Презентация на тему Стальные каркасы многоэтажных и высотных зданий

сталь обладает большей несущей способностью при меньшей собственной массе.
С

повышением этажности здания целесообразность применения стального каркаса увеличивается.
В смешанных каркасах колонны нижних этажей выполняют из стали, а верхних – из железобетона.

Основные предпосылки строительства многоэтажных промышленных зданий

Вертикальная организация технологического процесса (перемещение материалов за счёт собственного веса);
Невысокие технологические нагрузки;
Отсутствие взрыво- и пожароопасных производств, требующих быстрой эвакуации;
Требования архитектурной выразительности в городской застройке;
Необходимость сокращения площади застройки из-за высокой стоимости земли в городах.

г.)
Чикаго, «Сирс-билдинг» (1972-1974 г.) 109 этажей, высота 445 м.

110
Высота – 411 м
Размеры в плане: 63,5

х 63,5 м

колонн и ригелей, воспринимающая все горизонтальные нагрузки.
Внутренние колонны воспринимают

только вертикальные нагрузки

Технические этажи

1320 мм из стального листа, жёстко соединён с колоннами
Перекрытия

– сборно-монолитные по стальным фермам высотой 900 мм.
Опирание фермы на колонну - шарнирное

от удара самолёта (Боинг-707, вес 150 т).
Каждая башня выдержала

удар самолёта Боинг-767, который весил примерно на 30 т больше.
Пожар начался от взрыва топлива в баках самолётов, которые были заполнены на 70 %.
Температура 1000…1200°С вызвала быстрый нагрев стальных колонн и ригелей, из-за которого они потеряли свою прочность и произошло лавинообразное разрушение башен (соответственно через 103 и 62 минуты после удара)

– до 20…25 этажей
[-] Повышенный расход металла
[+] Свободное пространство

между колоннами

Связевая
(шарнирные узлы)
Высота – до 40…45 этажей

Рамно-связевая
(комбинированная)
Высота – до 150 этажей

[+] Лучшее восприятие горизонтальных нагрузок
[-] Слабая устойчивость к прогрессирующему разрушению

Геометрическая неизменяемость и восприятие горизонтальных нагрузок в рамной системе обеспечивается жёсткостью узлов, а в связевой – установкой системы связей.

+ 2Q
N
Q
Q
M
M
Схема усилий в узле при расчёте на вертикальную

нагрузку

N + 2Q

N

Q

Q

M

M

Связи

Рамная

Связевая

нагрузок
Вертикальная связь (ростверк) способствует более полному включению вертикальных элементов

каркаса в работу по восприятию горизонтальных нагрузок

В продольном направлении – рамная, в поперечном – связевая (или наоборот);
На нижних этажах связевая, на верхних – рамная.

балки
Работает только на растяжение

осей здания, чтобы не возникало его закручивание;
не обязательно на

всю ширину здания, но обязательно на всю его высоту.

Жёсткий диск перекрытия распределяет горизонтальную нагрузку между связевыми элементами, поэтому их можно устанавливать не в каждом ряду, а через 2-3 ряда.

недопустимо приваривать и к ригелю, и к колонне. В

шве могут возникнуть перенапряжения.

N

M

N = M / h

Жёсткое

Шарнирное

«Рыбка»

Монтажный болт