-4 а

Рис.4. Объемно-конст-рустивные фрагменты (ОКФ) и схематичные примеры компоновки на их основе блок-секций: а - варианты планов ОКФ; б - компоновка блок-секций из ОКФ; 1 -варианты ОКФ однокомнатных квартир; 2,3 - то же, 2-комнатных; 4, 5 -то же, 3-комнатных; 6 -то же, 4-комнатных; 7 -ОКФ вертикальных коммуникаций для 4, 7, 13 и 16 - этажных домов; 8... 10 - рядовые блок-секции 4 и 7 - этажных домов, 11 - поворотные блок-секции; 12 - варианты односекционных 4 и 7 - этажных домов.

строительство обезличенной модулированной номенклатурой разнообразных конструктивных элементов. Она охватывает обширный круг изделий - от бетонных фундаментных блоков до оконных и дверных столярных блоков и базируется на модульной координации размеров с использованием ограниченных рядов унифицированных геометрических параметров изделий, унифицированных рядов нагрузок (для элементов несущих конструкций), унифицированных узлов сопряжений и примыканий сборных элементов в зданиях различных конструктивных типов.

Типизированные сборные элементы конструкций включают в каталоги унифицированных индустриальных изделий для производства на предприятиях строительной индустрии. Высшей формой типизации изделия является стандартизация: включение его в ГОСТ (государственный стандарт) или ОСТ (отраслевой стандарт).

В массовом жилищно-гражданском строительстве используется целый ряд каталогов, имеющих различные объекты и сферы применения. Вся система соответствующей документации состоит из Общесоюзного каталога унифицированных индустриальных изделий для строительства и ряда территориальных каталогов местного применения, разработанных с учетом особенностей сложившейся на местах производственной и сырьевой базы. Территориальные каталоги разработаны в ряде крупнейших городов (например, ТК1-2 для Москвы или ТК2-2 для Петербурга), республиках и регионах. 14

Основным документом остается Общесоюзный каталог, в который вошли серии сборных изделий для фундаментов, перекрытий, лестниц, вентиляционных блоков для жилых и массовых общественных кирпичных и крупноблочных зданий (включая серию изделий для крупноблочных стен). В 80-е годы в каталог были включены серия 1.020.1 каркасно-панельных конструкций межвидового применения (для массовых общественных и многоэтажных промышленных зданий) и серия 1.090.1-1 бескаркасных панельных конструкций для массовых общественных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий. Разработка обезличенной номенклатуры панельных конструкций массовых общественных зданий по открытой системе типизации оказалась возможной благодаря отказу от принципа разрезки "панель на комнату".

Параллельно с 70-х годов велась разработка и поэтапное включение в Общесоюзный каталог серий панельных изделий для 4-х и 9-этажных домов, строящихся в обычных условиях, на вечно-мерзлых и просадочных грунтах и в условиях сейсмики. Внедрение этих серий в последнее десятилетие заторможено, но в связи с тем что в них отражены наиболее отработанные решения панельных конструкций, в дальнейшем изложении принята ориентация на "каталожные" конструкции. Из содержания территориальных каталогов, например, ТК1-2, приведены лишь отдельные примеры, демонстрирующие вариантные решения задач конструирования зданий, не отраженные в Общесоюзном каталоге.

Система каталогов не является неизменной. По мере развития строительной науки и техники содержание каталогов пересматривается, дополняется новыми техническими решениями и очищается от устаревших.

Решение конструкций любого типа зданий начинается с основных задач конструирования выбора конструктивной и строительной систем здания.

3. Конструктивные системы зданий

Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость. Горизонтальные конструкции-перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, передавая их поэтажно на вертикальные несущие конструкции. Последние в свою очередь передают эти нагрузки и воздействия через фундаменты основанию.

Горизонтальные несущие конструкции массовых капитальных гражданских зданий, как правило, однотипны и обычно представляют собой железобетонный диск (сборный, монолитный или сборно-монолитный).

Вертикальные несущие конструкции разнообразны. Различают стержневые (стойки каркаса) несущие конструкции, плоскостные (стены, диафрагмы), объемно-пространственные элементы высотой в этаж (объемные блоки), внутренние объемно-пространственные стержни полого сечения на высоту здания (стволы жесткости), объемно-пространственные наружные конструкции на высоту здания в виде тонкостенной оболочки замкнутого сечения. Соответственно примененному виду вертикальных несущих конструкций различают пять основных конструктивных систем гражданских зданий - каркасную, стеновую (бескаркасную), объемно-блочную, ствольную и оболочковую (рис.5).

Рис.5 Основные конструктивные системы гражданских зданий: I - стеновая; II - каркасная; III - ствольная; IV - оболочковая; V - объемно - блочная, 1 - несущая наружная ограждающая конструкция, 2 - то же, ненесущая, 3 - внутренняя несущая конструкция, 4 - несущий объемный блок

Наряду С ОСНОВНЫМИ широко применяют и комбинированные конструктивные системы (рис.6). В этих системах вертикальные несущие конструкции компонуют, сочетая разные виды несущих элементов: стены и каркас, стены и объемные блоки и т.п. К их числу относятся системы: каркасно-связевая со связями в виде стен-диафрагм жесткости (каркасно-диафрагмовая), с неполным каркасом (несущие наружные стены и внутренний каркас), каркасно-ствольная, ствольно-стеновая, ствольно-оболочковая и др.

2-JF

Рис.6 Комбинированные конструктивные системы: I - II - каркасно - диафрагмовая; I - III -ствольно - стеновая; I - IV - оболочково - диафрагмовая; I - V - объемно - блочно - стеновая; II -III - каркасно - ствольная; II-IV - каркасно - оболочковая; II- V - каркасно - объемно - блочная; Ш - IV - ствольно - оболочковая; Ш - V -ствольно - объемно -блочная; I - II - III - каркасно - ствольно - диафрагмовая, 1 - наружная несущая и ограждающая конструкция, 2 - то же, ненесущая, 3 - внутренняя несущая конструкция, 4 -несущий объемный блок, 5 - то же, ненесущий

Области применения основных и комбинированных систем различны.

Бескаркасная система является основной в массовом жилищном строительстве домов различной этажности, каркасная и каркасно-диафрагмовая - в строительстве массовых общественных зданий, объемно-блочную и объемно-блочно-стеновую применяют в строительстве жилых домов, общежитий и гостиниц средней и повышенной этажности; ствольную, ствольно-стеновую и каркасно-ствольную - для жилых и общественных зданий высотой более 20 этажей; оболочковую, ствольно-оболочковую, оболочково-диа-фрагмовую - для многофункциональных зданий 40 и выше этажей.

Детальное рассмотрение конструктивных решений семейства ствольных и оболочковых систем, применяемых преимущественно в уникальных зданиях, в настоящем учебнике, ориентированном на рассмотрение проблем конструирования массовых объектов, нами не приводится. Оно дано в ранее вышедших учебниках, упомянутых в предисловии к настоящему изданию.

Помимо основных типообразующих признаков конструктивной системы, которыми являются вертикальные несущие элементы, существуют дополнительные классификационные признаки внутри каждвй из конструктивных систем. Ими служат признаки размещения вертикальных несущих конструкций в здании и расстояния между ними. Так, например, в зависимости от расположения несущих стен в бескаркасном здании различают перекрестно-стеновой, поперечно-стеновой и продольно-стеновой варианты конструктивной системы (рис.7). Конструкции сборных железобетонных перекрытий, применяемые в массовом строительстве, в зависимости от величины перекрываемого пролета условно делят на перекрытия малого (2,4...4,5 м) и большего (6...7,2 м) пролета.

Рис.7. Варианты бескаркасной конструктивной системы: а - перекрестно - стеновой с малым шагом; б -поперечно - стеновой со смешанным шагом; в - поперечно - стеновой с большим шагом стен; г - продольно -стеновой (трехстенка); д - продольно - стеновой (двухстенка); е -поперечно - стеновой с увеличенным шагом стен

Соответственно для перекрестно- и поперечно-стенового вариантов бескаркасной системы в технической литературе получили широкое распространение термины - бескаркасная система с малым, смешанным и большим шагом поперечных стен, которые будут использованы в дальнейшем изложении, так как именно эти термины вошли в Общесоюзный и территориальные каталоги.

В ближайшей перспективе в гражданском строительстве будут широко применяться преднапряженные настилы перекрытий пролетами 9 и 12 м. С внедрением этих конструкций возможно изменение рубрикации и терминологии групп пролетов перекрытий на конструкции малых (2.4...4,5 м), средних (5...7,2 м) и больших (9... 12 м) пролетов и бескаркасных поперечно- и перекрестно-стеновых систем на системы с малым, средним и большим шагом ««н, В здапияк цродольно-стеновой системы переход на применение большепполетных.лепе1тыт11Й.приЬедет к опиранию перекрытий только на наружные

стены и переходу от традиционных трех- и четырех -стенных к двухстенной системе (см. рис. 7, д). Это обеспечит высокую свободу планировочных решений жилых домов и встроенных предприятий системы обслуживания, а также простоту модернизации и перепрофилирования зданий.

В семействе каркасных систем в зависимости от расположения и наличия ригелей различают варианты системы с поперечным, продольным расположением ригелей, неполным и безригельным каркасом (рис.8).

Рис.8. Варианты каркасной конструктивной системы: А - с полным; Б - с неполным; В - с безригельным каркасом; 1 - полный каркас с продольным расположением ригелей; 2 - то же, с поперечным; 3 - полный каркас с продольным расположением ригелей колонн (только у наружных стен) и большепролетными перекрытиями; 4 - неполный продольный каркас; 5 - то же, поперечный; 6 - безригельный каркас; К - колонна; Р - ригель; Дж - вергикальная диафрагма жесткости; НП - настил перекрытия; HP - настил - распорка; I - несущие стены; И -ненесущие стены

Так же, как и в бескаркасных системах, внедрение бельшепролетных перекрытий позволит, благодаря расположению стоек каркаса только по наружным осям, повысить свободу планировочных решений. Переход в каркасных и, особенно, в бескаркасных зданиях на применение большепролетных перекрытий обеспечит переход от разрезки сборных изделий - "панель на комнату" к "настилу на пролет". Это позволит разорвать тесную связь между объемно-планировочным решением здания и размерами сборных изделий,, будет способствовать сокращению номенклатуры и переходу к открытой системе типизации.

При выборе конструктивной системы каркасных зданий учитывают объемно-планировочные требования: она не должна связывать планировочные решения. Ригели каркаса не должны пересекать плоскость потолков помещений, а проходить по их границам и т.п. Поэтому каркас с поперечным расположением ригелей применяют преимущественно в зданиях с регулярной планировочной структурой (гостиницы, общежития, пансионаты и т.п.), совмещая шаг поперечных перегородок и шаг несущих конструкций. Каркас с продольным расположением ригелей применяют, проектируя общественные 18

здания сложной планировочной структуры (школы, лечебно-профилактические учреждения и др.).

Неполный каркас применяют в зависимости от местных условий строительства, диктующих, например, применение несущих наружных стен.

Безригельный каркас в течение длительного времени применялся, главным образом, в проектировании многоэтажных промышленных зданий. С конца 80-х годов - в облегченном конструктивном варианте он получил распространение в строительстве общественных зданий. Применяется в сборном (конструкции серии "Куб" и "Барс") и в монолитном исполнении.

4. Строительные системы

Понятие строительная система - является комплексной характеристикой конструктивного решения здания по признакам материала и технологии возведения его несущих конструкций.2 Различают четыре группы конструкционных материалов - камень (включая кирпич), бетон, металл и дерево и два основных технологических метода возведения - традиционный и индустриальный. Например, для кирпичных зданий традицион-на технология ручной кладки несущих стен, а для деревянных - применение рубленных бревенчатых стен. Наиболее распространенным является использование одной строительной системы при возведении здания. Такие строительные системы называют основными. Схема их классификации дана на рис.9.

Рис.9. Классификация основных строительных систем

Термин "строительная система", применяемый нами в качестве одной из основных характеристик конструкций зданий, не следует путать с его распространивщимся рыночным использованием, когда отдельные фирмы применяют его в совокупности с наименованием фирмы, хотя ее продукция может отличаться от продукции конкурирующих фирм лишь деталями