Глава 3. Общие сведения

Классификация несущих остовов, жесткость и устойчивость остовов малоэтажных зданий

Расположение вертикальных несущих элементов надземной части малоэтажного жилого дома определяет систему его остова. В настоящее время широкое применение получили дома с системами стенового остова — остов с поперечными несущими стенами с большим шагом (расстояние между стенами более 4,8 м) и малым шагом (до 4,8 м), остов с продольными несущими стенами (чаще с большим шагом стен), остов с перекрестными несущими стенами и коробчатый остов.

Система коробчатого остова получается при использовании сборных или монолитных железобетонных плит перекрытий размером на комнату, которые опираются на стены по всему периметру. Эта система целесообразна при планировке комнат по форме, близкой к квадрату. При этом все стены становятся несущими, потолки получаются без монтажных швов и достигается уменьшение толщины плит перекрытия. Во всех остальных системах остова используют несущие элементы перекрытий в виде плит или балок с накатом, работающих в одном направлении.

Геометрическая неизменяемость (жесткость) остова малоэтажного здания и его устойчивость в основном зависят от жесткости и устойчивости его составных элементов и их взаимосвязи. Уточним некоторые положения обеспечения жесткости и устойчивости вертикальных элементов остова. Схема работы плоского вертикального элемента стены на действие внешних сил. Стена стоит на фундаменте и жестко заделана в него. В направлении действия горизонтальной внешней силы стена обладает достаточной жесткостью, как любой плоский тонкостенный элемент из относительно жесткого материала она не будет деформироваться в своей плоскости. В направлении же действия горизонтальной внешней силы из плоскости стены этот элемент будет изгибаться вследствие небольшой толщины стены, т. е. в этом направлении — из плоскости— отдельно стоящая стена может оказаться нежестким элементом.

Жесткость стены из плоскости увеличивается с увеличением ее толщины; обычно для отдельно стоящих вертикальных элементов (стен, столбов) принимают минимальное отношение толщины к их высоте не менее 1/10, что достаточно при условии прочного сопряжения стены или столба с фундаментом, т. е. при жесткой заделке элемента в фундамент. Если же эти элементы будут недостаточно прочно соединены с фундаментом или фундамент будет непрочно заделан в грунт, то горизонтальные внешние силы могут опрокинуть их, т. е. элементы потеряют устойчивость. Схема од-його из вариантов каркасной стены, состоящей из ряда стоек, обвязочной балки сверху и балки фундамента внизу. При действии горизонтальной внешней силы из плоскости ряда стоек эта композиция элементов работает аналогично предыдущей конструкции стены. При действии силы вдоль ряда стоек система деформируется. Для увеличения жесткости таких систем пространство между стойками заполняют относительно жесткими материалами, т. е. вставляют между стойками диафрагмы жесткости или ставят раскосы, создавая треугольники жесткости.

Жилой дом со стеновым остовом состоит из замкнутой системы вертикальных плоских стен и горизонтальных плоских перекрытий. Рассмотрим работу элементов такой системы плоскостей на примере стенового остова одноэтажного дома. Стена по оси в данной системе оказывается связанной по всему контуру с элементами других стен, фундаментом и перекрытием, являющихся для нее диафрагмами жесткости. Следовательно, характер работы такой стены из ее плоскости будет значительно отличаться от работы отдельно стоящей стены. Силы (например, ветер) изгибают стену в промежутке между контуром зоны сопряжения с элементами жесткости. Относительная величина прогиба стены характеризует степень ее жесткости. Одновременно с горизонтальными силами /поп на стену действуют вертикальные В — нагрузки от перекрытия. Такое сочетание сил при малой толщине рассматриваемой стены по отношению к его высоте приводит к потере ее устойчивости, т. е. к разрушению стены. Практика строительства показала, что при отношении толщины стены к ее высоте, большем 1/25, стена будет устойчива; гари этом не требуется делать жесткое соединение стены с фундаментом. В рассматриваемом случае перекрытие участвует в работе конструктивной системы остова как связевой элемент жесткости (жесткая горизонтальная диафрагма). Перекрытие принимает на себя часть горизонтальных нагрузок от стен и перераспределяет их на перпендикулярные ей другие стены, а последние передают эти нагрузки на фундамент. Одновременно горизонтальные элементы перекрытия прогибаются под действием сил В. Степень их прогиба служит показателем жесткости элементов перекрытия. Практика строительства показала, что при определенной величине отношения высоты элементов перекрытия к их пролету () обеспечивается требуемая жесткость его конструкции. Например, для железобетонных плит перекрытий, опертых по всему контуру, это отношение принимают не менее для балочных — 1/20. 1/30, где больший размер принимается для балок из дерева, а меньший — для железобетонных и металлокерамических элементов перекрытий, которые работают в одном направлении.

Из изложенного следует, что все системы несущего остова малоэтажных жилых зданий имеют коробчатую структуру, геометрическую неизменяемость и надежность работы которой обеспечивает взаимосвязь стен с фундаментами и перекрытиями при соблюдении определенных пропорций в размерах элементов.


Фундамент является основным конструктивным элементом несущего остова здания, принимающим на себя все нагрузки строения и передающим их на грунт. Материалоемкость фундамента в объеме малоэтажного жилого дома составляет 10. 30%.

По материалам сайта: http://www.bibliotekar.ru