Hệ thống kết cấu của các tòa nhà bao gồm các phần tử tòa nhà liên kết với nhau. Tất cả các thành phần dọc và ngang làm việc cùng nhau và cung cấp sự ổn định, độ cứng và sức mạnh của các cấu trúc được lắp dựng. Các cấu trúc nằm ngang đảm nhận các tải trọng trong gia đình và hoạt động và chuyển chúng sang một khung đỡ thẳng đứng. Các phần tử của khung tòa nhà chống lại lực gió, chịu tải trọng từ hoạt động của con người, chịu trọng lượng của các thành phần nằm ngang và truyền các tác động đến nền và móng.
Thành viên chịu lực ngang
Các cấu trúc này được thể hiện trong cấu trúc bởi các phần tử nằm trong kế hoạch dài. Hệ thống kết cấu của các tòa nhà giả định rằng các tấm, mặt cắt nguyên khối, dầm, xà ngang và khung được thiết kế từ bê tông, kim loại, gỗ, tùy thuộc vào tải trọng yêu cầu và kích thước nhịp.
Ban đầu, vào buổi bình minh của kỷ nguyên xây dựng, trần ngang được xây dựng trên nguyên tắc dầm đỡ với sàn từ vật liệu bao phủ. Nhưng thiết kế hiện đại của các tòa nhà và cấu trúcsử dụng tấm sàn bê tông cốt thép rỗng, có gân, hình chữ U, sàn máng, kết hợp đồng thời các thanh ngang đỡ và khu vực phù hợp để vận hành trong công trình của chúng.
Truyền tải trọng từ các thành viên nằm ngang
Nó được thực hiện theo sơ đồ, khi tác động được chuyển đến tất cả các phần tử chịu lực thẳng đứng hoặc phân phối đến các bức tường cứng, màng chắn, kết nối giữa các giá đỡ hoặc cột được lựa chọn cho mục đích này. Đối với các kết cấu công nghiệp, sơ đồ thiết kế cung cấp một phương pháp kết hợp truyền tải với sự phân bổ lực ngang lên các chất làm cứng và tỷ lệ giữa các thành phần thẳng đứng.
Tấm sàn được gọi là màng ngăn tăng cứng chịu lực, chúng kết hợp sự phân bố ngang của tải trọng và sự chuyển tải của chúng tới các phần tử thẳng đứng. Các tấm bê tông cốt thép san bằng diện tích trong phòng và truyền lực, do kết nối chặt chẽ với các kết cấu thẳng đứng.
Việc sử dụng bê tông cốt thép vì theo yêu cầu an toàn phòng cháy chữa cháy, các tấm sàn nhà cao tầng phải được làm bằng vật liệu khó cháy. Sự biện minh kinh tế cho chi phí sản xuất tấm sàn khiến chúng ta có thể sử dụng chúng với số lượng lớn trong bất kỳ loại hình tòa nhà nào. Các tấm trong cấu trúc tòa nhà được đúc sẵn, nguyên khối hoặc đúc nguyên khối.
Nhiều loại yếu tố chịu lực dọc
Phù hợp với loại phần tử thẳng đứng thu lực, sơ đồ kết cấu của các tòa nhà được chia thànhbốn loại chính:
- hệ thống phẳng chỉ chứa các bức tường và chất làm cứng;
- khung và khung, bao gồm các thành phần thanh và bao quanh (màng ngăn và tường);
- thân, chứa được toàn bộ chiều cao của các thanh bên trong của tòa nhà của phần rỗng thể tích-không gian;
- Hệ thống vỏ sử dụng dung dịch thể tích bên ngoài ở dạng vỏ loại kín với các phần tử mỏng.
Hệ thống công nghệ và xây dựng công nghiệp của các tòa nhà
Các công trình nhà ở có các đặc điểm kiểu hình riêng, chúng bao gồm các phần tử chịu lực theo phương thẳng đứng nằm trong mặt phẳng của tường. Việc sử dụng các cột làm cấu trúc chính đã có ở giai đoạn đầu của quá trình phát triển công nghiệp giúp chúng ta có thể phân biệt bốn phương án thiết kế:
- với vị trí ngang của các thanh ngang hỗ trợ;
- với dầm chịu lực dọc;
- với một hệ thống chéo để sắp xếp các phần tử dài;
- mà không sử dụng bất kỳ dầm nào trong thiết kế.
Thiết kế các tòa nhà và kết cấu theo phương pháp công nghiệp không chỉ giúp cho các công trình của các tầng được liên kết với nhau hơn mà còn mở rộng số lượng các loại phần tử chịu tải theo phương thẳng đứng. Gần đây hơn, một giải pháp xây dựng sử dụng chất làm cứng kiểu đóng đã được sử dụng. Các yếu tố này thường được bố trí ở phần trung tâm của tòa nhà, để thuận tiện cho việc đặt các trục thông gió, thang máy, máng chắn rác ở đó. Các tòa nhà lớn yêu cầu lắp đặtnhiều chất làm cứng.
Phương án kết cấu dạng vỏ chịu lực là một giải pháp kiến trúc trẻ. Vẻ ngoài của nó có thể bắt chước vô số hình lăng trụ, hình trụ, kim tự tháp hoặc các hình dạng hình học ba chiều khác.
Lựa chọn giải pháp mang tính xây dựng
Sơ đồ xây dựng là một đặc tính tĩnh tổng quát của tòa nhà, không nhằm mục đích xác định vật liệu sản xuất và phương pháp xây dựng. Ví dụ, một công trình phẳng tường không khung hoạt động hiệu quả đồng thời khi được làm bằng gạch, gỗ, bê tông, bê tông bọt và nhiều vật liệu hiện đại khác.
Hệ thống kết cấu kết hợp của các tòa nhà mô tả một biến thể của giải pháp thiết kế về thành phần và kiểu sắp xếp của các yếu tố dọc và ngang chính theo các hướng khác nhau. Loại của nó được chọn ở giai đoạn thiết kế ban đầu, có tính đến các yêu cầu vận hành công nghệ tiên tiến và giải pháp quy hoạch không gian hợp lý.
Ngoài những khía cạnh này, khi chọn phương án thiết kế, hãy tính đến bản chất của sự phân bố các lực ngang và sự tương tác của chúng với các phần tử khung dọc. Hệ thống kết cấu của nhà công nghiệp được xác định có tính đến ảnh hưởng của giải pháp kiến trúc và loại công trình. Sự lựa chọn của dự án bị ảnh hưởng bởi số tầng của tòa nhà và các điều kiện xây dựng về kỹ thuật và địa chất.
Ứng dụng các giải pháp xây dựng khác nhau trong thiết kế nhà ở và công trình
Giải pháp khung với không gian khungTùy chọn này được sử dụng trong việc xây dựng các tòa nhà chống đại hồng thủy địa chấn và các tòa nhà cao trên chín tầng, cũng như trong các tòa nhà khác trong điều kiện bình thường. Đây là hệ thống thiết kế xây dựng được phát triển chính, hiếm khi được sử dụng trong xây dựng nhà ở do chi phí kinh tế cao không hợp lý.
Giải pháp không gian kiểu không khung được sử dụng trong xây dựng các công trình nhà ở, dùng để thiết kế các tòa nhà chọc trời lên đến 30 tầng. Hệ thống xây dựng khối thể tích của các tòa nhà bao gồm các phần tử chịu lực được tạo thành từ các khối tự hỗ trợ ba chiều được đặt chồng lên nhau. Cái gọi là cực hoạt động cùng với nhau, nhờ sự kết nối chặt chẽ với nhau bằng cách sử dụng các phần tử được kết nối cứng nhắc hoặc linh hoạt.
Giải pháp thi công khung-tường vây
Hệ thống đề cập đến các sơ đồ kết hợp có khung không hoàn chỉnh và dựa trên sự phân bố các chức năng cân bằng tĩnh giữa các sản phẩm chịu lực của thanh và tường. Hệ thống kết cấu của nhà cao tầng được xây dựng trên nguyên tắc truyền tải trọng ngang lên các màng ngăn tường đứng, đồng thời lực dọc xuất hiện trong khung tác dụng lên các phần tử thanh. Hầu hết các tòa nhà khung bảng kiểu nhà ở cao tầng được dựng lên bằng phương pháp này trong điều kiện xây dựng bình thường và trong các khu vực địa chấn nguy hiểm.
Giải pháp không gian khối khung
Dựa trên công việc chung của các khối vàcác phần tử khung, và các kết cấu thể tích đóng vai trò như các phần tử chịu lực hoặc bản lề. Với sự trợ giúp của các khối bê tông cốt thép, chúng lấp đầy không gian trong mạng lưới khung đỡ. Các phần tử có tải được lắp đặt chồng lên nhau trên các bệ ngang của khung, được bố trí thông qua 3-5 tầng. Hệ thống như vậy đã được chứng minh trong các tòa nhà trên 12 tầng.
Yêu cầu về kiến trúc và kinh tế quyết định sơ đồ khung khi lựa chọn một dự án. Các yếu tố chiều dài được thiết kế để chúng không vi phạm giải pháp quy hoạch, trong khi xà ngang trần không nhô ra khỏi bề mặt trong các tòa nhà dân cư. Sự bố trí ngang của xà gồ là điển hình cho các tòa nhà cao tầng có kết cấu ô thông thường trong mặt bằng (khách sạn, ký túc xá), trong khi bước của xà ngang chịu lực xen kẽ với tường và vách ngăn. Sự sắp xếp theo chiều dọc của các dầm chịu tải dài được sử dụng trong các dự án xây dựng nhà ở kiểu căn hộ.
Khung không dầm được sử dụng trong xây dựng các công trình nhà ở, nếu việc sử dụng kết cấu bê tông cốt thép đúc sẵn là không thực tế do thiếu các hiệp hội công nghiệp lớn trong khu vực. Hệ thống không dầm được đặc trưng bởi độ tin cậy thấp và chi phí cao; nó được sử dụng trong việc xây dựng các kết cấu khối đúc sẵn nguyên khối và kết hợp bằng cách sử dụng phương pháp nâng tầng và ván khuôn trượt.
Xây dựng hệ thống tòa nhà
Khái niệm này mô tả một giải pháp xây dựng trong một giải pháp công nghệ phức tạp cho phương pháp xây dựng kết cấu và sự lựa chọn vật liệu cho các phần tử và nút được sử dụng. mang tính xây dựnghệ thống tòa nhà được thiết kế với tường chịu lực bằng các khối nhỏ, gạch, đá tự nhiên, gốm sứ hoặc bê tông. Hệ thống được chia thành đúc sẵn và truyền thống.
Mô hình xây dựng truyền thống
Hệ thống dựa trên việc đặt tường thủ công. Nói về phương pháp xây dựng công nghiệp, cần lưu ý rằng việc xây dựng các yếu tố bao quanh vẫn còn từ sơ đồ truyền thống. Tất cả các bộ phận khác của tòa nhà, chẳng hạn như trần nhà, cầu thang, dầm, cột và những bộ phận khác, được ngành công nghiệp áp dụng từ dự án tiền chế, điều này nâng tầm xây dựng truyền thống lên một tầm cao của ngành.
Ưu điểm của hệ thống truyền thống là kích thước nhỏ của đá ốp tường nên có thể xây dựng những ngôi nhà với nhiều hình dạng và chiều cao khác nhau. Tường gạch hoạt động tin cậy trong thời gian dài, ngưỡng chịu lửa cao, phần xây trước không cần trát. Những bất lợi bao gồm cường độ lao động lớn hơn và sự phụ thuộc của các đặc tính sức mạnh vào công nghệ của nhà sản xuất và kỹ năng của người thợ nề.
Hoàn thiện hệ thống
Theo chương trình này, các dự án nhà ở được thực hiện, việc xây dựng dựa trên việc lắp đặt các phần tử đúc sẵn lớn (tấm, khối) bằng gạch, gốm sứ, bê tông cốt thép. Các đối tượng lắp ráp hoàn chỉnh được xây dựng theo hệ thống:
- từ các khối lớn;
- sử dụng bảng điều khiển;
- với các tấm treo tường trên khung;
- từ khối số lượng lớn;
- từ bê tông nguyên khối.
Khối lớnxây dựng hệ thống
Những loại hệ thống kết cấu này được sử dụng trong việc xây dựng các tòa nhà dân cư cao đến 22 tầng. Các khối ngang lớn được đặt theo kiểu xây gạch có đắp đường nối. Ưu điểm của hệ thống khối lớn là tính đơn giản và tốc độ lắp đặt các phần tử, khả năng sử dụng các vật liệu khác nhau. Một số kích thước hạn chế yêu cầu đầu tư nhỏ, trong khi nhiều hình dạng được tạo ra.
Cấu trúc bảng điều khiển
Theo sơ đồ này, các ngôi nhà có chiều cao từ 14 đến 30 tầng được thiết kế tương ứng trong các vùng địa chấn và trong các điều kiện bình thường. Cấu trúc tường bao gồm các tấm riêng biệt được lắp đặt chồng lên nhau mà không cần trát các mối nối bằng vữa xi măng. Sự ổn định của chúng được đảm bảo bằng cách hàn các bộ phận nhúng và trong quá trình hoạt động bằng sự kết nối chặt chẽ của các liên kết và khớp nối. Việc sử dụng hệ thống giúp giảm cường độ lao động lên đến 40%, chi phí xây dựng lên đến 7%, giảm tổng khối lượng của tòa nhà từ 20-30%.
Giải pháp khung bảng của dự án
Các tòa nhà được dựng lên bằng khung chịu lực bằng kim loại hoặc bê tông đúc sẵn và được đóng khung bằng các tấm bản lề bằng nhiều vật liệu khác nhau. Cho phép xây dựng các tòa nhà loại này đến 30 tầng. Nó chủ yếu được sử dụng trong các tòa nhà công cộng, vì trong xây dựng nhà ở, nó kém hơn bảng điều khiển về các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật.
Cấu tạo khối 3D
Phương pháp xây dựng này thuộc loại hình công nghiệp và bao gồm việc lắp đặt các phần tử không gian bằng bê tông cốt thép nặng đến 25 tấn, có chứa khối lượngmột phòng (nhà bếp, phòng ở, phòng tắm, v.v.) Các khối được xây dựng mà không có đường nối. Phương pháp này cho phép giảm 15% cường độ lao động so với phương pháp bảng. Việc sản xuất các khối tấm lớn đắt hơn 15% so với các tấm panel. Họ xây những ngôi nhà thấp tầng trong khu vực địa chấn và những ngôi nhà 16 tầng trong điều kiện bình thường.
Hệ thống tòa nhà nguyên khối
Chúng được sử dụng cho các tòa nhà cao tầng. Hệ thống kết cấu của các tòa nhà nguyên khối bao gồm các kết cấu trong đó tất cả các bộ phận và cấu kiện chịu lực được làm bằng bê tông cốt thép. Các sơ đồ kết hợp của một ngôi nhà nguyên khối đúc sẵn liên quan đến việc tập hợp tải trọng lên khung từ các phần tử bê tông đúc sẵn. Các tòa nhà nguyên khối được thiết kế không có khung, trong khi các tòa nhà nguyên khối đúc sẵn được xây dựng có hoặc không có khung.
Các phương pháp công nghiệp trong lĩnh vực này bao gồm xây dựng bằng bê tông trong ván khuôn:
- trượt;
- điều chỉnh âm lượng;
- bảng điều khiển lớn.
Việc lắp dựng các tòa nhà nguyên khối trên khung được thực hiện bằng các phương pháp:
- nâng tầng;
- khởi hành các tầng.
Hệ thống nguyên khối tương ứng với sức mạnh của các loại nhà tiền chế và được sử dụng rộng rãi ở những nơi có thể chủ động sử dụng vật liệu địa phương và không cần đầu tư phát triển cơ sở sản xuất.
