Что значит каркасное или бескаркасное здание

§ 2.1. Конструктивные схемы зданий

Основные несущие элементы (фундаменты, стены и т. д.) в совокупности образуют несущий остов здания, который воспринимает все нагрузки, воздействующие на здание, и передает их на основание, а также обеспечивает пространственную неизменяемость (жесткость) и устойчивость здания.

По конструктивной схеме несущего остова здания подразделяются на бескаркасные, каркасные и с неполным каркасом. В бескаркасных зданиях основными вертикальными несущими элементами служат стены, в каркасных — отдельные опоры (колонны, столбы), в зданиях с неполным каркасом — и стены, и отдельные опоры.

Жилые и общественные здания, как правило, строят из кирпича, камней и из крупноразмерных деталей и элементов: крупноблочные, крупнопанельные и объемно-блочные.

Рис. 2. Конструктивные схемы бескаркасных зданий с несущими стенами:
а — продольными, б — поперечными и продольными

Бескаркасные здания из кирпича и мелких камней возводят обычно с продольными несущими (рис. 2, а) наружными и внутренними стенами. Поперечные стены в таких зданиях устраивают преимущественно в лестничных клетках, в местах, где проходят дымовые и вентиляционные каналы, а также в промежутках между ними для придания большей устойчивости продольным стенам и зданию в целом. В зданиях с поперечными несущими стенами продольные наружные стены являются самонесущими, а перекрытия опираются на поперечные стены. Возводятся также бескаркасные здания, у которых несущими являются как поперечные, так и продольные стены (рис. 2, б). В таких зданиях панели перекрытий размером на комнату опираются всеми четырьмя сторонами на поперечные и продольные стены.

Бескаркасные крупноблочные здания со стенами из бетонных и других блоков имеют конструктивную схему с поперечными и продольными несущими стенами (рис. 3). Общественные многоэтажные здания чаще возводят с продольными несущими стенами. При этом в зависимости от ширины здания может быть не одна, а две внутренние продольные стены.

Рис. 3. Конструктивная схема крупноблочного здания с поперечными и продольными несущими стенами:
1 — фундамент, 2 — стены подвала, 3 — перекрытия, 4 — внутренние поперечные стены, 5 — наружные стены, 6 — лестничная площадка, 7 — лестничный марш, 8 — внутренняя продольная стена, 9 — балкон, 10 — межкомнатная перегородка

Бескаркасные крупнопанельные здания бывают: с тремя продольными несущими стенами; с поперечными несущими стенами-перегородками, устанавливаемые с малым или большим шагом (расстоянием) друг от друга.

В домах с поперечными несущими стенами-перегородками (рис. 4) все основные элементы несущие: поперечные стены-перегородки, внутренняя продольная и наружные стены. Панели перекрытий имеют опоры по четырем сторонам. При этом наружные стеновые панели 2, которые мало отличаются от наружных панелей в домах с продольными несущими стенами, считаются также несущими. Перегородочные панели 4 и панели внутренней продольной стены в таких домах изготовляют из тяжелого (конструктивного) бетона.

Рис. 4. Конструктивная схема крупнопанельного дома с несущими стенами-перегородками:
1 — наружные панели, 2 — санитарно-технические кабины, 3 — несущие перегородки, 4 — внутренние несущие поперечные стены (перегородки), 5 — панели перекрытия, 6 — цокольные панели, 7 — блоки фундаментов

Каркасными сооружают, как правило, общественные и административные здания. В последние годы начали строить также и каркасные многоэтажные жилые дома.

Несущий каркас состоит из колонн и ригелей, выполняемых в виде балок с четвертями для рпирания конструкций перекрытий. Скрепленные между собой колонны и ригели образуют несущие рамы, воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагрузки здания. Наружные стены зданий могут выполняться как самонесущие. В этом случае они опираются непосредственно на фундаменты или на фундаментные балки, устанавливаемые по столбчатым фундаментам. Ненесущие наружные стены в виде навесных панелей прикрепляют к наружным колоннам каркаса.

В зданиях с неполным каркасом наружные стены делают несущими, а колонны располагают лишь по внутренним осям здания. При этом ригели укладывают между колоннами, в иногда и между колоннами и наружными стенами.

Объемно-блочные здания возводят из крупноразмерных элементов — объемных блоков, которые представляют собой готовую часть здания, например комнату. Размеры объемных блоков зависят от схемы разрезки здания на блоки-комнаты. Такие дома имеют две конструктивые схемы: блочную и блочно-панельную. Блочные здания возводят только из объемных блоков, устанавливаемых вплотную друг к другу, в блочно-панельных — объемные блоки устанавливают на расстоянии один от другого так, что между ними образуется комната, которую перекрывают панелями.

Производственные здания строят одно-и многоэтажными. Основные конструктивные элементы их выполняют те же функции, что и в гражданских.

Одноэтажные бескаркасные здания возводят с несущими наружными и внутренними стенами.

Здания с неполным каркасом имеют внутренний каркас (колонны или столбы, ригели) и несущие наружные стены. Конструктивная схема таких зданий аналогична схеме гражданских; в таких зданиях может быть один ряд или несколько внутренних несущих колонн или столбов в зависимости от ширины здания.

Рис. 5. Схемы каркасов одноэтажных промышленных зданий:
а — с плоской, б — со скатной кровлей; 1 — фундаментные балки (рандбалки), 2 — фундаменты, 3 — колонны крайнего ряда, 4 — колонны среднего ряда, 5 — подкрановые балки, 6 — балки покрытия, 7 — панели покрытия, 8 — воронка водостока, 9 — утеплитель и кровля, 10 — парапет, 11 — панели стены, 12 — оконные переплеты, 13 — пол по грунту, 14 — фонарь, 15 — стропильные фермы

Одноэтажные каркасные здания возводят с самонесущими или ненесущими навесными наружными стенами, все конструкции внутри здания опираются на элементы каркаса. Здания бывают многопролетные с пролетами одинаковой (см. рис. 5) или разной ширины и высоты или однопро-летные. Покрытия делают плоские (рис. 5, а) или скатные (рис. 5, б), с бесфонарными или фонарными надстройками.

Основные элементы каркаса: колонны 3 и 4, балки 6 покрытий или стропильные фермы 15, которые образуют плоские поперечные рамы. Рамы устанавливают на расстоянии 6 или 12 м друг от друга. Эти элементы каркаса бывают стальными и железобетонными. На рамы опирают продольные элементы каркаса: подкрановые балки 5, по которым прокладывают пути для мостовых кранов: ригели стенового каркаса (фахверка), используемого для крепления оконных переплетов 12 и стеновых ограждающих панелей в случае вертикальной разрезки их; панели покрытий 7 или прогоны кровли, по которым укладывают листы профилированной стали или панели из асбестоцементных листов и других материалов: фонари 14, назначение которых — обеспечить естественную аэрацию и освещение зданий.

Стены устраивают из кирпича, панелей, навесных крупноразмерных железобетонных, армопенобетонных, асбестоцементных и других плит, которые прикрепляют непосредственно к колоннам каркаса.

Источник

GardenWeb

Конструктивные типы здании

Несущие конструкции здания — фундаменты, стены, колонны, перекрытия, соединяясь в пространстве между собой, образуют несущий остов здания.

По особенностям пространственного расположения несущих элементов остова различают конструктивные типы зданий.

Бескаркасный (с несущими стенами) в виде системы ячеек, образованных стенами и перекрытиями. Здесь наружные и внутренние стены воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий и покрытия. Этот конструктивный тип получил широкое распространение при возведении жилых домов, школ и других общественных зданий.

Каркасный тип представляет собой пространственную систему, состоящую из колонн и междуэтажного перекрытия. Несущей основой здания служат колонны, ригели и перекрытия, а роль ограждающих элементов выполняют наружные стены Такой конструктивный тип используется для возведения высотных зданий и там, где необходимы помещения значительных размеров, свободные от внутренних опор.

Неполный каркас. Здесь наряду с внутренним рядом колонн нагрузку от междуэтажных перекрытий воспринимают наружные стены. Такой конструктивный тип в современном строительстве имеет ограниченное применение.

Здание любого типа находится под воздействием различных нагрузок и поэтому должно обладать:
– прочностью, т. е. способностью здания и его отдельных элементов не разрушаться от действия приложенных нагрузок;
– устойчивостью, т. е. способностью здания сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок;
– пространственной жесткостью, т. е. способностью здания и его элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.

Пространственная жесткость бескаркасных зданий обеспечивается:
– внутренними поперечными стенами, в том числе стенами лестничных клеток, связанными с наружными продольными стенами;
– междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и расчленяющими их по высоте здания на отдельные ярусы.

Этот тип здания отличается достаточной пространственной жесткостью и устойчивостью.

Пространственная жесткость каркасных зданий обеспечивается:
– совместной работой колонн, связанных между собой ригелями и перекрытиями и образующих геометрически неизменяемую систему;
– установкой между колоннами стенок жесткости и стальных вертикальных связей;
– сопряжением стен лестничных клеток, лифтовых шахт с конструкциями каркаса;
– укладкой в междуэтажных перекрытиях (между колоннами) настилов-распорок;
– надежным соединением стыков.

Источник

Сравнение каркасного и бескаркасного строительства ангаров.

Бескаркасные ангары представляют собой быстровозводимые металлические конструкции, собираемые по современной технологии. Технология бескаркасного строительства на протяжении десятилетий применяется в развитых странах, и все увереннее завоевывает российский рынок быстровозводимых зданий.

Основа металлоконструкции – арочные элементы, выполняющие одновременно несущую и ограждающую функцию. Легкий вес элементов снижает вес металлоконструкции в целом, не требует возведения фундамента и позволяет строить бескаркасный ангар практически на любом грунте, что сокращает не только сроки строительства, но и затраты на него.

Мы предлагаем наглядно убедиться в преимуществе бескаркасного строительства на конкретных примерах и цифрах.

Миф №1. Каркасный ангар может быть дешевле бескаркасного ангара.

Каркасный ангар состоит из металлокаркаса и внешнего ограждения, выполняемого, как правило, из профнастила толщиной 0,5 мм. Компании, предлагающие строительство каркасных ангаров, иногда хитрят и говорят о стоимости своих сооружений в районе 1.600-1.800 руб. за 1м2.

Нужно понимать, что речь, в этом случае, идет только о каркасе ангара. Если к этой цене прибавить затраты на внешнее ограждение (профнастил), фундамент, логистику и строительно-монтажные работы, то цена существенно вырастет и составит в среднем 5.000-7.000 руб. за 1м2.

При использовании бескаркасной технологии строительства все элементы сооружения соединяются между собой в замок и вальцуются, что придает 100% герметичность металлоконструкции и позволяет не только сэкономить на крепежных элементах, но и снизить эксплуатационные затраты по гидроизоляции конструкции.

Использование технологии бескаркасного строительства позволяет существенно снизить цену 1м2. Арочный ангар в среднем обходится заказчику в 2.500-3.000 руб. за 1м2 «под ключ».

Миф №2. Для организации складов выгоднее использовать каркасные ангары.

Использование прямостенных ангаров при организации складского хозяйства удобно тем, что такая форма конструкции позволяет полностью использовать внутреннее пространство. Тем не менее, если учесть разницу в стоимости 1м2 каркасного и бескаркасного ангаров, то получится, что экономически все-таки выгоднее строить бескаркасные сооружения. Докажем это на примере.

Допустим, нам требуется складской объем 18*36*4 м. Рассчитаем стоимость каркасного и бескаркасного ангаров, удовлетворяющих заданным параметрам. Будем учитывать, что стоимость 1 м2 бескаркасного сооружения – 2.500 руб., а каркасного – 5.000 руб.

Как видно на рисунке, чтобы «разместить» требуемый складской объем, нам потребуется каркасный склад размером 36*18 м или бескаркасный арочный ангар 36*20 м. Каркасный ангар обойдется в 3 млн. 240 тыс. руб. (36*18*5000), а бескаркасный – в 1 млн. 800 тыс. (36*20*2500) руб. Экономия составит 44,5% от стоимости каркасного склада.

Таким образом, бескаркасное сооружение хоть и потребовало строительства дополнительных квадратных метров, но все равно осталось почти в два раза дешевле.

Получается, что ангары, выполненные по технологии бескаркасного строительства, являются наиболее выгодным вариантом, поскольку быстро окупаются.

Миф №3. Каркасные ангары прочнее и долговечнее бескаркасных.

Наличие массивного металлокаркаса, безусловно, увеличивает прочность сооружения. Но вместе с тем растет и расход металла, а значит и стоимость сооружения. Кроме того, наличие каркаса не убережет от разрушения (падения), если монтаж каркаса произведен до набора бетоном необходимого уровня прочности. Кроме того, внешнее ограждение (стены, крыша) производится из профнастила толщиной 0,5 мм. Небольшая толщина профнастила (в целях снижения затрат) приводит к разрушению элементов внешнего ограждения под воздействием факторов внешней среды: снега, ветра, сейсмических колебаний. Это влечет за собой ежегодные затраты по восстановлению части внешнего ограждения.

Бескаркасный ангар производится нашими специалистами на месте из ГОСТовской рулонной стали горячего катания толщиной 1,2-1,5 мм. Такие параметры позволяют построенным ангарам выдерживать существующие снеговые и ветровые нагрузки региона строительства. Кроме того, оцинкованная сталь дает возможность сэкономить на антикоррозийной обработке.

По прочности бескаркасные ангары несколько уступают каркасным сооружениям (ввиду отсутствия массивного каркаса), но полностью соответствуют нормам региона строительства; срок использования и каркасных и бескаркасных сооружений составляет 30-50 лет. Разница лишь в том, что бескаркасные сооружения не требуют затрат по ремонту и обслуживанию.

Миф №4. Каркасные ангары строятся быстрее арочных ангаров.

Возведение каркасного ангара начинается с заливки глубоких фундаментов, необходимость в которых обусловлена массивностью и тяжеловесностью самого каркаса. Бетон должен набрать прочность. Это занимает от 10-15 дней при благоприятных климатических условиях. При возведении каркасных зданий фундаментные работы являются ключевыми, так как риск разрушения каркасного ангара связан, прежде всего, с преждевременным началом монтажа металлокаркаса, когда бетон еще не набрал необходимой прочности. Второй этап – монтаж каркаса ангара. Затем производится монтаж внешнего ограждения – покрытия стен и кровли.

Строительство бескаркасного ангара начинается с монтажа арочной конструкции, а фундаментные работы выполняются на заключительном этапе.

Каждый элемент бескаркасного ангара по своему функциональному признаку является одновременно несущей и ограждающей конструкцией, что позволяет существенно уменьшить сроки изготовления элементов ангара (1-3 дня) и сроки монтажа конструкции (3-5 дней). Кроме того, фундамент при монтаже арочных ангаров играет скорее эстетическую роль, делает вид ангара законченным.

Поэтому строительство бескаркасного ангара производится примерно в 1,5-2 раза быстрее каркасного аналога.

Итак, подведем итоги

Отсутствие затрат по возведению фундамента дает существенную экономию средств, а использование технологии бескаркасного строительства в целом позволяет снизить цену за 1м2 ангара почти в два раза.

Кроме того, технология бескаркасного строительства позволяет изготавливать элементы сооружения непосредственно на строительной площадке, что исключает транспортные расходы.

Бескаркасное сооружение – это 100% герметичная металлоконструкция, что позволяет не только сэкономить на крепежных деталях, но и снизить эксплуатационные затраты по гидроизоляции конструкции, так как способ соединения деталей и отсутствие технологических отверстий конструкции делает ее водонепроницаемой.

Так как в качестве материала для внешнего ограждения используется высококачественная оцинкованная сталь, отпадает необходимость в антикоррозийной обработке сооружения.

Ангары, построенные из рулонной стали, способны выдерживать снеговые и ветровые нагрузки, соответствующие нормам региона строительства, и не требуют затрат по ремонту и последующему обслуживанию внешнего ограждения.

Бескаркасное сооружение при этом не уступает в прочности каркасному. Срок эксплуатации у обоих сооружений одинаков. Сфера применения не ограничивается складами и хранилищами, это может быть рабочий цех, гараж, спортивный комплекс и даже торговый центр. Размеры ангаров могут быть любой длины с шириной пролета до 24 м, высотой в коньке до 12 м.

Строительство бескаркасного ангара производится примерно в 1,5-2 раза быстрее каркасного аналога. Так как нет необходимости в возведении фундамента, срок монтажа конструкции составляет всего 3-5 дней!

—ЦБС , Калининград.

Источник