В данной статье мы рассмотрим виды пространственного каркаса здания.

Виды каркасных схем

Существуют 3 каркасной схемы здания:

1) Рамная схема — пространственная жесткость каркаса обеспечивается жестким креплением колонн к фундаменту, жестким соединением колонн и ригелей или сочетанием этих способов.

Преимущества данной схемы состоит в том, что нет конструкций, которые ограничивают передвижение внутри сооружения. Ветровая нагрузка, в основном, воспринимается жестким креплением колонн к фундаменту во всех направлениях.

Недостатком данной схемы можно назвать не высокую стойкость боковым нагрузкам.

Данная схема широко применяется при строительстве навесов т.к. боковая нагрузка от ветра не высока, а отсутствие связей улучшает функциональность.

В данном случае колонны жестко закреплены к фундаменту, балки шарнирно закреплены на колоннах, вся боковая нагрузка воспринимается колоннами.

Возможно и шарнирное крепление к фундаменту, но жесткое соединение с ригелем, фермами перекрытия. Такая схема применяется для многоэтажных зданий.

Рамная система многоэтажного здания равномерно передает нагрузки на фундамент, но узлы и элементы очень трудно поддаются унификации т.к. воспринимаемые ими нагрузки изменяются по высоте.

Монолитные здания тоже могут иметь рамную схему т.к. соединение колонн и перекрытий  жесткое, но обычно для восприятия горизонтальной нагрузки добавляют диафрагмы (монолитные стены), нагрузка на которые передается через монолитное перекрытие.

2) Связевая схема — пространственная жесткость каркаса обеспечивается установкой связей вдоль и поперек здания.

Горизонтальные усилия в обоих направлениях воспринимаются установкой связей. Колонны в этом случае воспринимают только вертикальные нагрузки.

В одной плоскости рекомендуется устанавливать связи только между одним или двумя пролетами ближе к центру здания. В зависимости от условий эксплуатации, температурного режима, длина одного блока может достигать до 150-250 м. Фермы или балки опираются на колонны шарнирно.

3) Рамно-связевая схема — пространственная жесткость в одном направлении обеспечивается жестким креплением колонн к фундаменту или жестким соединением колонны и ригеля, а в другом направлении устанавливаются связи. Это наиболее распространенная схема для промышленных зданий. Обычно в продольном направлении устанавливают связи, а в поперечном жестко закрепляют колонны или делают жесткий узел между колонной и балкой/фермой.

В строительстве промышленных зданий наиболее распространена рамно-связевая схема каркаса т.к. это позволяет лучше использовать внутреннее пространство. Даже если здание будет иметь несколько пролетов в поперечном направлении установка связей требуется только в одном пролете по центру здания.

Если здание слишком длинное, более 100-150 м, то его делят на несколько температурных блоков и в каждом из них устанавливают связи, причем их каркасы не связывают.