Sistem struktur bangunan terdiri dari elemen-elemen bangunan yang saling berhubungan. Semua komponen vertikal dan horizontal bekerja sama dan memberikan stabilitas, kekakuan, dan kekuatan struktur yang didirikan. Struktur horizontal memikul beban rumah tangga dan operasional dan memindahkannya ke rangka penyangga vertikal. Elemen-elemen rangka bangunan melawan gaya angin, merasakan beban dari aktivitas manusia, menanggung beban komponen horizontal dan mengirimkan dampak ke pondasi dan pondasi.
Anggota bantalan horizontal
Struktur ini diwakili dalam struktur oleh elemen-elemen yang panjang dalam denah. Sistem struktur bangunan mengasumsikan bahwa pelat, penampang monolitik, balok, palang dan rangka batang dirancang dari beton, logam, kayu, tergantung pada beban yang diperlukan dan dimensi bentang.
Awalnya, pada awal era konstruksi, langit-langit horizontal dibangun berdasarkan prinsip balok penyangga dengan penghiasan dari bahan penutup. Tapi desain bangunan dan struktur modernmenggunakan beton bertulang berongga, berusuk, berbentuk U, pelat lantai palung, yang secara bersamaan menggabungkan dalam pekerjaan mereka palang penyangga dan area yang cocok untuk operasi.
Transmisi beban dari elemen horizontal
Ini dilakukan sesuai dengan skema, ketika tumbukan ditransfer ke semua elemen vertikal bantalan atau didistribusikan ke dinding kaku struktural, diafragma, koneksi antara rak atau kolom yang dipilih untuk tujuan ini. Untuk struktur industri, skema desain menyediakan metode kombinasi pemindahan beban dengan distribusi gaya horizontal pada pengaku dan secara proporsional antara komponen vertikal.
Pelat lantai disebut sebagai diafragma pengaku yang menahan beban, mereka menggabungkan distribusi beban horizontal dan transfernya ke elemen vertikal. Pelat beton bertulang meratakan area dalam ruangan dan mentransfer gaya, karena sambungan kaku dengan struktur vertikal.
Penggunaan beton bertulang disebabkan oleh fakta bahwa, sesuai dengan persyaratan keselamatan kebakaran, pelat gedung bertingkat harus terbuat dari bahan yang tidak mudah terbakar. Pembenaran ekonomi untuk biaya pembuatan panel lantai memungkinkan untuk menggunakannya dalam jumlah besar di bangunan jenis apa pun. Pelat pada struktur bangunan adalah prefabrikasi, monolitik atau monolitik pracetak.
Berbagai elemen penahan beban vertikal
Sesuai dengan jenis elemen vertikal yang mengumpulkan gaya, skema struktur bangunan dibagi menjadiempat tipe utama:
- sistem planar hanya berisi dinding dan pengaku;
- rangka dan rangka, terdiri dari komponen batang dan penutup (diafragma dan dinding);
- batang, menampung seluruh tinggi batang bagian dalam bangunan bagian berongga volume-spasial;
- Sistem cangkang menggunakan larutan volumetrik eksternal berupa cangkang tipe tertutup dengan elemen tipis.
Sistem konstruksi dan teknologi bangunan industri
Bangunan tempat tinggal memiliki ciri tipologisnya sendiri, termasuk elemen penahan beban vertikal yang terletak di bidang dinding. Penggunaan kolom sebagai struktur utama sudah pada tahap awal pengembangan industri memungkinkan untuk membedakan empat skema desain:
- dengan penempatan melintang tulangan penyangga;
- dengan balok bantalan memanjang;
- dengan sistem silang untuk mengatur elemen panjang;
- tanpa menggunakan girder dalam desain.
Merancang bangunan dan struktur sesuai dengan metode industri memungkinkan tidak hanya untuk membuat pekerjaan lantai lebih saling berhubungan, tetapi juga untuk memperluas jumlah jenis elemen penahan beban vertikal. Baru-baru ini, solusi konstruktif menggunakan pengaku tipe tertutup telah digunakan. Elemen-elemen ini biasanya terletak di bagian tengah bangunan, sehingga nyaman untuk menempatkan poros ventilasi, lift, dan saluran pembuangan sampah di sana. Bangunan besar membutuhkan instalasibeberapa pengaku.
Skema struktural dalam bentuk cangkang penahan beban adalah solusi arsitektur muda. Penampilannya dapat meniru banyak prisma, silinder, piramida, atau bentuk geometris tiga dimensi lainnya.
Memilih solusi yang konstruktif
Skema bangunan adalah karakteristik statis umum bangunan, tidak dimaksudkan untuk menentukan bahan produksi dan metode konstruksi. Misalnya, konstruksi dinding datar tanpa bingkai bekerja secara efektif pada saat yang sama ketika terbuat dari batu bata, kayu, beton, beton busa dan banyak bahan modern lainnya.
Sistem struktur gabungan bangunan menggambarkan varian dari solusi desain untuk komposisi dan jenis susunan elemen longitudinal dan transversal utama dalam arah yang berbeda. Jenisnya dipilih pada tahap desain awal, dengan mempertimbangkan persyaratan operasional teknologi canggih dan solusi perencanaan ruang yang rasional.
Selain aspek-aspek ini, ketika memilih skema desain, pertimbangkan sifat distribusi gaya horizontal dan interaksinya dengan elemen bingkai vertikal. Sistem struktural bangunan industri ditentukan dengan mempertimbangkan pengaruh solusi arsitektur dan jenis bangunan. Pemilihan proyek dipengaruhi oleh jumlah lantai bangunan dan kondisi konstruksi dari segi teknik dan geologi.
Penerapan berbagai solusi konstruktif dalam desain rumah dan bangunan
Solusi bingkai dengan spasial bingkaiOpsi ini digunakan dalam konstruksi bangunan tahan bencana gempa dan bangunan tinggi di atas sembilan lantai, serta di bangunan lain dalam kondisi normal. Ini adalah sistem desain bangunan utama yang dikembangkan, jarang digunakan dalam konstruksi perumahan karena biaya ekonomi yang tinggi.
Jenis solusi spasial tanpa bingkai digunakan dalam konstruksi bangunan tempat tinggal, digunakan untuk merancang gedung pencakar langit hingga 30 lantai. Sistem konstruksi blok volume bangunan terdiri dari elemen penahan beban yang terdiri dari blok mandiri tiga dimensi yang ditempatkan satu di atas yang lain. Apa yang disebut kutub bekerja bersama, berkat koneksi yang kuat satu sama lain menggunakan elemen terhubung yang kaku atau fleksibel.
Solusi konstruksi bingkai-diafragma
Sistem mengacu pada skema gabungan dengan kerangka yang tidak lengkap dan didasarkan pada distribusi fungsi keseimbangan stasioner antara produk batang dan bantalan dinding. Sistem struktural bangunan bertingkat tinggi dibangun berdasarkan prinsip mentransfer beban horizontal ke diafragma dinding vertikal, sedangkan gaya vertikal yang terjadi pada rangka bekerja pada elemen batang. Sebagian besar bangunan rangka panel tipe perumahan bertingkat tinggi didirikan menggunakan metode ini dalam kondisi konstruksi normal dan di area berbahaya seismologis.
Solusi spasial blok-bingkai
Berdasarkan kerja sama balok danelemen rangka, dan struktur volumetrik bertindak sebagai elemen penahan beban atau elemen berengsel. Dengan bantuan balok beton bertulang, mereka mengisi ruang di kisi bingkai pendukung. Elemen yang dimuat dipasang satu di atas yang lain pada platform horizontal bingkai, yang diatur melalui 3-5 lantai. Sistem seperti itu telah terbukti di gedung-gedung di atas 12 lantai.
Persyaratan arsitektur dan ekonomi menentukan skema bingkai saat memilih proyek. Elemen panjang dirancang agar tidak melanggar solusi perencanaan, sedangkan palang langit-langit tidak menonjol dari permukaan di bangunan tempat tinggal. Susunan purlins melintang khas untuk bangunan bertingkat tinggi dengan struktur seluler biasa dalam denah (hotel, hostel), sedangkan langkah palang bantalan bergantian dengan dinding dan partisi. Susunan memanjang balok berbeban panjang digunakan pada proyek bangunan tempat tinggal tipe apartemen.
Rangka tanpa balok digunakan dalam konstruksi bangunan tempat tinggal, jika penggunaan struktur beton bertulang prefabrikasi tidak praktis karena kurangnya asosiasi industri besar di wilayah tersebut. Sistem tanpa balok dicirikan oleh keandalan yang rendah dan biaya tinggi; ini digunakan dalam konstruksi struktur massal prefabrikasi monolitik dan gabungan menggunakan metode menaikkan lantai dan bekisting geser.
Membangun sistem bangunan
Konsep ini mencirikan solusi konstruktif dalam solusi teknologi kompleks untuk metode membangun struktur dan pilihan bahan untuk elemen dan simpul yang digunakan. konstruktifsistem bangunan dirancang dengan dinding penahan beban yang terbuat dari balok kecil, batu bata, batu alam, keramik atau beton. Sistem dibagi menjadi prefabrikasi dan tradisional.
Pola bangunan tradisional
Sistem ini didasarkan pada peletakan dinding secara manual. Berbicara tentang metode konstruksi industri, perlu dicatat bahwa konstruksi elemen penutup tetap dari skema tradisional. Semua bagian lain dari bangunan, seperti langit-langit, tangga, gelagar, kolom dan lain-lain, diadopsi oleh industri dari proyek prefabrikasi, yang mengangkat konstruksi tradisional ke tingkat industri yang tinggi.
Keuntungan dari sistem tradisional adalah bahwa ukuran kecil dari batu dinding memungkinkan untuk membangun rumah dengan berbagai bentuk dan ketinggian. Dinding bata dapat diandalkan untuk waktu yang lama, memiliki ambang tahan api yang tinggi, pasangan bata depan tidak memerlukan plesteran. Kerugiannya termasuk intensitas tenaga kerja yang lebih besar dan ketergantungan karakteristik kekuatan pada teknologi pabrikan dan keterampilan tukang batu.
Sistem lengkap
Menurut skema ini, proyek rumah dilakukan, yang konstruksinya didasarkan pada pemasangan elemen prefabrikasi besar (panel, balok) yang terbuat dari batu bata, keramik, beton bertulang. Objek yang dirakit sepenuhnya dibangun sesuai dengan sistem:
- dari balok besar;
- menggunakan panel;
- dengan menggantung pelat dinding pada bingkai;
- dari blok massal;
- dari beton monolitik.
Blok besarsistem bangunan
Jenis sistem bangunan struktural ini digunakan dalam konstruksi bangunan tempat tinggal hingga setinggi 22 lantai. Blok horizontal besar ditempatkan sesuai dengan jenis bata dengan balutan jahitan. Keuntungan dari sistem blok besar adalah kesederhanaan dan kecepatan pemasangan elemen, kemampuan untuk menggunakan berbagai bahan. Sejumlah kecil ukuran membutuhkan investasi kecil, sementara berbagai bentuk dibuat.
Struktur struktur panel
Menurut skema ini, rumah dengan ketinggian 14 hingga 30 lantai dirancang, masing-masing, di wilayah seismik dan dalam kondisi biasa. Struktur dinding terdiri dari panel terpisah yang dipasang satu di atas yang lain tanpa melapisi sambungan dengan mortar semen. Stabilitasnya dipastikan dengan pengelasan bagian yang disematkan, dan selama operasi dengan koneksi ikatan dan sambungan yang kuat. Penggunaan sistem ini mengurangi intensitas tenaga kerja hingga 40%, biaya konstruksi hingga 7%, mengurangi total massa bangunan sebesar 20-30%.
Solusi panel bingkai proyek
Bangunan didirikan dengan rangka penahan beban yang terbuat dari logam atau beton pracetak dan dibingkai dengan panel berengsel dari berbagai bahan. Diijinkan untuk membangun bangunan jenis ini hingga 30 lantai. Ini terutama digunakan di gedung-gedung publik, seperti dalam konstruksi perumahan, panel ini lebih rendah daripada panel dalam hal indikator ekonomi dan teknis.
konstruksi blok 3D
Metode konstruksi ini termasuk dalam tipe industri dan terdiri dari pemasangan elemen spasial beton bertulang dengan berat hingga 25 ton, mengandung volumesatu ruangan (dapur, kamar, kamar mandi, dll.) Blok dibangun tanpa membalut jahitannya. Metode ini memungkinkan untuk mengurangi intensitas tenaga kerja sebesar 15% dibandingkan dengan metode panel. Produksi blok panel besar 15% lebih mahal daripada panel. Mereka membangun rumah bertingkat rendah di daerah seismik dan rumah 16 lantai dalam kondisi normal.
Sistem bangunan monolitik
Mereka digunakan untuk gedung bertingkat. Sistem struktural bangunan monolitik mencakup struktur di mana semua elemen dan komponen penahan beban dibuat menggunakan beton bertulang. Skema gabungan dari rumah monolitik prefabrikasi melibatkan pengumpulan beban pada rangka dari elemen beton pracetak. Bangunan monolitik dirancang tanpa bingkai, sedangkan bangunan monolitik prefabrikasi dibangun dengan atau tanpa bingkai.
Metode industri di bidang ini meliputi konstruksi menggunakan beton dalam bekisting:
- geser;
- volume disesuaikan;
- panelboard besar.
Pemasangan bangunan monolitik pada bingkai dilakukan dengan metode:
- angkat lantai;
- keberangkatan lantai.
Sistem monolitik sesuai dengan kekuatan untuk jenis bangunan prefabrikasi, dan banyak digunakan di area di mana bahan lokal dapat digunakan secara aktif dan tidak ada investasi dalam pengembangan basis produksi.
