Каркас (конструкція)

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Сталевий каркас будівлі

Карка́с (фр. саrсаssе, від італ. саrсаssа) — тримальна основа (кістяк) будинку, споруди, виробу або конструкції, що забезпечує їхню міцність, стійкість, довговічність та форму[1].

Загальна інформація[ред. | ред. код]

Складається з прямо- або криволінійних елементів (наприклад, у будинках — з колон, балок, ферм, арок тощо), скріплених між собою. Виготовляють каркаси переважно з металу (наприклад, сталеві каркаси будинків, арматурні каркаси залізобетонних конструкцій і виробів), залізобетону або деревини.

За способом забезпечення загальної жорсткості та стійкості каркаси поділяються на рамні, в яких вузли сполучень елементів конструюються жорсткими у вигляді рам, здатних сприймати згинальні моменти і поперечні сили від вітрових навантажень та власні ваги; в'язеві — з шарнірними або частково защемленими вузлами, де вітрові навантаження сприймаються жорсткими горизонтальними і вертикальними діафрагмами і рамно-в'язеві, у яких в одному напрямі встановлено рами, в іншому — в'язі[2].

Каркас будівлі[ред. | ред. код]

Дерев'яний каркас у процесі спорудження

Каркасні будівлі — будівлі з тримальними рамами (каркасом), що повністю сприймають вертикальні та горизонтальні навантаження. Елементи рам, що взаємодіють (колони, стовпи та ригелі) опираються осьовим навантаженням, перерізуючим силам і згинальним моментам[3].

Каркаси будівель складаються, в основному, з колон і ригелів що спираються на них, ферм, на які укладаються елементи, які утворюють перекриття і покриття. Крім повних каркасів, що сприймають всі діючі навантаження і власну вагу конструкцій будівлі, зустрічаються також будівлі з неповним (внутрішнім) каркасом, без колон біля зовнішніх стін, які в цьому випадку разом з каркасом є тримальними конструкціями.

Каркаси розраховуються на навантаження від власної ваги конструкцій будівлі, на корисні навантаження, навантаження від снігу, від вітру і в необхідних випадках на сили, що виникають при сейсмічних впливах і нерівномірних осадках фундаментів. Жорсткість вузлів з'єднання збірних рамних каркасів досягається зварюванням сталевих закладних частин або замонолічуванням випусків арматури, зварених між собою.

Застосування каркасів в поєднанні з легкими огороджувальними конструкціями стін і перегородок з ефективних матеріалів сприяє зниженню ваги будівель в порівнянні з будівлями, що мають масивні стіни. Будинки з каркасів вимагають меншої витрати залізобетону, ніж великопанельні, але при цьому зростає витрата конструкційної сталі.

Матеріали каркасів[ред. | ред. код]

Металевий рамний каркас корпуса перегонового автомобіля
Дерев'яний каркас байдарки

Каркаси будівель виконують із залізобетону, конструкційної сталі, алюмінієвих сплавів, деревини.

Монолітні залізобетонні та сталеві каркаси знаходять застосування в промислових і унікальних громадських будівлях — великих цехах, виставкових павільйонах, стадіонах тощо; дерев'яні каркаси використовуються в малоповерхових проектах будинків і тимчасових спорудах. Каркаси в будівлях також використовуються у формі конструктивної основи великих засклених стінових огороджень.

Способи обпирання[ред. | ред. код]

Збірні залізобетонні каркаси розрізняють за способом обпирання горизонтальних елементів на колони, який буває:

  • Консольний — ригелі спираються на консолі, що випускаються з колон, або уступи і гнізда, що залишаються в колонах.
  • Платформний — ригелі спираються на торці одноповерхових колон.

При платформному обпиранні стики колон поєднуються з вузлами обпирання, при консольному — стики колон можуть бути і в межах поверху, а колони можливі багатоярусні. Застосовуються також каркаси, ригелі яких входять до складу великопанельних елементів перекриттів на кімнату (безригельні каркаси).

Каркасно-панельні конструкції[ред. | ред. код]

Каркасно-панельні конструкції — будівельні конструкції, що складаються з несучих елементів каркаса й огороджувальних конструкцій, виготовлених з панелей. Вони поділяються на дві конструктивні схеми: з повним каркасом і з внутрішнім каркасом[2].

Будівлі, споруджені за схемою «повний каркас» конструктивно є просторовим каркасом, який утворюється при допомозі зовнішніх опорних стійок-колон і ребристих панелей перекриття. До стійок каркасу кріпляться панелі стін і внутрішніх перегородок, які є тримальними[2].

У будівлях типу «внутрішній каркас» зовнішні опорні колони відсутні, а тримальну функцію виконують внутрішні колони і панелі зовнішніх стін на які спираються плити перекриттів[2].

Прогони каркасно-панельних будівель становлять 5,6 м або 6 м. Уздовж будівлі колони рознесені з кроком 3,2 м або 3,6 м. Висота поверхів таких будівель становить 2,8 м при двоповерховій розрізці колон. З'єднання ригелів і колон зварне. Колони мають консолі, що проходять наскрізь і виготовляються із сталевого двотавра. Ригелі опираються на ці консолі, своєю нижньою частиною, виконаною з підрізкою[4].

В каркасних будівлях висотою 12 поверхів і вище крок між поперечними рамами може становити 6 м, що дозволяє вільніше проводити планування приміщень[4].

Висота поверхів у багатоповерхових будівлях, залежно від їхнього призначення може мати такі значення[4]:

  • адміністративні будівлі, медичні і навчальні заклади — 3,3 м;
  • житлові будівлі та готелі — 2,8 м;
  • конструкторські бюро, торговельні центри, лабораторні корпуси — 3,6 м або 4,2 м.

Примітки[ред. | ред. код]

  1. Каркас // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
  2. а б в г Каркасно-панельні конструкції // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
  3. ДБН В.1.1-12:2014 Будівництво у сейсмічних районах України.
  4. а б в Цай Т. Н.: Строительные конструкции, в 2-х томах: т.2. Железобетонные конструкции. — М.: Стройиздат, 1977. — 448 с.

Посилання[ред. | ред. код]