Конструктивные системы зданий и несущий остов

Несущий остов здания образуется несущими элементами, которые располагаются горизонтально и вертикально. Конструктивная система представляет собой взаимосвязную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают прочность, жесткость и устойчивость. Горизонтальные конструкции перекрытия и покрытия воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, передают их поэтажно на вертикальные конструкции, затем через фундамент на основания.

Горизонтальные обычно представляют собой железобетонный диск в сборном, монолитном и сборно-монолитном исполнении.

Вертикальные конструкции разнообразные. Различают стержневые (стойки каркаса), плоскостные (стены, диафрагмы), объемно-пространственные элементы высотой в этаж (объемные блоки), внутренние объемно-пространственные стержни полого сечения на высоту здания (стволы жесткости), объемно-пространственные наружные конструкции на высоту здания в виде тонкостенной оболочки замкнутого сечения. Соответственно принимаемому виду вертикальной несущей конструкции различают 5 основных конструктивных систем: каркасную, бескаркасную (стеновую), объемно-блочную, ствольную и оболочковую.

Основные конструктивные системы гражданских зданий
Основные конструктивные системы гражданских зданий

В зависимости от пространственной комбинации несущих элементов различают конструктивные системы:

Бескаркасные конструктивные системы

Бескаркасные конструктивные системы образованные несущими наружными и внутренними стенами, имеющие конструктивные схемы:

  • с продольными несущими стенами (с наружными и внутренними -трехстенка; только наружными – двухстенка), на которые опираются перекрытия
  • с поперечными несущими стенами с малым, большим и смешанным шагом, где продольные стены самонесущие;
  • совмещенная с опиранием перекрытий на продольные и поперечные стены

Каркасные конструктивные системы

Каркасные конструктивные системы с четким разделением функций (несущие, ограждающие). Пространственная система (каркас) состоит из колонн, балок, ригелей, плит перекрытия, которые воспринимают нагрузки, действующие на здания. А ограждающие функции выполняют самонесущие или ненесущие стены. Различают схемы с продольным, поперечным и продольно-поперечным расположением ригелей.

Типы каркасов:

  • по материалу: с ж/б каркасом; с металлическим каркасом
  • по устройству горизонтальных связей: с продольным, с поперечным, перекрестным расположением ригелей и с непосредственным опиранием перекрытий на колонны
  • по характеру статической работы: рамные с жесткими(монолитными) соединениями элементов в узлах каркаса; связевые со сварными соединениями узлов и для геометрической неизменяемости системы, имеющие связи жесткости между колоннами и ригелями каркаса; рамно-связевые с жесткими соединениями узлов в поперечном направлении и сварными соединениями в продольном направлении.
Варианты каркасной конструктивной системы
Варианты каркасной конструктивной системы

Объемно-блочная система

Состоит из отдельных объемных блоков на комнату. Различают блоки: стакан — без верхнего перекрытия, колпак – без  нижнего перекрытия и труба – без верхнего и нижнего перекрытия.

Ствольная система

Основную нагрузку несет ядро жесткости, располагаемое в центре здания

Комбинированные конструктивные системы

В этих системах компонуют различные вертикальные несущие конструкции: стены и каркас, стены и объемные блоки и т.д.


Пространственная жесткость зданий обеспечивается:

В каркасных зданиях:

  • а) совместной работой колонн, ригелей, перекрытий, образующих геометрически неизменяемую систему;
  • б) устройством между стойками каркаса стенок жесткости
  • в) стенами лестничных клеток, лифтовых шахт
  • г) укладкой в перекрытии настилов-распорок
  • д) надежным соединением узлов

В бескаркасных зданиях:

  • а) внутренними стенами, в том числе и стенами лестничных клеток
  • б) междуэтажными перекрытиями

Область применения систем

Бескаркасная система является основной в массовом строительстве различной этажности;  каркасная и каркасно-диафрагмовая – в строительстве массовых общественных зданий; объемно-блочные и объемно-блочно-стеновую в строительстве жилых домов, общежитий, гостиниц средней и повышенной этажности; ствольную, ствольно-стеновую и каркасно-ствольную – для жилых и общественных зданий высотой более 20 этажей; оболочковую, ствольно-оболочковую, оболочково-диафрагмовую – для многофункциональных зданий 40 и более этажей.