Soluções construtivas para paredes externas em edifícios de alvenaria. Paredes externas para uma casa particular - escolhendo uma solução de design confiável
A Tabela 3.2 mostra um diagrama que mostra a dependência e variabilidade das soluções de projeto e métodos para reconstruir o parque habitacional antigo. Na prática das obras de reconstrução, que têm em conta o desgaste físico das estruturas não substituíveis, são utilizadas diversas soluções: sem alteração do desenho estrutural e com alteração do mesmo; sem alterar a volumetria do edifício, com adição de pisos e pequenas ampliações.
Tabela 3.2
A primeira opção consiste na recuperação do edifício sem alteração da volumetria do edifício, mas com substituição de pisos, coberturas e outros elementos estruturais. Neste caso, é criado um novo layout que atenda requisitos modernos e solicitações de grupos sociais de moradores. O edifício reconstruído deve preservar a aparência arquitetônica das fachadas e suas características operacionais devem estar de acordo com os requisitos regulamentares modernos.
As opções com alterações nos esquemas de projeto permitem aumentar o volume de construção dos edifícios através de: adição de volumes e ampliação do edifício sem alterar a sua altura; superestruturas sem alterar as dimensões da planta; ampliações de vários pisos, ampliações de volumes adicionais com alterações nas dimensões do edifício em planta. Esta forma de reconstrução é acompanhada pela requalificação das instalações.
Dependendo da localização do edifício e do seu papel no empreendimento, são realizadas as seguintes opções de reconstrução: com preservação das funções residenciais; com reaproveitamento parcial e reaproveitamento total das funções do edifício.
A reconstrução dos edifícios residenciais deve ser realizada de forma abrangente, incluindo, juntamente com a reconstrução do ambiente intra-quarteirão, o seu paisagismo, beneficiação e restauro redes de serviços públicos e assim por diante. Durante o processo de reconstrução, o conjunto de instalações embutidas é revisto de acordo com as normas para a prestação de instituições de cuidados primários à população.
Nas áreas centrais das cidades, os edifícios em reconstrução podem albergar estabelecimentos construídos em toda a cidade e estabelecimentos comerciais para serviços periódicos e permanentes. A utilização de espaços embutidos transforma edifícios residenciais em edifícios multifuncionais. As instalações não residenciais estão localizadas nos primeiros andares das casas localizadas ao longo das linhas vermelhas dos edifícios.
Na Fig. 3.5 apresenta opções estruturais e tecnológicas para a reconstrução de edifícios com preservação ( A) e com mudança ( b,V) diagramas estruturais, sem alteração dos volumes e com o seu aumento (superestrutura, ampliação e ampliação das dimensões previstas dos edifícios).
Arroz. 3.5. Opções de reconstrução para os primeiros edifícios residenciais A- sem alterar o esquema de projeto e o volume de construção; b- com adição de pequenos volumes e transformação do sótão em sótão; V- com acréscimo de pisos e ampliação de volumes; G- com prolongamento do edifício até ao final do edifício; d, f- com a construção de edifícios; e- com extensão de volumes de formas curvilíneas
Um lugar especial na reconstrução dos centros urbanos deve ser dado ao desenvolvimento racional dos espaços subterrâneos adjacentes aos edifícios, que podem ser utilizados como centros comerciais, parques de estacionamento, pequenos comércios, etc.
O principal método construtivo e tecnológico para reconstruir edifícios sem alterar o esquema de projeto é preservar estruturas permanentes de exteriores e paredes interiores, escadas com piso resistente. Se houver um grau significativo de desgaste nas paredes internas como resultado de remodelações frequentes com construção de aberturas adicionais, realocação de dutos de ventilação, etc. a reconstrução é realizada através da instalação de sistemas embutidos, preservando apenas as paredes externas como estruturas de suporte e fechamento.
A reconstrução com alteração do volume do edifício envolve a instalação de sistemas permanentes integrados com fundações independentes. Esta circunstância permite acrescentar vários pisos aos edifícios. Neste caso, as estruturas das paredes externas e, em alguns casos, internas são libertadas das cargas dos pisos sobrepostos e transformadas em elementos de fechamento autoportantes.
Na reconstrução de um edifício através da sua ampliação, são possíveis opções construtivas e tecnológicas para a utilização parcial de fundações e paredes existentes como portantes, com redistribuição das cargas dos pisos a construir para os elementos externos dos edifícios.
Os princípios de reconstrução dos edifícios construídos posteriormente (décadas de 1930-40) são ditados pela configuração mais simples das casas seccionais, pela presença de pisos em pequenas lajes de betão armado ou vigas de madeira, bem como pela menor espessura das paredes externas. Os principais métodos de reconstrução consistem na adição de poços de elevadores e outros pequenos volumes em forma de janelas salientes e inserções, na adição de pisos e sótãos e na construção de extensões remotas de edifícios baixos para fins administrativos, comerciais ou domésticos.
O aumento do conforto dos apartamentos é conseguido através redesenvolvimento completo com a substituição de pisos, e o aumento da volumetria do edifício em resultado da superestrutura garantem um aumento na densidade construtiva do bairro.
Os métodos mais típicos de reconstrução de edifícios deste tipo são a substituição de pisos por estruturas pré-fabricadas ou monolíticas com remodelação completa, bem como uma superestrutura adicional de 1 a 2 pisos. Neste caso, a superestrutura dos edifícios é efectuada nos casos em que o estado das fundações e vedações das paredes garante a percepção das variações de carga. Como a experiência mostra, os edifícios deste período permitem a adição de até dois pisos sem reforço de fundações e paredes.
No caso de aumento da altura da superestrutura, são utilizados sistemas construtivos embutidos de estruturas pré-fabricadas, pré-fabricadas e monolíticas.
A utilização de sistemas integrados permite implementar o princípio de criação de grandes áreas sobrepostas que facilitam a implementação de layouts flexíveis de salas.
Painel - elemento de parede pré-fabricado com espessura de 200 a 400 mm, altura de pelo menos um piso, comprimento igual a um ou dois módulos correspondentes ao passo das paredes transversais.
De acordo com seus projetos estruturais, os edifícios de grandes painéis podem ser divididos em três tipos: sem moldura, em que a carga dos pisos e do telhado é transferida para as paredes estruturais; quadro em que o quadro é percebido; estrutura de painel, na qual os elementos da estrutura são combinados com painéis de parede em uma única estrutura de suporte.
Os edifícios de painéis sem moldura podem ser projetados: a) com três longitudinais paredes estruturais– dois externos e um interno; b) com paredes transversais portantes com lajes apoiadas nas paredes transversais ou ao longo do contorno.
Os esquemas estruturais de edifícios de painéis sem moldura, nos quais apenas as paredes transversais são portantes, são utilizados nos casos em que as paredes externas, feitas de materiais leves, têm uma espessura pequena e, portanto, é desejável libertá-las da carga transmitida por Os pisos.
Os edifícios com estrutura incluem uma estrutura completa ou parcial. Em ambos os casos, a disposição das terças (travessas) é transversal e longitudinal.
As paredes externas, dependendo da natureza da sua atuação na edificação, podem ser: portantes, suportando o próprio peso e as cargas dos pisos e da cobertura, autoportantes, suportando apenas o próprio peso, e paredes cortinas, o peso de que é transferido andar por andar para a estrutura do edifício.
Os painéis de parede externa, de acordo com seu design, são divididos em uma, duas e três camadas; os de camada única são feitos de concreto leve ou celular (concreto de escória, concreto de argila expandida, concreto espumoso, concreto aerado, etc.); os de duas camadas geralmente consistem em uma casca de concreto armado e isolamento feito de materiais isolantes térmicos minerais (espuma de concreto, concreto aerado, espuma de vidro, etc.), os de três camadas - de duas finas cascas de concreto armado, entre as quais o isolamento está localizado.
Os painéis de três camadas, fabricados de acordo com os modernos padrões de engenharia térmica, possuem um alto grau de prontidão de fábrica; podem utilizar materiais isolantes eficazes como poliestireno expandido e placas de lã mineral; Em comparação com os painéis de três camadas, consome-se menos concreto na produção de painéis de duas camadas, mas o perigo de acúmulo de umidade nesses painéis é maior do que nos painéis de três camadas, nos quais o interior laje de concreto armado retarda a penetração do vapor de água da sala para o painel.
Painéis de camada única foram amplamente utilizados em edifícios sem moldura. Painéis de concreto leve de camada única com espessura de 200 a 400 mm até 2000 atendiam aos requisitos de proteção térmica e resistência e podiam suportar cargas. As vantagens dos painéis de camada única em comparação com os painéis multicamadas são o consumo reduzido de metal, a fabricação menos trabalhosa, o custo mais baixo e as condições de umidade mais favoráveis durante a operação do edifício. No entanto, os painéis de camada única não atendem aos padrões atuais de requisitos térmicos.
O elemento estrutural mais importante de um edifício de grandes painéis é o painel de parede. Além do mais requerimentos gerais requisitos para paredes externas (resistência, estabilidade, baixa condutividade térmica, resistência ao gelo, resistência ao fogo, peso leve, economia), o projeto do painel de parede externo deve garantir a confiabilidade da estrutura da junta.
As juntas de topo em casas de painéis grandes devem garantir as conexões dos painéis; perceber as forças que surgem nos elementos construtivos durante a instalação e operação; percebem constantemente as influências da temperatura e ao mesmo tempo proporcionam estanqueidade à água e ao ar, bem como proteção térmica dos espaços interiores.
As paredes são as principais estruturas de suporte e fechamento de um edifício. Devem ser fortes, rígidos e estáveis, ter a resistência ao fogo e a durabilidade exigidas, ser de baixa condutividade térmica, resistentes ao calor, suficientemente insonorizados e à prova de ar e também económicos.
Basicamente, as influências externas nos edifícios são percebidas pelos telhados e paredes (Fig. 2.13).
A parede tem três partes: a inferior é o pedestal, a do meio é o campo principal, a superior é o entablamento (cornija).
Figura 2.13 Influências externas na edificação: 1 - impactos de forças verticais permanentes e temporárias; 2 - vento; 3 - impactos de forças especiais (sísmicas ou outras); 4- vibrações; 5 - pressão lateral do solo; 6- pressão sobre o solo (resistência); 7 - umidade do solo; 8 - ruído; 9 - radiação solar; 10 - precipitação; 11 - estado da atmosfera (temperatura e umidade variáveis, presença de impurezas químicas)
Pela natureza da percepção e transmissão de cargas as paredes (externas e internas) são divididas em paredes portantes, autoportantes e paredes cortina (com moldura portante) (Fig. 2.14). As paredes estruturais devem garantir a resistência, rigidez e estabilidade da edificação aos efeitos das cargas do vento, bem como das cargas sobre pisos e revestimentos, transferindo as forças resultantes através das fundações para a base. As paredes autoportantes devem manter a sua resistência, rigidez e estabilidade quando expostas às cargas do vento, do seu próprio peso e da parte sobrejacente da parede. As paredes cortina, destinadas apenas a proteger as instalações das influências atmosféricas (frio, ruído), são construídas com materiais de isolamento térmico multicamadas leves e altamente eficazes. Geralmente transferem a carga (vento) dentro de um painel e de sua própria massa para os elementos da estrutura de suporte do edifício.
Pela natureza da colocação no edifícioé feita uma distinção entre paredes externas, ou seja, que encerram o edifício, e paredes internas - que separam os quartos.
Por tipo de materiais utilizados as paredes podem ser de madeira (toras, pedras de pavimentação, painéis de moldura, etc.), feitas de materiais pétreos, concreto, concreto armado, bem como multicamadas (usando materiais isolantes de calor altamente eficazes como camada isolante de calor).
As partes principais das paredes externas são rodapés, aberturas, pilares, lintéis, pilastras, contrafortes, frontão, cornijas e parapeitos (Fig. 2.14). Porão - a parte inferior da parede adjacente à fundação. As paredes possuem aberturas para janelas, portas e portões. As seções das paredes entre as aberturas são chamadas de pilares, e aquelas acima das aberturas são chamadas de lintéis. A cornija da coroa é a parte saliente superior da parede. O parapeito faz parte da parede que envolve a cobertura em edifícios com drenagem interna.
Figura 2.14 Estruturas de parede: a - portantes em edifício sem moldura; b - o mesmo em edifício com moldura incompleta; c - autossustentável; g - montado; d - partes principais das paredes; 1- fundação; 2 - parede; 3 - sobreposição; 4 - barra transversal; 5 - coluna; 6 - viga de fundação; 7 - viga de cintagem; 8 - base; 9 - abertura; 10 - cornija; 1 - cais; 12 - saltador
Em edifícios industriais térreos com grandes aberturas, altura e comprimento significativos das paredes, para garantir sua estabilidade, utiliza-se enxaimel, que é uma estrutura de concreto armado ou aço que sustenta as paredes e também suporta a carga do vento e transfere-o para a estrutura principal do edifício.
De acordo com a solução de projeto, as paredes podem ser sólido, ou em camadas.
As paredes são as estruturas mais caras. O custo das paredes externas e internas é de até 35% do custo da edificação. Consequentemente, a eficácia do desenho estrutural das paredes afecta significativamente os indicadores técnicos e económicos de todo o edifício.
Ao selecionar e projetar a estrutura das paredes de edifícios civis, é necessário:
- reduzir o consumo de materiais, intensidade de trabalho, custo estimado e custo;
- use os materiais e produtos de parede mais eficazes;
- reduzir a massa das paredes;
- aproveitar ao máximo as propriedades físicas e mecânicas dos materiais;
- utilizar materiais com elevadas qualidades construtivas e de desempenho que garantam a durabilidade das paredes.
Em termos de engenharia térmica, as partes envolventes dos edifícios devem cumprir os seguintes requisitos:
- proporcionar a resistência necessária à passagem de calor através deles;
- não ter uma temperatura na superfície interna significativamente diferente da temperatura do ar interno, para que o frio não seja sentido próximo às cercas e não se forme condensação na superfície;
- possuindo resistência ao calor suficiente (inércia térmica) para que as flutuações nas temperaturas externas e internas sejam menos refletidas nas flutuações na temperatura da superfície interna.
- manter condições normais de umidade, pois a umidificação reduz as propriedades de proteção térmica da cerca.
Paredes de tijolo. Os materiais para alvenaria são tijolos: argila comum, silicato, plástico oco prensado semi-seco (Fig. 2.15). Na confecção de uma pilha de tijolos, sua espessura pode ser diferente, dependendo. zona climática. Assim, nas condições de Almaty, a espessura da parede é de 510 mm (2 tijolos), e para paredes estruturais internas - 380 mm (um tijolo e meio) e até 250 mm. Podem ser utilizadas pedras ocas de cerâmica e pequenos blocos de concreto (por exemplo, 490x340x388). Graus de tijolo 50 - 150.
O tijolo de barro comum é fabricado nas dimensões 250x120x65 mm (88 mm) e tem uma massa volumétrica de 1700 - 1900 kg/m 3.
Tijolos de argila eficazes são produzidos ocos e leves. A massa volumétrica do tijolo oco é de 1300 - 1450 kg/m 3, do tijolo leve é de 700 - 1000 kg/m 3 ou mais.
Tijolo sílico-calcário tem massa volumétrica de 1.800 - 2.000 kg/m 3 ; dimensões 250x120x65 (88 mm).
Tijolo de escória tem uma massa volumétrica de 1200 -1400 kg/m 3.
As pedras cerâmicas ocas diferem dos tijolos ocos nas dimensões de altura (138, 188, 298 mm), forma e localização dos vazios. Pedras cerâmicas de prensagem plástica com 7 e 18 vazios e dimensões 250x120x138 mm, massa volumétrica 1400 kg/m 3
Pedras de concreto leves Existem sólidos e ocos com massa volumétrica de 1100 - 1600 kg/m 3.
As dimensões das pedras com vazios cegos em forma de fenda são 190x390x188 e 90x390x188, três ocas - 120x250x138 mm.
Pedras com vazios em forma de fenda têm o melhor desempenho térmico.
Os tijolos e pedras de revestimento são divididos em perfilados e comuns (maciços e vazados).
As lajes cerâmicas moldadas são embutidas ou inclinadas.
Além de produtos cerâmicos, concreto e outras lajes e pedras não queimadas podem ser utilizados para revestimento de paredes. Pedras e lajes naturais de: a pedra natural é utilizada para assentamento de fundações e paredes, para revestimento (na forma lajes de revestimento- serrado, lascado, talhado, polido). A pedra natural também é usada para fazer pisos, peitoris de janelas e degraus da escada. A alvenaria maciça feita de tijolo comum e materiais de pedra pesada é usada de forma limitada - onde é necessária maior resistência, bem como em ambientes com alta umidade. Em outros casos é recomendado; use alvenaria leve.
A alvenaria é executada com argamassas pesadas (areia) ou leves (escória) grau 10; 25 - 50 e 100.
A alvenaria maciça é executada em sistema de revestimento de costuras de múltiplas fileiras (colher) ou de fileira única (corrente); usando um sistema de três linhas. A espessura das costuras horizontais é considerada de 12 mm e vertical de 10 mm. Para leveza e isolamento, são deixados poços preenchidos com concreto leve na parede.
Figura 2.15 Paredes de tijolo e pedras cerâmicas: a- fila única; b- múltiplas linhas; c - sistemas L.I. Onishchika; g - tijolo-concreto; habitar; e- com entreferro; g - com isolamento em laje; 1- cutucar; 2 colheres; 3- Concreto leve; 4 entreferros; 5 gesso; Isolamento de 6 placas; 7-rejunte.
Paredes feitas de grandes blocos. Edifícios de grandes blocos são construídos sem moldura e com moldura (Fig. 2.16.). De acordo com a sua finalidade, os grandes blocos são divididos em blocos para paredes externas e internas, para paredes de subsolos e rodapés, e blocos especiais (beirais, para banheiros, etc.). O material para grandes blocos é concreto leve de classe não inferior a B5 (concreto de escória, concreto de argila expandida, concreto celular, concreto de grande porosidade, concreto sobre brita porosa) com peso volumétrico de 1000; 1400 e 1600 kg/m3.
Os blocos de concreto para paredes externas têm espessura de 300; 400 e 500 mm, para paredes internas 300 mm. A superfície externa dos blocos é texturizada com concreto decorativo ou ladrilhos de revestimento, e a interna é preparada para acabamento.
Paredes feitas de grandes painéis. De acordo com o seu design, os painéis são divididos em camada única e multicamadas (Fig. 2.17). Os painéis de camada única são feitos de concreto leve com peso volumétrico de até 1200 kg/m 3, que possui a resistência ao gelo e as qualidades de isolamento térmico exigidas.
Os painéis multicamadas (duas e três camadas) consistem em uma carcaça de suporte que absorve todas as cargas e isolamento. A superfície externa dos painéis pode ser texturizada com uma camada decorativa de 20 mm de espessura em branco e cimento colorido, forrado telhas de cerâmica etc. A superfície interna dos painéis deve possuir uma camada de acabamento de 10 mm de espessura.
A transferência de forças verticais em juntas horizontais entre painéis representa a tarefa mais difícil na construção de grandes painéis.
Figura 2.16. Paredes de grandes blocos de edifícios civis: a - corte de duas, três e quatro fileiras de paredes estruturais externas; b-principais tipos de blocos de parede; c - corte em duas fileiras de paredes autoportantes; I, II, III, IV - filas de blocos; d - diagramas da disposição dos blocos na axonometria; blocos: 1- parede; 2 - saltador; 3 - peitoril da janela; 4 cintos.
Figura 2.17 Paredes de painéis de edifícios civis: Corte de paredes externas: a- fila única com painéis por ambiente; b- o mesmo para dois quartos; c- corte em duas fileiras da estrutura do painel; g-concreto de camada única; d - concreto armado de duas camadas; e - as mesmas três camadas; g - de placas laminadas; 1- painel com abertura; Painel de 2 tiras; 3- painel de parede; 4 - quadro de reforço; 5 - concreto leve; 6 - concreto decorativo; 7 - isolamento; 8 - painel de aquecimento; 9 - laje de concreto armado; 10 - placa laminada.
Quatro tipos principais de conexões têm sido usados na prática (Fig. 2.18):
- junta de plataforma, cuja peculiaridade é que os pisos são sustentados por metade da espessura dos painéis transversais das paredes, ou seja, transmissão gradual de forças, na qual as forças são transmitidas de painel a painel através das partes de suporte das lajes;
- junta serrilhada, representando uma modificação de uma junta tipo plataforma, fornece suporte mais profundo para lajes de piso, que, como uma “cauda de andorinha”, repousam sobre toda a largura do painel de parede, mas as forças são transferidas de painel para painel não diretamente, mas através do partes de suporte das lajes;
- junta de contato com os tetos apoiados em consoles remotos e transferência direta de forças de painel para painel;
- soquete de contato a ligação com o apoio dos painéis baseia-se também no princípio da transferência direta de forças de painel para painel e do apoio dos pisos através de consolas ou nervuras (“dedos”) salientes das próprias lajes e colocadas em ranhuras especialmente colocadas em os painéis transversais.
Junção de plataforma aplicado a todos os tipos de edifícios de nove andares e também, a título experimental, em edifícios de 17 e 25 andares com passo estreito de paredes estruturais transversais.
Figura 2.18 Tipos de juntas horizontais entre painéis portantes: plataforma-a; b-dente; c- contato em consoles remotos; soquete de contato g
Formas de melhorar ainda mais a eficiência energética dos edifícios
A redução do consumo de energia no sector da construção é um problema complexo; A protecção térmica de edifícios aquecidos e o seu controlo são apenas uma parte, embora a mais importante, do problema global. Uma nova redução do consumo específico normalizado de energia térmica para aquecimento de edifícios residenciais e públicos, através do aumento do nível de protecção térmica para a próxima década, é aparentemente impraticável. Provavelmente, esta redução ocorrerá devido à introdução de sistemas de troca de ar mais eficientes energeticamente (modo de controle de troca de ar de acordo com a demanda, recuperação de calor do ar de exaustão, etc.) e tendo em conta o controle dos modos de microclima interno, por exemplo , à noite. Neste sentido, será necessário aperfeiçoar o algoritmo de cálculo do consumo de energia nos edifícios públicos.
Outra parte do problema geral, ainda não resolvido, é encontrar o nível de protecção térmica eficaz para edifícios com sistemas de refrigeração de ar interior durante a estação quente. Neste caso, o nível de proteção térmica em condições de poupança de energia pode ser superior ao dos cálculos para aquecimento de edifícios.
Isto significa que para as regiões norte e centro do país o nível de protecção térmica pode ser definido com base nas condições de poupança de energia durante o aquecimento, e para as regiões sul - com base nas condições de poupança de energia durante o arrefecimento. Aparentemente, é aconselhável combinar a regulação do consumo de água quente, gás, eletricidade para iluminação e outras necessidades, bem como estabelecer um padrão único para o consumo específico de energia de um edifício.
Dependendo do tipo de carga, as paredes externas são divididas em:
- paredes estruturais- suportar cargas do peso próprio das paredes ao longo de toda a altura do edifício e do vento, bem como de outros elementos estruturais do edifício (pisos, coberturas, equipamentos, etc.);
- paredes autoportantes- absorver cargas provenientes do próprio peso das paredes ao longo de toda a altura do edifício e do vento;
- não resistente(incluindo paredes cortina) - recebendo cargas apenas do seu próprio peso e vento dentro de um andar e transferindo-as para as paredes e tetos internos do edifício (um exemplo típico são as paredes de enchimento na construção de estruturas de habitação).
Os requisitos para diferentes tipos de paredes diferem significativamente. Nos dois primeiros casos, as características de resistência são muito importantes, porque A estabilidade de todo o edifício depende em grande parte deles. Portanto, os materiais utilizados para sua construção estão sujeitos a um controle especial.
Um sistema estrutural é um conjunto interligado de estruturas estruturais verticais (paredes) e horizontais (pisos) de um edifício, que juntas proporcionam sua resistência, rigidez e estabilidade.
Hoje, os sistemas estruturais mais utilizados são os sistemas de moldura e parede (sem moldura). Deve-se notar que nas condições modernas é frequentemente recursos funcionais os edifícios e as condições económicas levam à necessidade de combinar ambos os sistemas estruturais. Portanto, hoje o projeto de sistemas combinados está se tornando cada vez mais importante.
Para sistema estrutural sem moldura use o seguinte materiais de parede:
Vigas e toras de madeira;
Tijolos cerâmicos e de silicato;
Blocos diversos (concreto, cerâmica, silicato;
Painéis portantes em betão armado (construção de habitação com 9 painéis).
Até recentemente, o sistema frameless era o principal na construção habitacional em massa de casas de várias alturas. Mas nas actuais condições de mercado, ao reduzir o consumo de material das estruturas de parede e ao mesmo tempo garantir os indicadores de protecção térmica necessários é um dos mais problemas atuais construção, o sistema de estrutura da construção civil está se tornando cada vez mais difundido.
Estruturas de quadros possuem elevada capacidade de carga e baixo peso, o que permite a construção de edifícios para diversos fins e diferentes números de pisos utilizando uma vasta gama de materiais como estruturas de fechamento: mais leves, menos duráveis, mas ao mesmo tempo fornecendo os requisitos básicos para proteção térmica, isolamento acústico e acústico, resistência ao fogo. Pode ser materiais de peça ou painéis (tipo sanduíche metálico ou concreto armado). As paredes externas em edifícios com estrutura não suportam carga. Portanto, as características de resistência do enchimento das paredes não são tão importantes como nos edifícios sem moldura.
As paredes externas dos edifícios com estrutura de vários andares são fixadas aos elementos de suporte da estrutura por meio de peças embutidas ou apoiadas nas bordas dos discos do piso. A fixação também pode ser realizada por meio de suportes especiais fixados na moldura.
Do ponto de vista do traçado arquitetônico e da finalidade do edifício, a opção mais promissora é uma moldura com disposição livre - pisos sobre pilares portantes. Edifícios deste tipo permitem abandonar a disposição padrão dos apartamentos, enquanto nos edifícios com paredes estruturais transversais ou longitudinais isso é quase impossível.
Bem comprovado casas de madeira e em áreas sismicamente perigosas.
Para a construção da moldura são utilizados metal, madeira e concreto armado, podendo a moldura de concreto armado ser monolítica ou pré-fabricada. Hoje, o mais comumente usado é uma estrutura monolítica rígida preenchida com materiais de parede eficazes.
Estruturas metálicas leves são cada vez mais utilizadas. A construção do edifício é realizada a partir de elementos estruturais individuais no canteiro de obras; ou a partir de módulos instalados no canteiro de obras.
Esta tecnologia tem várias vantagens principais. Em primeiro lugar, é a rápida construção da estrutura (curto período de construção). Em segundo lugar, a possibilidade de formar grandes vãos. E por fim, a leveza da estrutura, que diminui a carga sobre a fundação. Isto permite, em particular, instalar pisos de sótão sem reforçar a fundação.
Um lugar especial entre os sistemas de estruturas metálicas é ocupado pelos sistemas feitos de termoelementos (perfis de aço com paredes perfuradas que interrompem pontes frias).
Juntamente com as estruturas de betão armado e de metal, as casas de estrutura de madeira nas quais o elemento de suporte de carga é moldura de madeira de madeira maciça ou laminada. Em comparação com as estruturas de madeira cortada, são mais econômicas (menos consumo de madeira) e minimamente suscetíveis ao encolhimento.
Outro método de construção moderna de estruturas de parede se destaca um pouco - a tecnologia que utiliza fôrmas permanentes. A especificidade dos sistemas em consideração é que os próprios elementos de cofragem permanente não suportam carga. elementos estruturais. Durante a construção de uma estrutura, através da instalação de armadura e concretagem, é criada uma moldura rígida de concreto armado que atende aos requisitos de resistência e estabilidade.
A solução estrutural inclui os sistemas construtivos e estruturais, bem como o projeto estrutural.
O sistema construtivo de um edifício é determinado pelo material, pelo desenho mais difundido e pela tecnologia de construção dos elementos portantes (betão armado monolítico).
O diagrama estrutural é uma versão esquemática do sistema estrutural quanto aos eixos longitudinal e transversal.
A estrutura portante de um edifício de concreto armado é composta por uma fundação, elementos portantes verticais (colunas e paredes) apoiados nela e combinando-os em um único sistema espacial de elementos horizontais (lajes e coberturas).
Dependendo do tipo de elementos de suporte verticais (colunas e paredes), os sistemas estruturais são divididos em:
Coluna (quadro), onde o principal elemento vertical de suporte são as colunas;
Parede (sem moldura), onde o principal elemento de suporte é a parede;
Parede-coluna, ou mista, quando vertical elementos de suporte de carga são colunas e paredes.
a - coluna KS; b - parede CS; c - CS misto;
1 - laje; 2 - colunas; 3 - paredes
Figura 5.1. Fragmentos de planos de construção
Os andares inferiores são muitas vezes resolvidos em um sistema estrutural, e os principais - em outro. O sistema estrutural de tais edifícios é combinado.
Os esquemas estruturais na parede CS são determinados pela posição relativa das paredes, e no pilar CS - pela posição relativa das vigas intercolunas (Fig. 5.5) em relação aos eixos transversais e longitudinais do edifício. Os padrões são transversais, longitudinais e transversais. Em edifícios monolíticos reais, os esquemas estruturais são geralmente cruzados (Fig. 5.5, c, d; 6.2, a). Esquemas puramente transversais e longitudinais (Fig. 6.1, b, c) são considerados ao dividir o CS espacial em dois independentes (Fig. 6.1, b, c e 6.2, b, c) para simplificar os cálculos.
Decisões construtivas edifícios civis pré-fabricados estruturas de concreto armado
Os edifícios civis (residenciais e públicos) podem ser erguidos em estruturas monolíticas, pré-fabricadas, monolíticas e pré-fabricadas.
Monolítico - os edifícios são construídos a partir de concreto monolítico em vários tipos de cofragens.
Pré-fabricado-monolítico - uma combinação de elementos pré-fabricados e concreto monolítico, por exemplo, as colunas e paredes do edifício são pré-fabricadas e os pisos são monolíticos.
Os edifícios pré-fabricados são construídos ou montados a partir de grandes elementos pré-fabricados.
Com base no número de andares, os edifícios civis são divididos em edifícios baixos (até 3 andares), altos (de 4 a 8 andares), edifícios altos (de 9 a 25 andares) e arranha-céus ( mais de 25 andares).
De acordo com o sistema estrutural, os edifícios civis são:
Coluna (quadro);
Parede (sem moldura);
Misturado.
Em edifícios com paredes estruturais, a carga dos pisos e da cobertura é suportada pelas paredes: longitudinais, transversais ou ambas ao mesmo tempo.
Os edifícios com estrutura possuem uma estrutura de suporte feita de colunas e travessas pré-fabricadas de concreto armado. Em edifícios com moldura completa, os pilares são instalados em todos os pontos de intersecção dos eixos do esquema de planejamento.
Em edifícios parcialmente emoldurados, as colunas estão localizadas apenas no interior do edifício. As paredes externas são portantes ou autoportantes, geralmente em alvenaria.
Um edifício de grandes painéis é montado a partir de elementos planos pré-fabricados de concreto armado de grandes dimensões: painéis de parede, painéis entre pisos e revestimentos.
O projeto estrutural de um edifício de grandes painéis é adotado em função do traçado arquitetônico, da divisão da fachada do edifício, das características geológicas da base e de outros fatores. Existem os seguintes esquemas de projeto para edifícios de grandes painéis:
1. Esquema sem moldura:
Com paredes estruturais longitudinais.
Com paredes estruturais transversais.
Com paredes portantes longitudinais e transversais.
2. Esquema quadro-painel:
Quadro completo.
Com um quadro incompleto.
O esquema frameless é mais amplamente utilizado no projeto de edifícios civis com altura não superior a 16 andares. A rigidez espacial de tais edifícios é garantida pelo trabalho conjunto de paredes e lajes, interligadas por soldagem de peças embutidas. Em alturas mais elevadas, para garantir a rigidez, é aconselhável construir edifícios com estrutura com núcleo central de rigidez.
O esquema de painel de estrutura é usado no projeto de edifícios públicos e industriais de vários andares. A estrutura de suporte é uma estrutura de concreto armado, Painéis de parede neste caso, desempenham apenas funções de fechamento e são articuladas.
Uma moldura de concreto armado pode ser com travessas transversais, com travessas longitudinais ou sem travessas (com pisos sem vigas) - neste caso, as lajes repousam diretamente sobre os pilares.
Em edifícios monolíticos pré-fabricados de grandes painéis acima de 20-22 andares, um núcleo de rigidez feito de concreto monolítico é instalado dentro da estrutura para absorver cargas, como regra, uma unidade de elevador é usada para esse fim; Depois que o poço é erguido, estruturas pré-fabricadas de uma estrutura ou painel são instaladas em torno dele, que são rigidamente conectadas ao núcleo de reforço.
Os edifícios de construção de blocos tridimensionais são divididos em três esquemas estruturais principais:
1. Bloco de painel - combinação de blocos volumétricos portantes com painéis planos de lajes e painéis cortina ou autoportantes de paredes externas.
2. Bloco de estrutura - uma combinação de salas de blocos de suporte com uma estrutura de suporte. Nos edifícios deste projeto, todas as cargas são suportadas por uma estrutura de blocos de concreto armado apoiada em travessas transversais ou longitudinais.
3. Bloco volumétrico – disposição contínua de elementos volumétricos sem utilização de estruturas planas.
Em edifícios sem moldura, dependendo da solução de projeto, os elementos volumétricos podem repousar uns sobre os outros em quatro pontos nos cantos - um esquema de suporte pontual ou ao longo das bordas de duas paredes internas de blocos - um esquema linear.
Os edifícios feitos de elementos volumétricos são erguidos a partir de elementos de bloco (salas de bloco, apartamentos de bloco, cabines sanitárias, poços de elevador, etc.). Os elementos volumétricos são blocos de construção prontos com acabamento concluído ou totalmente preparados para acabamento com instalação equipamento de engenharia. Os blocos são fabricados de forma monolítica ou montados em fábrica com o maior grau de prontidão possível.
Soluções estruturais para edifícios industriais térreos feitos de estruturas pré-fabricadas de concreto armado
Dependendo da sua finalidade, os edifícios industriais são divididos em:
Áreas de produção que abrigam as principais instalações de produção.
Edifícios auxiliares, que albergam instalações culturais e sociais, administrativas e de escritórios, cantinas, laboratórios, etc.
Prédio empresas industriais classificados de acordo com as suas características específicas, que incluem a finalidade e pertencimento destes edifícios a uma determinada indústria, bem como o número de pisos, o número de vãos, o grau de resistência ao fogo e durabilidade, o método de disposição dos suportes internos e o tipo de transporte intra-loja.
Os edifícios industriais térreos são compostos, em regra, por vãos paralelos de mesma largura e altura e com os mesmos equipamentos de elevação e transporte. Pode ser de intervalo único ou de vários intervalos
O tipo de edifícios depende da massa dos elementos de instalação:
Tipo leve - com uma massa de elementos de montagem de 5 a 9 toneladas.
Tipo médio - com massa de elementos de montagem de 8 a 16 toneladas.
Tipo pesado - com uma massa de elementos de montagem de 15 a 35 toneladas.
Com base na localização dos apoios internos, os edifícios industriais térreos são divididos em:
Viadutos.
Celular.
Halls com ou sem apoio central.
Em edifícios com vãos, a largura do vão é de 12-36 m com espaçamento entre colunas de 6 ou 12 m. As linhas tecnológicas são direcionadas ao longo do vão e atendidas por guindastes.
Nos edifícios celulares existe uma grade quadrada de suportes - 12x12, 18x18, ... 36x36m e as linhas tecnológicas estão localizadas em direções perpendiculares entre si.
Os edifícios Hall têm vãos de 60-100 m ou mais com instalação de equipamentos de grande porte para a produção de produtos de grande porte (hangares, casas de máquinas de usinas termelétricas, etc.). Tais edifícios são geralmente cobertos por estruturas espaciais.
Os edifícios industriais térreos são projetados com estrutura completa e incompleta. Podem ser equipados com equipamentos de elevação e transporte em forma de pontes rolantes - de apoio ou suspensas ou de piso.
A estabilidade geral e a imutabilidade geométrica de um edifício térreo são alcançadas na direção longitudinal por pinçamento de pilares nas fundações e um sistema de conexões ao longo dos pilares, na direção transversal por pinçamento de pilares nas fundações, bem como por um disco de cobertura rígido em seu plano.
Em geral, um edifício industrial térreo é composto por paredes, colunas, coberturas, vigas de guindaste, contraventamentos e fundações.
Os pilares de concreto armado, conforme o tipo de seção transversal, podem ser maciços (retangular ou seção I) e passantes (dois braços). Dependendo da finalidade dos edifícios e das cargas atuais, são utilizados os seguintes tipos de pilares:
Retangular (sem console).
Com consoles para suporte de estruturas portantes de coberturas.
Com consoles de guindaste unilaterais e bilaterais.
Um edifício de estrutura industrial térreo pode ter uma cobertura plana - de elementos lineares ou espacial - de elementos espaciais de paredes finas.
As estruturas portantes das coberturas são divididas em principais (vigas de caibro, treliças ou arcos) e secundárias (lajes de grandes painéis, terças). As estruturas de cobertura de um edifício térreo também incluem lanternas e conexões.
As vigas de cobertura (vigas de caibro) repousam sobre colunas ou vigas de treliça. As vigas de caibro cobrem vãos de 6 a 24 m com espaçamento entre colunas de 6 ou 12 m. As vigas sub-vigas são usadas quando o passo da coluna é maior que a distância entre as vigas das vigas.
As vigas de caibro podem ser de empena, passo único ou com cordas horizontais paralelas. As vigas de viga vêm com cordas paralelas e não paralelas.
Além das vigas, treliças de concreto armado são utilizadas como estruturas portantes do revestimento. A utilização de treliças é aconselhável para vãos de 18-30m e espaçamentos entre pilares de 6 ou 12m. As treliças de concreto armado podem ser maciças ou mistas.
O contorno da treliça depende do tipo de telhado, layout geral revestimento, bem como a presença, forma e localização das lanternas. Existem treliças segmentares e poligonais. As treliças segmentares com corda superior curva são chamadas de arqueadas.
As treliças poligonais são utilizadas com cordas paralelas, suportes ascendentes e inclinação da corda superior de 1:12, bem como com cintas de apoio descendentes e corda inferior quebrada.
As estruturas secundárias de sustentação da cobertura podem ser apoiadas diretamente em caibros, treliças ou arcos (sistema de cobertura sem terças) ou apoiadas em sistema de terças apoiadas nas estruturas primárias de sustentação da cobertura (sistema de terças).
Soluções estruturais para edifícios de vários andares em estruturas pré-fabricadas de concreto armado
A base de um edifício com estrutura de vários andares é uma estrutura de concreto armado de vários andares e vários vãos, cujas travessas suportam a carga dos painéis do piso e do telhado. As paredes externas são geralmente paredes cortinas feitas de grandes painéis.
Estruturas de edifícios de vários andares de acordo com o esquema trabalho estático são divididos em quadro, contraventado e contraventado.
No projeto do pórtico, todas as cargas horizontais são absorvidas pelo acoplamento rígido de colunas e travessas.
Num esquema de pórtico contraventado, as cargas horizontais são absorvidas por diafragmas de reforço verticais ou núcleos de reforço. O desenho contraventado da moldura elimina a necessidade de instalação de unidades rígidas no emparelhamento das travessas com os pilares. que pode ser articulada ou com pinçamento parcial das travessas do suporte.
Num esquema de pórtico contraventado, as cargas horizontais são distribuídas entre os elementos de contraventamento e a ligação rígida das travessas com os pilares (em uma ou duas direções).
Principal elementos estruturais edifícios de vários andares são: fundações, colunas, paredes, pisos e revestimentos.
Os edifícios de vários andares são construídos com moldura de concreto armado totalmente pré-moldado e paredes cortinas autoportantes (painéis), bem como com moldura incompleta e paredes portantes. As estruturas de piso pré-fabricadas podem ser com ou sem vigas.
Os principais elementos de um pórtico sem viga são fundações, pilares, lajes acima do pilar, lajes intercolunas e lajes de vão.
Estrutura de concreto armado com teto sem vigas é utilizada na construção de empreendimentos Indústria alimentícia, refrigeradores, onde são impostos maiores requisitos de limpeza.
Soluções construtivas para edifícios agrícolas em estruturas pré-fabricadas de betão armado.
Estruturas de engenharia de concreto pré-moldado
As estruturas de engenharia podem ser erguidas em design pré-fabricado, monolítico ou pré-fabricado-monolítico.
Tanques e silos feitos de elementos pré-fabricados de concreto armado são geralmente utilizados para armazenar materiais a granel e líquidos.
Em um tanque cilíndrico, o fundo é de concreto monolítico, os pilares repousam sobre pilares pré-fabricados de concreto armado. A cerca da parede é feita de materiais pré-fabricados painéis de concreto armado, lajes pré-fabricadas de cobertura em concreto armado, protendidas, de planta trapezoidal.
Os silos são construídos de forma redonda, quadrada, poliédrica, com fundos cônicos e piramidais e são utilizados para armazenar materiais a granel: cimento, grãos, fertilizantes minerais. A altura das paredes é significativamente maior que as dimensões da seção transversal. Os silos são os principais elementos dos edifícios com elevadores.
O silo de concreto armado é sustentado por pilares. Silos forma quadrada Via de regra, são montados a partir de elementos volumétricos fechados de 3x3m, 1,2m de altura e peso de 4t. Os silos redondos são montados a partir de anéis totalmente pré-fabricados com diâmetro igual ou superior a 3 m e espessura de parede de 60-100 mm. As paredes dos blocos podem ser nervuradas ou planas. Os blocos anulares são conectados entre si por meio de parafusos horizontais e as conexões verticais entre os blocos são reforçadas e monolíticas.