§ 17. СОСТАВЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ ЗДАНИЯ
(СООРУЖЕНИЯ)
Составление конструктивной схемы здания (сооружения) включает в себя
выбор типа и вида несущих и ограждающих конструкций. Выбор конструкций
зависит от следующих факторов: назначения здания и архитектурных
требований; основных размеров (пролет, высота, длина); района
строительства и расчетных нагрузок; наличия материалов для несущих и
ограждающих конструкций; способов соединения несущих конструкций и
условий их изготовления; условий эксплуатации и производственных
требований и др.
Обычно из-за большого числа и разнообразия требований, предъявляемых к
проектируемым конструкциям, выбор наиболее рационального решения
производится путем разработки и сравнения нескольких вариантов
конструкций. Оценку и выбор наиболее рационального варианта производят
по результатам анализа их технико-экономических показателей и таких
критериев, как удобство перевозки при централи-зованном изготовлении,
стойкость против возгорания и агрессивных воздействий среды.
Если нет каких-либо дополнительных требований, определяющих тип и вид
конструкций, составление конструктивной схемы здания (сооружения) должно
проводиться при комплексном учете всех перечисленных факторов. При этом
один из факторов может определять тип и вид конструктивного решения.
Зависимость конструкции от назначения здания. Например, при
строительстве здания выставочного павильона, предназначенного для
демонстрации достижения народного хозяйства, само сооружение должно
отражать последние достижения науки и техники и носить, в некоторой
степени, рекламный характер. Из этих соображений следует выбрать
клеедощатые или пластмассовые конструкции пространственной формы (купол,
оболочка, гипар и т. п.). Они в полной мере отвечают
архитектурно-эстетическим требованиям. Это единичные, уникальные
сооружения, и соображения экономичности здесь не являются решающими.
Склады сыпучих материалов (в частности минеральных удобрений) по
условиям рационального использования их объема должны быть сооружениями
арочного типа — треугольными или стрельчатыми. При больших пролетах для
них используются индустриальные конструкции.
Для зданий с химически агрессивной средой следует применять
без-метальные конструкции, например для изготовления ферм по перекрытию
больших пролетов используются конструктивные стеклопластики. При
небольших пролетах (до 12 м) в этом случае можно проектировать
клеедощатые или клеефанерные балки.
В помещениях спортивных залов, столовых, выставочных павильонов и других
подобных сооружений необходимо предотвращать скопление пыли на несущих
конструкциях, что может быть причиной неучтенных нагрузок. Поэтому для
этих сооружений следует применять несущие конструкции, имеющие
минимальную поверхность элементов, например металло-деревянные и
дерево-пластмассовые фермы с нижними поясами, выполненными из круглых
профилей, а также пространственные фермы из элементов с гладкими'
поверхностями.
Освещение и аэрация. Освещение и аэрация
помещений промышленного типа иногда осуществляются с помощью фонарей.
Следует отметить, что наличие фонарей в деревянных покрытиях часто
служит причиной их загнивания. Поэтому фонари рекомендуется заменять
боковыми остекленными поверхностями или применять светопроницаемые плиты
в покрытиях.
Размеры сооружений. Тип несущей конструкции сооружения зависит от
перекрываемого пролета. Так, например, балочные фермы применяются для
пролетов не более 36 м. При больших пролетах переходят к арочным и
пространственным конструкциям. При малых пролетах (5... 12 м)
применяются цельные и составные балки, а также простейшие подкосные
конструкции.
Выступающие вниз рыбообразные фермы и шпренгельные системы неприменимы
при ограниченной высоте помещений. Для сокращения
строительной высоты покрытий и перекрытий следует
применять клееные балки и панели.
Район строительства. Район строительства
влияет на расчетные нагрузки (снег, ветер). При больших пролетах и
нагрузках несущие конструкции будут иметь сильно развитые сечения
элементов. Такие элементы могут быть клееными или составными на
податливых связях индустриального или построечного изготовления. При
очень больших пролетах перекрытий конструктивные схемы зданий выполняют
многопролетными с промежуточными стойками, но такое решение может
оказаться неудобным для размещения технологического оборудования, что
нужно учитывать при выборе схемы здания.
Климатические условия, зависящие от района строительства, определяют
теплотехнические требования к ограждению, его конструкции и используемым
материалам.
В лесных отдаленных районах следует проектировать простейшие
конструктивные решения. В индустриальных районах — современные
конструкции заводского изготовления.
Зависимость наклона крыши от материала кровли. В зависимости от
материала кровли устанавливается угол наклона крыши, а следовательно и
очертание несущей конструкции. Асбестовые, черепичные и другие штучные
кровли требуют крутых уклонов крыши, вследствие чего для них наиболее
применимы фермы треугольного очертания. При рулонных кровлях,
допускаемых при пологих крышах, применяются пятиугольные,
трапециевидные, сегментные и полигональные фермы.
Наличие основных конструктивных материалов.
Наличие лесоматериала, стали и пластиков определенной сортности и
размеров также определяет выбор типа конструкции: цельнодеревянной,
металлодеревянной, деревопластмассовой, клеефанерной, пластмассовой.
При отсутствии высококачественного лесоматериала для растянутых
элементов рекомендуется применять металлодеревянные конструкции с
металлическими растянутыми элементами (затяжкой или нижним поясом) и с
деревянными сжатыми и сжато-изгибаемыми элементами из бревен, брусьев и
клееных пакетов досок или деревопластмассовые.
Применение определенного сортимента лесоматериала влияет на выбор
способа соединения элементов и наоборот. Так, например, при склеивании
обязательно нужно применять воздушно-сухие тонкие доски.
Следовательно, конструктивная схема, материал и способ соединения
взаимосвязаны и это нужно обязательно учитывать при отыскании
оптимального решения конструкции.
Изготовление конструкций. На заводах обычно
изготавливают сборные или сборно-разборные конструкции, отдельные
элементы и соединения которых могут быть полностью выполнены
механизированным способом. К ним относятся клееные и клеефанерные
конструкции различных типов, кружально-сетчатые конструкции,
пространственные пластмассовые конструкции, трехслойные панели.
Если элементы приходится изготавливать в условиях строительства и для
временных сооружений, то применяются простейшие конструкции: наслонные
стропила, подкосные системы, фермы на лобовых
врубках, балки на гвоздях с перекрестной стенкой,
некоторые металлодеревянные фермы. Не следует применять сложные
соединения, при изготовлении которых трудно обеспечить точную подгонку
элементов в узлах и стыках.