El sistema estructural dels edificis consta d'elements de construcció interconnectats. Tots els components verticals i horitzontals treballen conjuntament i proporcionen estabilitat, rigidesa i resistència a les estructures aixecades. Les estructures horitzontals assumeixen càrregues domèstiques i operatives i les transfereixen a un marc de suport vertical. Els elements de l'estructura de l'edifici contraresten les forces del vent, perceben les càrregues de l'activitat humana, suporten el pes dels components horitzontals i transmeten els impactes als fonaments i els fonaments.
Membres portants horitzontals
Aquestes estructures es representen a l'estructura per elements de planta llarga. El sistema estructural dels edificis suposa que les lloses, seccions monolítices, bigues, barres transversals i encavallades es dissenyen amb formigó, metall, fusta, en funció de la càrrega requerida i les dimensions de la llum.
Inicialment, als albors de l'era de la construcció, els sostres horitzontals es van construir sobre el principi de bigues de suport amb coberta del material de coberta. Però disseny modern d'edificis i estructuresutilitza forjats de formigó armat buits, acanalats, en forma d'U, de forat, que combinen simultàniament en el seu treball les barres transversals de suport i la zona apta per a l'operació.
Transmissió de càrregues des de membres horitzontals
Es realitza segons l'esquema, quan l'impacte es trasllada a tots els elements verticals portants o es distribueix a parets rígides estructurals, diafragmes, connexions entre bastidors o columnes seleccionades a aquest efecte. Per a les estructures industrials, l'esquema de disseny preveu un mètode combinat de transferència de càrregues amb la distribució de les forces horitzontals sobre els reforços i proporcionalment entre els components verticals..
Les lloses de terra s'anomenen diafragmes de reforç de càrrega, combinen la distribució horitzontal de les càrregues i la seva transferència a elements verticals. Les lloses de formigó armat nivelen la zona de l'habitació i transfereixen les forces, a causa de la connexió rígida amb estructures verticals.
L'ús del formigó armat es deu al fet que, segons els requisits de seguretat contra incendis, les lloses dels edificis de gran alçada han d'estar fetes de material incombustible. La justificació econòmica del cost de fabricació dels panells de terra va permetre utilitzar-los en grans quantitats en edificis de qualsevol tipus. Les lloses de l'estructura de l'edifici són prefabricades, monolítices o prefabricades-monolítices.
Varietat d'elements portants verticals
D'acord amb el tipus d'elements verticals que recullen forces, l'esquema estructural dels edificis es divideix enquatre tipus principals:
- El sistema planar només conté parets i reforços;
- marc i marc, format per varilla i components de tancament (diafragma i paret);
- tija, que s'adapta a tota l'alçada de les barres internes de l'edifici de secció buida volum-espacial;
- Sistema de carcassa que utilitza solucions volumètriques externes en forma de carcassa de tipus tancat amb elements prims.
Sistemes industrials constructius i tecnològics d'edificis
Els edificis d'habitatges tenen unes característiques tipològiques pròpies, inclouen elements de càrrega verticals situats en el pla dels murs. L'ús de columnes com a estructures principals ja en l'etapa inicial del desenvolupament industrial va permetre distingir quatre esquemes de disseny:
- amb la col·locació transversal de les barres transversals de suport;
- amb bigues de rodament longitudinals;
- amb un sistema creuat per disposar elements llargs;
- sense utilitzar cap bigueta al disseny.
El disseny d'edificis i estructures segons el mètode industrial va permetre no només fer més interconnectat el treball dels pisos, sinó també ampliar el nombre de tipus d'elements portants verticals. Més recentment, s'ha fet servir una solució constructiva que utilitza refugidors de tipus tancat. Aquests elements solen estar situats a la part central de l'edifici, de manera que és convenient col·locar-hi pous de ventilació, ascensors i canals d'escombraries. Els edificis grans requereixen instal·laciómúltiples reforços.
L'esquema estructural en forma de carcassa de càrrega és una solució arquitectònica jove. El seu aspecte pot imitar una gran quantitat de prismes, cilindres, piràmides o altres formes geomètriques tridimensionals.
Elecció d'una solució constructiva
L'esquema de construcció és una característica estàtica generalitzada de l'edifici, que no pretén determinar el material de producció i el mètode de construcció. Per exemple, una construcció plana de paret sense marc funciona de manera eficaç al mateix temps quan està feta de maó, fusta, formigó, formigó d'escuma i molts altres materials moderns.
El sistema estructural combinat d'edificis descriu una variant de la solució de disseny per a la composició i el tipus de disposició dels principals elements longitudinals i transversals en diferents direccions. El seu tipus s'escull en l'etapa de disseny inicial, tenint en compte els requisits operatius tecnològics avançats i una solució de planificació espacial racional.
A més d'aquests aspectes, a l'hora d'escollir un esquema de disseny, tingueu en compte la naturalesa de la distribució de les forces horitzontals i la seva interacció amb els elements del marc vertical. Els sistemes estructurals dels edificis industrials es determinen tenint en compte la influència de la solució arquitectònica i el tipus d'edifici. L'elecció del projecte està influenciada pel nombre de plantes de l'edifici i les condicions de construcció en termes d'enginyeria i geològic.
Aplicació de diverses solucions constructives en el disseny d'habitatges i edificis
Solució de marc amb marc espacialAquesta opció s'utilitza en la construcció d'edificis resistents al cataclisme sismològic i edificis de gran alçada de nou pisos, així com en altres edificis en condicions normals. Aquest és el principal sistema de disseny d'edificis desenvolupat, que s'utilitza poques vegades en la construcció d'habitatges a causa de l' alt cost econòmic irracional.
El tipus de solució espacial sense marc s'utilitza en la construcció d'edificis residencials, utilitzat per dissenyar gratacels de fins a 30 pisos. El sistema constructiu d'edificis volum-bloc consta d'elements portants formats per blocs autoportants tridimensionals col·locats uns sobre els altres. Els anomenats pols funcionen conjuntament, gràcies a una forta connexió entre ells mitjançant elements connectats rígids o flexibles.
Solució de construcció de marc-diafragma
El sistema fa referència a esquemes combinats amb un marc incomplet i es basa en la distribució de les funcions d'equilibri estacionari entre els productes de la barra i la paret. Els sistemes estructurals d'edificis de gran alçada es construeixen segons el principi de transferir càrregues horitzontals a diafragmes de paret verticals, mentre que les forces verticals que es produeixen al marc actuen sobre els elements de la barra. La majoria dels edificis d'estructura de panells de tipus residencial de gran alçada s'aixequen amb aquest mètode en condicions de construcció normals i en zones perilloses sismològiques.
Solució espacial de bloc de marcs
Basat en el treball conjunt de blocs iels elements de bastidor i les estructures volumètriques actuen com a elements portants o articulats. Amb l'ajuda de blocs de formigó armat, omplen l'espai de la gelosia del marc de suport. Els elements carregats s'instal·len un sobre l' altre en plataformes horitzontals del marc, que es disposen a través de 3-5 plantes. Aquest sistema s'ha demostrat en edificis de més de 12 pisos.
Els requisits arquitectònics i econòmics determinen l'esquema del marc a l'hora d'escollir un projecte. Els elements de llarga longitud estan dissenyats de manera que no infringeixin la solució de planificació, mentre que les barres transversals del sostre no sobresurten de la superfície als edificis residencials. La disposició transversal de les corretges és típica d'edificis de gran alçada amb una estructura cel·lular regular en planta (hotels, hostals), mentre que el pas de les barres transversals de suport s' alterna amb murs i envans. La disposició longitudinal de les bigues de càrrega llarga s'utilitza en projectes d'edificis residencials de tipus apartament.
El marc sense bigues s'utilitza en la construcció d'edificis residencials, si l'ús d'estructures prefabricades de formigó armat no és pràctic a causa de la manca de grans associacions industrials a la regió. El sistema sense bigues es caracteritza per una baixa fiabilitat i un alt cost; s'utilitza en la construcció d'estructures prefabricades a granel monolítices i combinades mitjançant el mètode d'elevació de sòls i encofrat lliscant.
Sistemes de construcció d'edificis
Aquest concepte caracteritza una solució constructiva en una solució tecnològica complexa per al mètode de construcció d'una estructura i l'elecció del material per als elements i nodes utilitzats. constructivaEls sistemes de construcció es dissenyen amb murs de càrrega fets de petits blocs, maons, pedra natural, ceràmica o formigó. Els sistemes es divideixen en prefabricats i tradicionals.
Patró de construcció tradicional
El sistema es basa en la col·locació manual de parets. Parlant del mètode industrial de construcció, cal assenyalar que la construcció d'elements de tancament es manté de l'esquema tradicional. Totes les altres parts de l'edifici, com ara sostres, escales, bigues, columnes i altres, són adoptades per la indústria a partir del projecte prefabricat, que eleva la construcció tradicional a un alt nivell de la indústria.
L'avantatge del sistema tradicional és que les petites dimensions de les pedres del mur permeten construir cases de diferents formes i alçades. Les parets de maó funcionen de manera fiable durant molt de temps, tenen un llindar de resistència al foc elevat, la maçoneria frontal no requereix guix. Els inconvenients inclouen una major intensitat de treball i la dependència de les característiques de resistència de la tecnologia del fabricant i de l'habilitat del paleta.
Sistema complet
Segons aquest esquema es duen a terme projectes d'habitatges, la construcció dels quals es basa en la instal·lació de grans elements prefabricats (panells, blocs) de maó, ceràmica, formigó armat. Els objectes totalment muntats es construeixen segons els sistemes:
- de blocs grans;
- utilitzant panells;
- amb plaques de paret penjants al marc;
- de blocs massius;
- de formigó monolític.
Bloc gransistema de construcció
Aquest tipus de sistemes d'edificació estructural s'utilitzen en la construcció d'edificis residencials de fins a 22 plantes d'alçada. Els grans blocs horitzontals es col·loquen segons el tipus de maó amb guarnició de costures. Els avantatges d'un sistema de blocs grans són la simplicitat i la velocitat d'instal·lació dels elements, la capacitat d'utilitzar diversos materials. Un nombre limitat de mides requereix una petita inversió, mentre que es construeixen una varietat de formes.
Estructures d'estructura del panell
Segons aquest esquema, les cases amb una alçada de 14 a 30 plantes es dissenyen, respectivament, en regions sísmiques i en condicions normals. L'estructura de la paret consta de panells separats col·locats un sobre l' altre sense revestir les juntes amb morter de ciment. La seva estabilitat s'assegura mitjançant la soldadura de peces encaixades, i durant el funcionament per una forta connexió d'enllaços i juntes. L'ús del sistema redueix la intensitat laboral fins a un 40%, el cost de construcció fins a un 7%, redueix la massa total de l'edifici en un 20-30%.
Solució de panell marc del projecte
Els edificis s'aixequen amb un marc portant de metall o formigó prefabricat i emmarcat amb panells articulats de diversos materials. Es permet la construcció d'edificis d'aquest tipus de fins a 30 plantes. S'utilitza principalment en edificis públics, ja que en la construcció d'habitatges és inferior al panell en termes d'indicadors econòmics i tècnics.
Construcció de blocs 3D
Aquest mètode constructiu pertany als tipus industrials i consisteix en la instal·lació d'elements espacials de formigó armat de fins a 25 tones de pes, que continguin en volum.una habitació (cuina, habitació, bany, etc.) Els blocs es construeixen sense vestir les costures. Aquest mètode permet reduir la intensitat del treball en un 15% més en comparació amb el mètode del panell. La producció de blocs de panells grans és un 15% més cara que els panells. Construeixen cases de poca alçada en zones sísmiques i cases de 16 pisos en condicions normals.
Sistemes monolítics de construcció
S'utilitzen per a edificis de gran alçada. Els sistemes estructurals d'edificis monolítics inclouen estructures en què tots els elements i components de càrrega estan fets amb formigó armat. Els esquemes combinats d'una casa monolítica prefabricada impliquen la recollida de càrregues sobre el marc a partir d'elements prefabricats de formigó. Els edificis monolítics es dissenyen sense marc, mentre que els edificis monolítics prefabricats es construeixen amb o sense marc.
Els mètodes industrials en aquesta àrea inclouen la construcció amb formigó a l'encofrat:
- lliscant;
- volum ajustable;
- tauler gran.
La construcció d'edificis monolítics al marc es realitza mitjançant els mètodes:
- elevador de terra;
- sortida de pisos.
El sistema monolític correspon en resistència als tipus d'edificis prefabricats i s'utilitza àmpliament en zones on es poden utilitzar de manera activa els materials locals i sense inversió en el desenvolupament de la base de producció.
