Железобетонные колонны с жесткой арматурой 7 страница
Несущие стены участвуют в работе конструктивной системы здания на все виды силовых воздействий и воспринимают переменные по высоте здания ветровые нагрузки, включая их пульсационную составляющую.
На конструирование наружных стен в целом влияют нормативные требования к ихогнестойкости, тепловой защите и несущей способности.
При проектировании высотных зданий допускается применение светопрозрачных навесных фасадных систем (приложение В).При этом светопрозрачные навесные фасадные системы могут быть выполнены с использованием опорно-ригельных и полуструктурных конструкций. Применения структурной конструкции из-за ее большой жесткости и отсутствия компенсаторных механизмов, обеспечивающих сохранность конструкций при деформациях высотных зданий, не допускается.
Навесная фасадная система должна иметь техническую документацию, подтверждающую возможность ее применения в высотном здании.При разработке проектной документации необходимо выполнить прочностные и теплотехнические расчеты, указать решения всех узлов системы, а также представить спецификацию всех материалов и изделий, необходимых для монтажа.
Конструкции навесных фасадных систем и их крепление к несущим конструкциям должны рассчитываться по прочности,деформативности и долговечности с учетом комплекса всех эксплуатационных нагрузок, в том числе на действие ветровых нагрузок.
|
|
|
Узлы крепления навесных фасадных систем к несущим конструкциям здания должны обеспечивать компенсацию необходимую при деформациях здания, а так же температурно-влажностных воздействий на фасадную систему без возникновения в элементах крепления внутренних напряжений.
Жесткость и прочность конструктивных элементов навесных фасадных систем при расчете на ветровую нагрузку должны соответствовать требованиям ГОСТ 23166-99 и СП 20.13330-2011.Толщина стекол должна приниматься по ГОСТ 23166-99 в зависимости от площади, соотношения сторон поля остекления и величины ветровой нагрузки с учетом всех ее составляющих, но не менее 6 мм для наружных стекол.
Гибкие металлические связи в наружных ограждениях необходимо выполнять из коррозионностойкой стали с расчетным сроком службы не менее проектного срока службы наружного ограждения
Закладные детали и соединительные элементы необходимо защищать от коррозии, в том числе путем замоноличивания бетоном, класс которого не ниже проектного класса бетона несущих конструкций здания.
Для крепления металлического несущего каркаса посредством кронштейнов к несущим конструкциям, а также для крепления плит утеплителя следует применять дюбели (в том числе тарельчатые) с распорным сердечником из коррозионностойкой стали.
|
|
|
Крепление несущего каркаса навесных фасадных систем следует выполнять только к несущим конструкциям высотного здания, либо к прочным железобетонным конструкциям. Закрепление каркаса к ячеистобетонным и другим стенам, выполненным из малопрочных материалов (< 7,5 Мпа), применять не допускается из-за угрозы разрушения этих материалов в местах крепления под воздействием знакопеременных пульсационных ветровых воздействий.
При устройстве вентилируемых навесных фасадных систем толщину воздушного зазора следует принимать по расчету, но не менее 60 мм и не более 150 мм.
В фасадных системах, где открытые горизонтальные швы между элементами экрана находятся на расстоянии друг от друга по вертикали более 2 м, свободная высота воздушного зазора должна быть ограничена 15м.
Конструктивные решения высотных зданий – важнейший элемент проектирования. От выбора конструктивного решения зависим прежде всего безопасность пребывания в высотном здании, а также объемно-пространственные, архитектурно-планировочные и инженерно-технические решения. Правильный выбор конструкции позволит создавать современные безопасные и высокохудожественные высотные здания.
|
|
|
Организация фасадной поверхности высотных зданий является одним из важнейших элементов с точки зрения поиска энергоэффективных средств в области применения фасада как динамическою покрытия, которое взаимодействует между окружающей средой и помещениями здания, чтобы уменьшить потребление энергии и создать комфортные условия внутри здания путем управления внутренним климатом высотного здания. Кроме того, фасады высотных зданий должны соответствовать требованиям к отделке, продиктованным архитектурно-художественным решением здания, а также выполнять следующие функции: защищать здание от ветра, принимая па себя ветровую нагрузку; обладать необходимыми аэродинамическими свойствами; удовлетворять условиям инсоляции и проветривания помещений; обеспечивать необходимый уровень солнцезащиты и теплозащиты здания.
Архитектоническое выражение фасада высотного здания во многом зависит от различных факторов, влияющих на его решение. Поэтому данный вопрос в практике проектирования и строительства рассматривается точки зрения градостроительных требований, архитектурно-композиционной выразительности и фасада как оболочки, обеспечивающей комфортные условия в определенных природно-климатических условиях, в зданиях различного функционального назначения – жилых, гостиничных, офисных, административных, многофункциональных.
|
|
|
В каждом конкретном случае выбирается оптимальный тип конструкции фасада. Наиболее часто в практике проектирования и строительства используются такие архитектурно-технические решения фасадов, как решетчатые, однослойные и двухслойные.
Фасад современного высотного здания является самой дорогой частью здания. Поскольку здание организует пространственную среду обитания человека, то его фасад можно рассматривать как архитектурный элемент, обеспечивающий решение задач внутреннего комфорта.
Несущие решетчатые фасадные стены состоят из колонн и обвязочных балок, выполняющих одновременно несущие функции для простенков и подоконных элементов соответственно. Промежутки между элементами решетки заполняют стеклом. При большом шаге колонн (14 м), используемом для помещений административного назначения, применяют фахверковые конструкции. При малом шаге (3 м), например, для жилых и гостиничных помещений, обычно применяют фасад с чередованием окон и глухих простенков. При объединении в многофункциональных зданиях помещений с разными функциями, квартир, гостиничных номеров, офисов могут применяться комбинированные виды фасадов.
При применении железобетонных решеток наружных стен они выполняются с шагом колонн преимущественно от 1,5 до 3 м. в отельных случаях-до 8,7 м. Ширина колонн (простенков) – до 1,7 м высота обвязочных балок (подоконных элементов) до 1,8 м. При этом шаг колонн верхних этажей и нижних может быть различным, что обуславливается планировкой первых этажей, где размещаются помещения, требующие большого шага наружных колонн. Для обеспечения такого перехода могут использоваться мощные контурные балки. Например, решетки наружной стены 18-этажного здания «Брунсвикбилдинг» в Чикаго (рис. 2.4.1) поддерживается железобетонными контурными балками пролетом 17 м и сечением 7,3×2,4 м.
Железобетонные решетки наружных стен выполняются в основном монолитными, а в отдельных случаях сборно-монолитными. Полностью сборные железобетонные решетчатые конструкции наружных стен, также, как и сборные конструкции каркаса навесных стен, находят ограниченное применение в зданиях выше 30 этажей.
При использовании несущих решетчатых фасадов могут применяться различные архитектурно-художественные приемы. Например, применение криволинейных стеновых панелей, когда наружная поверхность панели – вогнутая цилиндрическая.
При проектировании высотных зданий допускается применение светопрозрачных навесных фасадных систем и с воздушным зазором.
Светопрозрачные навесные фасадные системы с учетом положений ГОСТ 33079 могут быть выполнены с использованием механического и комбинированного типа крепления светопрозрачного заполнения. Применение клеевого крепления не допускается.
Навесные однослойные фасады получили большое распространение с использованием сплошного остекления. Они представляют собой рамы, устанавливаемые в ячейках металлической решетки, опирающейся на перекрытия. Рамы могут комплектоваться стеклопакетами с одной и более камерами в зависимости от теплотехнического расчета.
Двухслойные фасады состоят из наружного фасада, промежуточного пространства и внутреннего фасада. Наружный слой фасада служит для защиты от погодных условий и улучшает звукоизоляцию oт наружного шума. Он также включает открывающиеся створки для доступа воздуха в промежуточное пространство и внутренние помещения.
Применение в высотном здании двойного фасада, несмотря на большие единовременные затраты, позволяет не только сократить энергозатраты на освещение, но благодаря естественной системе вентиляции и сэкономить полезную площадь здания. Зимой зона между фасадами служит воздушным буфером, препятствующим выходу тепла наружу. Летом накопленный за ночь холодный воздух распространяется по всему зданию. Зимой затраты на отопление здесь на 20% ниже, чем в аналогичных высотных зданиях с традиционными системами отопления и вентиляции.
Одним из прогрессивных решений двойной фасадной системы является разработка системы фасадов коробчатого типа с воздушными камерами. Фасады по типу коробка – коробка представляют собой горизонтальное разделение, кроме того, в них имеется дополнительное вертикальное разделение, например, при помощи стеклянных перегородок на каждые два модуля внутри этажа. Таким образом, образуется как бы большое двухслойное окно, которое продувается по диагонали. Такой фасад может открываться в зависимости от погоды и времени года или закрываться полностью, с тем, чтобы в качестве буферного пространства снижать потребление тепла в помещениях, располагающихся за ним, или в летнее время непосредственно отводить потоки тепла.
Вариантом такой фасадной системы может быть система, когда вертикальные перегородки практически являются двухслойными, для того чтобы образовывать между ними пространство, открытое наружу. Кроме повышения экономических качеств, данное решение позволяет снизить высокий уровень внешнего шума от расположенной рядом крупной транспортной развязки; обеспечивает максимальную шумозащиту и наибольшую эффективность при снижении действия сильных восходящих воздушных потоков. В современных высотных зданиях довольно часто применяются двойные фасады doubleskin, являющиеся составной частью энергосберегающей концепции.
В соответствии с нормативными требованиями проектирование ограждающих конструкций следует выполнять с учетом класса сооружения, к которому отнесено высотное здание. При разработке проекта необходимо выполнить прочностные и теплотехнические расчеты, указать решения основных узлов системы. Применяемые элементы основных несущих и ограждающих конструкций должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов.
Долговечность элементов и комплектующих фасадных и светопрозрачных конструкций, как и всей фасадной системы с остеклением, должна соответствовать расчетному сроку службы.
Для навесных фасадных систем должны быть предусмотрены плановые замены конструкций и элементов или капитальный ремонт с учетом срока службы или результатов мониторинга.
При проектировании следует предусматривать устройства и механизмы для обслуживания и ремонта фасадных, в том числесветопрозрачных, конструкций, если без них доступ к элементам конструкций невозможен.
Конструкции навесных фасадных систем и их крепление к несущим конструкциям должны быть рассчитаны по прочности, деформативности на нагрузки и воздействия в соответствии с СП 20.13330, в том числе с учетом пиковых ветровых нагрузок. При наличии результатов моделирования ветровых воздействий в аэродинамической трубе они должны быть использованы при расчетах фасадных конструкций.
Узлы крепления навесных фасадных систем к несущим конструкциям здания должны обеспечивать компенсацию, необходимую при деформациях здания, а также температурно-климатических воздействиях на фасадную систему, без возникновения в элементах крепления внутренних напряжений.
Для несущих каркасов навесных фасадных систем следует использовать коррозионно-стойкую или оцинкованную сталь, а также сплавы алюминия.
Для исключения коррозии локального типа алюминиевые детали следует анодировать. Детали из коррозионно-стойких сталей должны быть на основе только аустенитных и хром-никель-молибден-титановых сплавов.
Во избежание электрохимической коррозии необходимо полностью исключить контакты анодированного алюминиевого сплава и стальных деталей. Не допускается для соединения алюминиевых деталей несущего каркаса применять стальные болты, саморезы, заклепки. Также недопустимо использование комбинированных алюминиевых заклепок со стальным сердечником.
Герметики, крепежные элементы и другие компоненты конструкции должны быть совместимы между собой и не вызывать коррозию стальных изделий.
Гибкие металлические связи в наружных ограждениях необходимо выполнять из коррозионно-стойкой стали с расчетным сроком службы не менее проектного срока службы наружного ограждения.
Закладные детали и соединительные элементы необходимо защищать от коррозии в соответствии с нормативными требованиями, а также путем замоноличивания бетоном, класс которого не ниже проектного класса бетона несущих конструкций здания.
Для крепления металлического каркаса ограждающих конструкций посредством кронштейнов к несущим конструкциям, а также для крепления плит утеплителя следует применять анкеры или дюбели с распорным сердечником из коррозионно-стойкой стали.
Крепление несущего каркаса навесных фасадных систем следует выполнять к несущим конструкциям высотного здания.
Облицовочные материалы для декоративно-защитных экранов следует применять только с маркой по морозостойкости не менее F150.
При устройстве вентилируемых навесных фасадных систем толщину воздушного зазора следует принимать по расчету, но в диапазоне 60–150 мм.
В фасадных системах, где открытые горизонтальные швы между элементами экрана находятся на расстоянии друг от друга по вертикали более 2 м, свободную высоту воздушного зазора следует ограничивать до 15 м.
Непосредственно на декоративных экранах навесных фасадных систем запрещается крепить элементы освещения, рекламу и т.п. Для навески любого оборудования в составе несущего каркаса проектом должны быть предусмотрены специальные крепежные устройства.
Фасад современного высотного здания является не только его архитектурным элементом, а помимо архитектурно-художественных достоинств, определяющих внешний облик здания, он обладает высокими эксплуатационными качествами, защищает внутренние помещения от внешнего природного воздействия – ветра, шума, холода, тепла, дождя и т. д.
Тип фасада определяется в зависимости от функционального назначения высотного здания, природно-климатических условий градостроительной ситуации и других факторов:
– функциональное назначение высотного здания (нормативные требования по инсоляции, освещенности, шуму и вибрации);
– объемно-пространственное решение (архитектурный замысел архитектора);
природно-климатические условия района строительства (ветровой режим, температурно-влажностные условия, внешний и внутренний шумы);
– выбор конструктивной системы;
– инженерно-технические решения (конструкции, системы вентиляции и отопления, кондиционирование, противопожарные мероприятия и др.).
Дальнейшее усовершенствование стеклянных фасадов идет по пути совершенствования физических показателей, включая светопреломляющие системы и системы, когда отражается прямой солнечный свет; прозрачные теплоизоляционные слои, зеркальные жалюзи и решетки, призмы.
В современных архитектурных решениях применяют стекла различной прозрачности и прочности. В зависимости от задач, стоящих перед архитектором, можно применять стекла с разными комбинационными возможностями – изоляционное остекление (стеклопакет), окрашенное, светоотражающее зеркальное и т.п. Уже сейчас применяют электрохромовые, термохромовые и фотохромовые стекла, оптические свойства которых меняются в зависимости от климата или состояния окружающей среды. Применение указанных стекол улучшает микроклимат помещений, однако в настоящее время их стоимость не дает возможность широко использовать их в высотных зданиях.
Известно, что фасады с двухслойным покрытием могут увеличить риск вертикального или горизонтального распространения oгня по фасаду, что в значительной мере зависит от конструкции фасадa. Для выработки компенсационных мер специально разработана процедура оценки риска в подобных ситуациях. Новые направления развития комплексной безопасности высотных зданий предусматривают возможность устройства полностью застекленных фасадом и высотных зданиях е более высокой степенью защищенности от распространения огня, чем в зданиях с обычной структурой фасада.
Основой этого направления комплексной безопасности высотных зданий с полностью застекленными фасадами является обычная поэтажная спринклерная система, которая имеет большую производительность и надежность и устанавливается по внутреннему периметру здания неподалеку от фасада. Основные проектные параметры – это ограниченные расстояния между отдельными спринклерами и между спринклерами и фасадом.
Таким образом, фасады с двухслойным покрытием могут применяться в высотном домостроении без создания дополнительных рисков.
Для обеспечения oгнестойкости стальной наружной решетки наряду с бетонированием применяют современные методы, такие как применили в здании «СтилКорпорейшн» в Питсбурге, где для защиты несущих конструкций от огня применена система естественной циркуляции воды в полостях стальных элементов решетки, которая автоматически включается при пожаре.
Для дополнительного естественного освещения здания помещения могут быть остеклены как снаружи, так и внутри. С внутренней стороны их окна обращены в атриум, который пронизывает все здание и служит для вентиляции.
В целом двойные фасады больше всего подходят для зданий. которые воспринимают большую ветровую нагрузку и в районе которых значительно повышен уровень шума. Этот тип фасадов в равной степени может применяться для высотных и низких зданий. Если в здании предполагается естественная вентиляция с помощью открывающихся окон на протяжении большей части года, двойные фасады могут дать ряд преимуществ. Кроме того, двойные фасады находят применение в реставрационных работах, когда существующий фасад не может быть восстановлен или, когда это нежелательно. В таких случаях второй слой дает элементам здания необходимую защиту, а также придает всему зданию более современный вид.
В условиях достаточно сурового климата строительства в Москве одним из эффективных типов фасадов может быть двухслойный фасад. Примером такого фасада может служить башня «Федерация» в Московском международном деловом центре.
К положительным качествам двойных фасадов можно отнести надежную защиту от шума, солнца, противопожарную безопасность, к отрицательным – воздушный зазор между двумя слоями, повышающий передачу шума; образование конденсата на внутренней стороне внешнего слоя, требующее частой очистки; повышенные эксплуатационные расходы.
Контрольные вопросы
1.Перечислите основные типы конструктивных решений высотных зданий.
2.На какие группы подразделяются конструктивные элементы, из которых состоит высотное здание?
3.Что называется конструктивной системой здания?
4.Назовите критерии выбора конструктивной системы высотных зданий.
5.Назовите применяемые конструктивные системы в здании.
6. Дайте определение каркасной конструктивной системы.
7. Дайте определение стеновой(бескаркасной) конструктивной системы.
8.Дайте определение ствольной конструктивной системы.
9.Дайте определение оболочковой (коробчатой) конструктивной системы.
Дата добавления: 2018-05-01; просмотров: 414; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!