Основные конструктивные системы и элементы зданий

Рациональный выбор несущего остова здания основывается на назначении этого здания, выборе той или иной конструктивной системы, применения соответствующих материалов, на учете тех или иных нагрузок, и общих условиях обеспечения прочности, устойчивости и огнестойкости.
В соответствии с назначением для гражданских зданий наиболее часто применяются стеновая конструктивная система со стенами ручной каменной кладки и с применением крупных камней.
В последнее время значительное развитие получила каркасная система со сборным или монолитным безригельным каркасом с применением наружных стен из эффективных теплоизоляционных материалов легкого пенистого бетонов и пеностекла.
Из традиционно применяемых материалов наиболее применяемыми являются кирпич, камень, керамические и силикатные блоки, блоки из ячеистого бетона (газосиликат), сталь различного профиля и дерево в различных видах. Не исключен и пластик.
При проектировании учитываются нагрузки:(постоянные или временные) сосредоточенные либо распределённые, статически или динамические (сейсмические).
В соответствии с этими нагрузками определяется прочность конструктивного остова, обычно обусловлена прочностью отдельных его конструктивных элементов.
Устойчивость конструктивной системы обеспечивается различными способами:
1. за счет собственной устойчивости конструктивных элементов (наиболее точно это проявляется в зданиях стеновой конструктивной системы с относительно малым шагом)
2. введением элементов, обеспечивающих эту устойчивость: простейшие элементы - стержневой раскос (или подкос), который образует треугольник жесткости и в целом неизменяемость структур в этой плоскости. В таком простом виде применяется редко. Чаще связывает элементы, выполняемые в виде крестовых или портальных связей.
В каменной кладке в качестве диафрагм применяются поперечные и продольные стены.
В каркасных зданиях достаточно часто применяют железобетонные диафрагмы жесткости. Их кол-во определяется: расчётом.
Конструктивная система промышленных зданий состоит из сборного железобетонного каркаса, а в исключительных случаях, при значительных нагрузках, применяется стальной каркас или монолитный. Прочность и устойчивость обеспечивается, так же как и в гражданских зданиях.
При проектировании остова здания следует учитывать, что его конструкции могут подвергаться температурным деформациям, неравномерной осадке отдельных частей здания.
Здание расчленяется на отдельные отсеки деформационными швами, которые могут быть температурными или осадочными. Различие в них - температурным швом здание расчленяется по всей высоте до фундамента, а осадочные швы с фундаментом.
Для зданий различной конструктивной структуры принимаются предельные длины температурных блоков в зданиях: для каменной кладки 40-100 м., для панельных 60-150., для каркасных промышленных зданий <=60-70м., в металлическом каркасе 150-200 м.
Жесткость элементов в большей степени относиться к ограничению прогибов несущих конструкций в виде балок ферм или настилов перекрытий, покрытия.
Достаточно жесткие ограничения у железобетонных несущих конструкций, в которых при превышении допустимых прогибов образуется трещиноватость. Проникновение влаги к армированию этих конструкций ведет к их разрушению.