркас здания, в отличие от арок покрытия стоечно-балочной системы опираются непосредственно на фундамент, который воспринимает распор, возникающий в пяте арки. Арки могут быть сплошными и решетчатыми различных поперечных сечений. Существуют трех-шарнирные арки, состоящие из двух полуарок, и двухшарнирные, которые более просты в монтаже. Стрелу подъема арки принимают равной 1 / 2 — — — / 4 пролета. Здания с арочным каркасом применяют для складов минеральных удобрений и зернохранилищ.  [12]

В результате огромная несущая стена зрительно воспринимается как каркасная, в которой несущие функции выполняет ордерная стоечно-балочная система. а собственно стена с арочными проемами играет роль как бы заполнения каркаса.  [14]

В современном массовом строительстве не требуется перекрывать большие пролеты, поэтому в основном используют три схемы стоечно-балочной системы.  [15]

Страницы:    9ensp;9ensp;1  9ensp;9ensp;2

Поделиться ссылкой:

стоечно-балочная конструкция это:

стоечно-балочная конструкция сто́ечно-ба́лочная констру́кция

простейшая архитектурная конструкция, состоящая из вертикальных опор (стен, столбов, колонн ) и опирающегося на них горизонтального перекрытия. Стоечно-балочная конструкция лежит в основе греческого храма – периптера. всех прямоугольных зданий (от изб до дворцов), перекрытых плоской или двускатной крышей.

(Источник: «Искусство. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Под ред. проф. Горкина А.П.; М. Росмэн; 2007.)

Смотреть что такое «стоечно-балочная конструкция» в других словарях:

Архитектура — (лат. architectura, от греч. architeckton зодчий, строитель), зодчество, искусство проектировать и строить объекты, оформляющие пространственную среду для жизни и деятельности человека. Произведения архитектуры здания, ансамбли, а также… … Художественная энциклопедия

Архитектура — (лат. architectura, от греч. architéкtón строитель) зодчество, система зданий и сооружений, формирующих пространственную среду для жизни и деятельности людей, а также само искусство создавать эти здания и сооружения в соответствии с… … Большая советская энциклопедия

Свод — У этого термина существуют и другие значения, см. Свод (значения). Готические своды Сен Шапель Свод (от … Википедия

Стоечно-балочная и каркасная тектонические системы

В архитектуре с древних времен существуют тектонические формы. Они многократно повторяются и переживают тот или другой стиль. Элементарным примером тектонической формы является каменная балка, опирающаяся на две вертикальных опоры. Таким образом еще в VII ст. до н.э. было положено начало самой древней конструкции — стоечно-балочной тектонической системы (рис. 1). Каменные балки применяли еще в доисторических местах отправления культов. В дальнейшем балки и вертикальные опоры в разных модификациях встречаются почти во всех эпохах строительного искусства. Разнообразный материал и разные приемы его обработки приводят на разных этапах развития культуры к созданию разных форм стоечно-балочной системы. Однако содержание формы всегда остается одинаковым, пока соблюдены законы тектоники .

В свое время произошла трансформация стоечно-балочной системы в колонные ордера, которые в сущности являются системой вертикальных и горизонтальных конструкций, подчиненной определенным закономерностям формирования, построения пропорций, расположения и чередования отдельных элементов. Ордерная архитектура характерна для античной Греции и Древнего Рима. Следует отметить, что греческий ордер — это наиболее тектоническая стоечно-балочная система, римскому ордеру присущая большая декоративность.

В формах позднего классицизма, где каменные балки заменяются стальными с каменной облицовкой, исчезает выразительность, она уступает преднамеренной монументальности, при этом тектоника утеряна.

Начало развития современной техники в конце ХІХ ст. привело к исчезновению стилевых признаков позднего классицизма и выявления форм, рожденных новой строительной техникой. Чикагская архитектурная школа опередила время на полстолетия и ввела в практику каркасную систему строительства, которая возобладала в архитектуре в ХХ ст. Но до этого времени на протяжении нескольких десятилетий прогрессивные конструкции были спрятаны под завесой формалистической разностилевой бутафории. Лишь в 20-х годах ХХ ст. появилось представление о формообразующих принципах конструкции в архитектуре. В течение следующих десятилетий традиционные архитектурные понятия испытали полное изменение и утвердились современные представления о современной технике и архитектуре.

Современные каркасные конструкции появились в следствие применения в строительной практике стали и бетона. К характерным чертам каркасных конструкций принадлежит уменьшение размеров сечения несущих элементов до минимума согласно со статическими расчетами и четкое функциональное разграничение несущих и ненесущих элементов. Каркас состоит из жестко соединенных между собой ригелей и стоек. Преимущества его применения в наибольшей степени сказываются в многоэтажном строительстве. Для современных больших городов по большей части характерны каркасные здания из стали и бетона подобно тому, как для средневековых городов — деревянные фахверковые здания.

В решении фасада каркасных сооружений наблюдаются две противоположных тенденции: в первом случае каркас виден на фасаде. в другом — он скрыт под навесным ограждением. Понятно, что при рассмотрении тектонических конструктивных форм наибольший интерес вызывает открытый каркас. поскольку возможность непосредственного восприятия конструкции способствует проникновению к тектонике сооружения (рис. 2, 3).

Основой архитектурного членения фасадов каркасных зданий является сетка каркаса. Если избранная сетка отвечает поставленному заданию и связана с конструктивной схемой здания, то ее пропорции будут отражать единство функции и формы. а форма органически сольется с общей структурой здания.

Несущими конструктивными элементами в каркасных тектонических системах являются колонны и ригели. защитными (ограждающими) — навесные панели .

Главным тектоническим и производственным требованием к каркасным системам является выявление на фасаде опор и мест крепления ограждающих навесных панелей, то есть шага каркаса. Применяются разные варианты крепления навесных панелей: непосредственно к колоннам и ригелям; только к колоннам; к консольно выступающим перекрытиям и т.п. В соответствии с этим существуют разные возможности формообразования. Таким образом тектоника каркасной системы предусматривает отображение каркаса на фасаде с помощью оконных переплетов и розрезки панелей.

vikidalka.ru — 2015-2017 год. Все права принадлежат их авторам!

Стоечно-балочная система

Стоечно балочная система К старейшим формам балочно-стоечной системы можно отнести построенные из двух вертикальных каменных глыб, поддерживающих каменную перемычку, трилиты – самые знаменитые образцы которых можно обнаружить в Стоунхендже в южной Англии. Стоечно балочная система Создавая дом Middleboe (1953), Йорн Утцон пытался воспроизвести изначальные черты балочно-стоечной конструкции, используя отдельные элементы, поддерживающие второй этаж и крышу. Стоечно балочная система Стальные каркасы, состоящие из многочисленных переплетений балок и стоек, охотнее всего использовались в США конца девятнадцатого века для строительства высоких зданий. Стоечно балочная система Храм Амона в Карнаке. Новое Царство. XIX династия. Поперечный разрез гипостильного зала. Конец XIV — начало XIII вв. до н. э. Реконструкция.

Стоечно балочная система

«Сегодня компьютеры позволяют нам находить ответы на некоторые очень серьёзные вопросы, если заложить в них все необходимые данные и задать все необходимые вопросы». — Бакминстер Фуллер

Своё происхождение стоечно-балочная система – отдалённая предшественница современных каркасных конструкций – берет у трилитов времён Неолита, рудиментарных структур, напоминающих ворота и состоящих из двух установленных вертикально каменных глыб, поддерживающих третью, горизонтально установленную на них сверху.

На завершающем этапе, насколько нам известно на сегодняшний день, эта конструкция состояла из пяти отдельных трилитов, окружённых поставленными вертикально глыбами, соединёнными каменными перемычками и формирующими непрерывную структуру.

Древние элементы конструкции здания

Присутствие микенских и египетских реликтов в местах захоронения в Стоунхендже позволило археологам предположить чужеземное влияние древних средиземноморских цивилизаций. Ни одна из них не использовала стоечно-балочную систему так широко, как это делали египтяне: знаменитый Великий гипостильный зал в Карнаке, например, состоял из 134 колонн в 16 рядов; при этом два более высоких средних ряда составляли 10 м в окружности при высоте 24 м.

Плотность и хрупкость камня в напряжённом состоянии создавала серьёзные ограничения при выборе длины каменных балок, и в то время как основным стремлением греков было создание изящной симметричной отделки, характеризующей все архитектурные ордеры. римляне старались использовать сжатые конструкции, состоящие из арок и сводов, более подходящие каменной кладке. Тем не менее, в монументальной архитектуре Дальнего Востока предпочтения отдавались дереву, что позволяло конструировать более длинные балки.

Основным элементом китайской стоечно-балочной системы здания, повлиявшим на страны Дальнего Востока, был доугонг, представлявший собой переплетение деревянных кронштейнов. Широко используемые с седьмого века до н.э. и достигшие пика своей популярности в периоды правления династий Тан и Сун, эти системы кронштейнов соединяли колонны с балками и состояли из аккуратно вырезанных элементов, соединенных друг с другом без использования клея и крепежей. Они обеспечивали такую подвижность, которая, как думается, придавала зданиям устойчивость к землетрясениям, но по прошествии периода династии Сун эти элементы на зданиях дворцов и религиозных зданиях становились всё более декоративными.

Элементы кровли, поддерживаемые доугонгами, состояли либо из крупных балок – грубо обтёсанных брёвен – либо из элементарных ферм в виде вертикальных ярусов балок. Китайцы не проявляли интереса к технологическим инновациям, характерным для поздней западной архитектуры, и хотя греки в стоечно-балочной системе использовали элементарную форму стропил для строительства крыш своих храмов, римляне оказались первыми, кто преодолел расстояния, ограничиваемые размерами деревянных балок, и создал стропильную конструкцию. похожую на современную: самая большая из созданных ими ферм шириной 31,67 м охватывает тронный зал императора Домитиана (81-96 н.э.).

В конструктивном отношении основные преимущества стоечно-балочной системы возникли с распространением каркасных конструкций из железобетона и стали.

И то, и другое позволяло придавать материалу форму под воздействием движущих сил: в стоечно-балочной системе основную структурную «работу» выполняют области, находящиеся дальше всего от центра несущего профиля по оси нагрузки – поэтому двутавровый стальной, швеллерный и полый профиль, стандартизация которого происходила в конце девятнадцатого века, теперь используется в строительных сооружениях по всему миру. ■

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *