El sistema estructural de los edificios consta de elementos de construcción interconectados. Todos los componentes verticales y horizontales trabajan juntos y brindan estabilidad, rigidez y resistencia a las estructuras erigidas. Las estructuras horizontales asumen cargas domésticas y operativas y las transfieren a un marco de soporte vertical. Los elementos de la estructura del edificio contrarrestan las fuerzas del viento, perciben las cargas de la actividad humana, soportan el peso de los componentes horizontales y transmiten los impactos a los cimientos y cimientos.
Miembros de apoyo horizontales
Estas estructuras están representadas en la estructura por elementos que son de planta larga. El sistema estructural de los edificios supone que las losas, las secciones monolíticas, las vigas, los travesaños y las cerchas se diseñan con hormigón, metal y madera, según las dimensiones de carga y luz necesarias.
Inicialmente, en los albores de la era de la construcción, los techos horizontales se construyeron según el principio de vigas de soporte con cubiertas del material de cubierta. Pero el diseño moderno de edificios y estructuras.utiliza losas huecas, nervadas, en forma de U, de hormigón armado, que combinan simultáneamente en su trabajo los travesaños de apoyo y el área apta para la operación.
Transmisión de cargas desde barras horizontales
Se realiza según el esquema, cuando el impacto se traslada a todos los elementos verticales portantes o se distribuye a los muros rígidos estructurales, diafragmas, conexiones entre bastidores o columnas seleccionadas al efecto. Para estructuras industriales, el esquema de diseño proporciona un método combinado de transferencia de cargas con la distribución de fuerzas horizontales en los rigidizadores y proporcionalmente entre los componentes verticales.
Las losas de piso se denominan diafragmas de refuerzo portante, combinan la distribución horizontal de cargas y su transferencia a elementos verticales. Las losas de hormigón armado nivelan el área en la habitación y transfieren fuerzas, debido a la conexión rígida con estructuras verticales.
El uso de hormigón armado se debe al hecho de que, de acuerdo con los requisitos de seguridad contra incendios, las losas de los edificios de gran altura deben estar hechas de material incombustible. La justificación económica del coste de fabricación de los paneles de suelo hizo posible su uso en grandes cantidades en edificios de cualquier tipo. Las losas de la estructura del edificio son prefabricadas, monolíticas o prefabricadas-monolíticas.
Variedad de elementos portantes verticales
De acuerdo con el tipo de elementos verticales que acumulan fuerzas, el esquema estructural de los edificios se divide encuatro tipos principales:
- el sistema plano contiene solo paredes y refuerzos;
- armazón y armazón, que consta de varilla y componentes de cerramiento (diafragma y pared);
- tallo, acomodando toda la altura de las varillas internas del edificio de sección hueca volumétrico-espacial;
- Sistema de caparazón que utiliza soluciones volumétricas externas en forma de caparazón de tipo cerrado con elementos delgados.
Sistemas constructivos industriales y tecnológicos de edificios
Los edificios residenciales tienen características tipológicas propias, incluyen elementos portantes verticales ubicados en el plano de los muros. El uso de columnas como estructuras principales ya en la etapa inicial del desarrollo industrial permitió distinguir cuatro esquemas de diseño:
- con colocación transversal de los travesaños de apoyo;
- con vigas de apoyo longitudinales;
- con sistema de cruz para disponer elementos largos;
- sin usar vigas en el diseño.
El diseño de edificios y estructuras según el método industrial hizo posible no solo hacer que el trabajo de los pisos estuviera más interconectado, sino también expandir la cantidad de tipos de elementos de carga verticales. Más recientemente, se ha utilizado una solución constructiva utilizando rigidizadores de tipo cerrado. Estos elementos suelen estar ubicados en la parte central del edificio, por lo que es conveniente colocar allí pozos de ventilación, ascensores y vertederos de basura. Los edificios grandes requieren instalaciónrefuerzos múltiples.
El esquema estructural en forma de caparazón de carga es una solución arquitectónica joven. Su apariencia puede imitar una gran cantidad de prismas, cilindros, pirámides u otras formas geométricas tridimensionales.
Eligiendo una solución constructiva
El esquema de construcción es una característica estática generalizada del edificio, que no pretende determinar el material de producción y el método de construcción. Por ejemplo, una construcción plana de pared sin marco funciona de manera efectiva al mismo tiempo cuando está hecha de ladrillo, madera, hormigón, hormigón celular y muchos otros materiales modernos.
El sistema estructural combinado de edificios describe una variante de la solución de diseño para la composición y el tipo de disposición de los principales elementos longitudinales y transversales en diferentes direcciones. Su tipo se elige en la etapa inicial de diseño, teniendo en cuenta los requisitos operativos tecnológicos avanzados y una solución racional de planificación del espacio.
Además de estos aspectos, al elegir un esquema de diseño, tenga en cuenta la naturaleza de la distribución de las fuerzas horizontales y su interacción con los elementos verticales del marco. Los sistemas estructurales de los edificios industriales se determinan teniendo en cuenta la influencia de la solución arquitectónica y el tipo de edificio. La elección del proyecto está influenciada por el número de plantas del edificio y las condiciones de construcción en términos de ingeniería y geología.
Aplicación de diversas soluciones constructivas en el diseño de viviendas y edificios
Solución de marco con marco espacialEsta opción se utiliza en la construcción de edificios resistentes a cataclismos sismológicos y edificios de gran altura de más de nueve plantas, así como en otros edificios en condiciones normales. Este es el principal sistema de diseño de edificios desarrollado, rara vez se usa en la construcción de viviendas debido al alto costo económico irrazonable.
El tipo de solución espacial sin marco se utiliza en la construcción de edificios residenciales, para diseñar rascacielos de hasta 30 pisos. El sistema constructivo volumétrico de los edificios está formado por elementos portantes formados por bloques autoportantes tridimensionales superpuestos. Los llamados polos funcionan en conjunto, gracias a una fuerte conexión entre sí mediante elementos conectados rígidos o flexibles.
Solución de construcción de marco-diafragma
El sistema se refiere a esquemas combinados con un marco incompleto y se basa en la distribución de funciones de equilibrio estacionario entre productos de soporte de varilla y pared. Los sistemas estructurales de edificios de gran altura se construyen según el principio de transferir cargas horizontales a diafragmas de pared verticales, mientras que las fuerzas verticales que ocurren en el marco actúan sobre los elementos de barra. La mayoría de los edificios de estructura de panel de tipo residencial de gran altura se construyen con este método en condiciones de construcción normales y en áreas de riesgo sismológico.
Solución espacial de bloques de marcos
Basado en el trabajo conjunto de bloques yelementos de marco y estructuras volumétricas actúan como elementos portantes o articulados. Con la ayuda de bloques de hormigón armado, llenan el espacio en la celosía del marco de soporte. Los elementos cargados se instalan uno encima del otro en plataformas horizontales del marco, que se organizan en 3-5 pisos. Este sistema ha demostrado su eficacia en edificios de más de 12 plantas.
Los requisitos arquitectónicos y económicos determinan el esquema del marco al elegir un proyecto. Los elementos de gran longitud están diseñados para que no infrinjan la solución de planificación, mientras que los travesaños del techo no sobresalen de la superficie en edificios residenciales. La disposición transversal de las correas es típica de edificios de gran altura con estructura celular regular en planta (hoteles, albergues), mientras que el escalón de los travesaños portantes se alterna con muros y tabiques. La disposición longitudinal de vigas cargadas largas se utiliza en proyectos de edificios residenciales tipo apartamento.
El marco sin vigas se utiliza en la construcción de edificios residenciales, si el uso de estructuras prefabricadas de hormigón armado no es práctico debido a la f alta de grandes asociaciones industriales en la región. El sistema sin vigas se caracteriza por su baja confiabilidad y alto costo, se utiliza en la construcción de estructuras a granel prefabricadas monolíticas y combinadas utilizando el método de pisos elevados y encofrado deslizante.
Construcción de sistemas de construcción
Este concepto caracteriza una solución constructiva en una solución tecnológica compleja para el método de construcción de una estructura y la elección del material para los elementos y nudos utilizados. constructivoLos sistemas constructivos se diseñan con muros de carga de pequeño bloque, ladrillo, piedra natural, cerámica u hormigón. Los sistemas se dividen en prefabricados y tradicionales.
Patrón de construcción tradicional
El sistema se basa en la colocación manual de paredes. Hablando sobre el método industrial de construcción, cabe señalar que la construcción de elementos de cerramiento se mantiene del esquema tradicional. Todas las demás partes del edificio, como techos, escaleras, vigas, columnas y otras, son adoptadas por la industria del proyecto prefabricado, lo que eleva la construcción tradicional a un alto nivel de la industria.
La ventaja del sistema tradicional es que las pequeñas dimensiones de las piedras de la pared permiten construir casas de varias formas y alturas. Las paredes de ladrillo funcionan de manera confiable durante mucho tiempo, tienen un alto umbral de resistencia al fuego, la mampostería frontal no requiere enlucido. Las desventajas incluyen una mayor intensidad de mano de obra y la dependencia de las características de resistencia de la tecnología del fabricante y la habilidad del albañil.
Sistema completo
Según este esquema, se realizan proyectos de viviendas cuya construcción se basa en la instalación de grandes elementos prefabricados (paneles, bloques) de ladrillo, cerámica, hormigón armado. Los objetos completamente ensamblados se construyen de acuerdo con los sistemas:
- de bloques grandes;
- utilizando paneles;
- con placas de pared colgantes en el marco;
- de bloques masivos;
- de hormigón monolítico.
Bloque grandesistema de construcción
Estos tipos de sistemas de construcción estructural se utilizan en la construcción de edificios residenciales de hasta 22 pisos de altura. Se colocan grandes bloques horizontales según el tipo de ladrillo con aderezo de costuras. Las ventajas de un sistema de bloques grandes son la simplicidad y la velocidad de instalación de los elementos, la capacidad de utilizar diversos materiales. Un número limitado de tamaños requiere una pequeña inversión, mientras que se construye una variedad de formas.
Estructuras de paneles
Según este esquema, las casas con una altura de 14 a 30 pisos se diseñan, respectivamente, en regiones sísmicas y en condiciones ordinarias. La estructura de la pared consta de paneles separados instalados uno encima del otro sin revestir las juntas con mortero de cemento. Su estabilidad está garantizada por la soldadura de piezas incrustadas y, durante el funcionamiento, por una fuerte conexión de uniones y uniones. El uso del sistema reduce la intensidad de mano de obra hasta en un 40%, el costo de construcción hasta en un 7%, reduce la masa total del edificio en un 20-30%.
Solución marco-panel del proyecto
Los edificios se construyen con una estructura portante de metal o de hormigón prefabricado y se enmarcan con paneles articulados de diversos materiales. Se permite construir edificaciones de este tipo hasta 30 pisos. Se utiliza principalmente en edificios públicos, ya que en la construcción de viviendas es inferior al panel en términos de indicadores económicos y técnicos.
Construcción de bloques en 3D
Este método de construcción pertenece a los tipos industriales y consiste en la instalación de elementos espaciales de hormigón armado con un peso de hasta 25 toneladas, que contienen en volumenuna habitación (cocina, habitación, baño, etc.) Los bloques se construyen sin vestir las costuras. Este método permite reducir la intensidad de mano de obra en otro 15% en comparación con el método del panel. La producción de bloques de paneles grandes es un 15% más cara que los paneles. Construyen casas bajas en zonas sísmicas y casas de 16 pisos en condiciones normales.
Sistemas de construcción monolíticos
Se utilizan para edificios de gran altura. Los sistemas estructurales de edificios monolíticos incluyen estructuras en las que todos los elementos y componentes de carga se fabrican con hormigón armado. Los esquemas combinados de una casa monolítica prefabricada implican la recolección de cargas en el marco de elementos prefabricados de hormigón. Los edificios monolíticos se diseñan sin marco, mientras que los edificios monolíticos prefabricados se construyen con o sin marco.
Los métodos industriales en esta área incluyen la construcción con hormigón en encofrado:
- deslizante;
- volumen ajustable;
- tablero grande.
La construcción de edificios monolíticos en el marco se realiza mediante los métodos:
- levantamiento de suelo;
- salida de pisos.
El sistema monolítico corresponde en resistencia a los tipos de edificios prefabricados y se usa ampliamente en áreas donde los materiales locales pueden usarse activamente y no hay inversión en el desarrollo de la base de producción.
