Теперь посмотрим, каковы разновидности несущего остова в пределах каждого из его типов. Эти разновидности определяют типы конструктивных систем.
Конструктивные системы при стеновом несущем остове
Классификация стеновых конструктивных систем зависит от того, на какие стены опирается перекрытие — продольные или поперечные. Сразу возникает вопрос, какие стены считать продольными, а какие поперечными? А если здание квадратное, круглое, любой другой сложной формы? Поэтому здесь мы условно принимаем протяжённое здание, вдоль длинной фасадной стороны которого расположены продольные стены, а вдоль короткой - поперечные.
Продольно-стеновая система - несущими являются продольные стены.
Поперечно-стеновая система — несущими являются поперечные стены.
Надо сказать, что в многоэтажных домах поперечно-стеновая система наиболее эффективна: помимо большей, по сравнению с продольно-стеновой системой, жёсткостью она позволяет проектировать широкие оконные проёмы, вплоть до витражей и сплошного остекления. Но в малоэтажном строительстве, где нагрузки на стены не столь велики, это не имеет большого значения, и устройство широких проёмов не вызывают трудностей (кроме витражей и сплошного остекления, когда нужно применять особые приёмы по устройству стены).
Смешанная система имеет место, если нагрузка распределяется на продольные и поперечные несущие стены.
В индивидуальном малоэтажном домостроении по смешанной системе проекты осуществляются наиболее часто. Это обстоятельство вызвано тем, что планировка малоэтажных домов зачастую сложная, имеет много разных помещений. Расположение плит перекрытия в одном направлении во всём доме не является оптимальным вариантом по экономическим, конструктивным или иным соображениям. Вот тогда и возводят здание смешанной конструктивной системы.
Стеновые конструктивные системы очень эффективны и чаще всего применяются в малоэтажном строительстве. Однако у них есть существенные недостатки:
- в случае перепланировки помещений, требующей переноса стен, сделать это будет затруднительно, либо невозможно совсем;
- создание больших пространств помещений ограничивается возможностями элементов перекрытия (балок, плит);
- несущие наружные стены не позволяют устраивать витражи - остеклённые поверхности, значительно превышающие размеры окон.
С этими недостатками справляется каркасный несущий остов, при котором также возможны разные конструктивные системы.
Конструктивные системы при каркасном несущем остове (полном каркасе)
Ригель — это элемент конструкции перекрытия (покрытия), передающий нагрузку от плит перекрытия на колонны. Ригелем является главная балка или ферма. Но в практике строительства ригелем называют только балку, а у фермы остаётся её название.
При любом расположении ригеля схема работы такая: на колонны укладываются ригели, а на ригели — плиты. И ригели, и плиты представляют собой элементы конструкции перекрытия, которые соединяются между собой в узлах. Нагрузка, действующая на перекрытие, воспринимается плитами, плиты передают её на ригели, ригели - на колонны, через колонны нагрузка передаётся на фундамент и, наконец, - на фунт.
- Конструктивные системы с поперечным расположением ригеля. Ригели имеют направление, перпендикулярное к длинной стороне фасада, а плиты, на них уложенные, располагаются вдоль этой стороны. При такой схеме плиты опираются на ригели по двум коротким сторонам.
- Конструктивные системы с продольным расположением ригеля. Схема та же, но направление ригеля и плит поменялось местами. Плиты также опираются на ригели по двум коротким сторонам.
- Конструктивные системы с перекрёстным расположением ригелей. Плиты укладываются на ригели в одном направлении, либо на ригели обоих направлений.
- Безригельное перекрытие (покрытие). В этой схеме ригели отсутствуют, а плиты опираются по четырём точкам на колонны. Для облегчения работы плит и колонн устраивают капители, которые увеличивают площадь опирания плит.
Здесь надо несколько слов сказать о методах возведения наружных и внутренних стен в доме с каркасным несущим остовом. Наружные стены представляют собой заполнение между стойками каркаса. Они могут быть либо навесными (панели), которые крепятся к колоннам и передают свой вес на каркас, либо самонесущими, опирающимися поэтажно на перекрытие. Эти самонесущие стены выполняются чаще всего из материала, который применяется в стеновой системе: кирпич и всевозможные мелкие блоки. Внутренние стены являются, по сути, перегородками, которые могут располагаться не только по оси колонн, но и в любом другом месте. Это бесспорно даёт свободу мысли архитектора.
Каркасные системы имеют некоторые преимущества по сравнению со стеновыми системами, особенно они незаменимы в высотных жилых и офисных зданиях, производственных зданиях и ряде других сооружений.
В малоэтажном индивидуальном строительстве полный каркас ещё несколько лет назад применялся крайне редко. Прежде всего, это было связано с традиционными методами возведения малоэтажных домов и со строительными материалами, используемыми при их строительстве. В России традиционно используется кирпич или дерево, из них не возводят каркас (не имеются в виду фахверковые дома). Однако в последнее время, вследствие новых веяний в архитектуре, которые диктуются требованиями заказчиков к индивидуальному жилищу (большие просторные площади и объёмы, витражи, широкие проёмы и т.п.), всё чаще прибегают к полному каркасу. Этому помогает и всё более широкое внедрение в индивидуальное домостроение монолитного железобетона и стального проката.
Конструктивные системы при комбинированном несущем остове (неполном каркасе)
Комбинированный несущий остов предполагает различные сочетания стоек каркаса и несущих стен. Благодаря этому разнообразию, комбинированный остов очень благодатен для течения архитектурной мысли; он универсален и для многоэтажных, и для малоэтажных домов, а также офисных зданий.
Многовариантность сочетаний отдельно стоящих опор и несущих стен можно разделить на следующие группы.
- Периферийное расположение колонн — колонны ставятся вместо наружных несущих стен (периферийно, по краям дома). Если нужно установить большеразмерные светопропускаемые конструкции, этот приём незаменим: колонны воспринимают нагрузку не только от перекрытия, но и от остекления. Нагрузку внутри здания воспринимают стены.
- Внутреннее расположение колонн - внутренние стены (одну или несколько) заменяют колоннами, позволяя тем самым расширить внутреннее пространство. Наружные стены остаются несущими.
- Комбинированная система — часть дома выполнена в стеновой системе, часть - в каркасной системе. Либо часть дома поднята на колонны, а остальная часть остаётся в стеновой системе. Такие проекты характерны для районов строительства с большой влажностью и высоким уровнем подземных вод.
