Стройконструкция как строительная система¶

Стройконструкция — обобщающее понятие, обозначающее несущий или ограждающий элемент строительного сооружения, а также конструктивную систему здания в целом. К стройконструкциям относят фундаменты, стены, колонны, балки, перекрытия, покрытия, фермы, арки и другие элементы, воспринимающие нагрузки и обеспечивающие прочность, жёсткость и устойчивость постройки. В широком смысле термин охватывает как отдельные изделия заводского изготовления, так и их сопряжения, из которых собирается здание или инженерное сооружение.

¶Понятие и назначение

Стройконструкция выполняет две основные функции: восприятие внешних и внутренних нагрузок (несущая функция) и защиту внутреннего объёма от внешней среды (ограждающая функция). Часть конструкций совмещает обе роли, например несущие наружные стены. Основные требования к стройконструкциям — прочность, устойчивость, долговечность, огнестойкость, экономичность и технологичность изготовления и монтажа.

Расчёт стройконструкций ведётся по методам строительной механики и сопротивления материалов с учётом постоянных (собственный вес) и временных (полезные, снеговые, ветровые, температурные) нагрузок. В России проектирование регламентируется сводами правил и ГОСТами, в частности системами нормативных документов в области строительства.

¶Классификация

Стройконструкции классифицируют по нескольким признакам.

По материалу:

• Бетонные и железобетонные — монолитные, сборные и сборно-монолитные; наиболее распространены в гражданском и промышленном строительстве.
• Металлические — из стали и алюминиевых сплавов; применяются для каркасов, ферм, большепролётных покрытий.
• Деревянные — из цельной и клеёной древесины, а также деревянных панелей.
• Каменные — из кирпича, природного камня, блоков.
• Композитные — с применением полимерных и стеклопластиковых элементов.

По характеру работы:

• несущие;
• ограждающие;
• совмещённые (несуще-ограждающие).

По геометрической схеме выделяют стержневые (колонны, балки), плоскостные (плиты, панели), пространственные (оболочки, купола) и массивные (фундаменты) конструкции.

¶Основные виды

Фундаменты передают нагрузку от здания на грунт основания; бывают ленточными, столбчатыми, плитными и свайными.

Каркас образует несущий остов здания и состоит из колонн, ригелей и связей. Различают рамные, связевые и рамно-связевые каркасы.

Перекрытия разделяют этажи и передают нагрузку на стены или колонны; выполняются из сборных плит, монолитного железобетона или по металлическим балкам.

Стены подразделяются на несущие, самонесущие и навесные. В современном строительстве распространены навесные фасадные системы с эффективным утеплением.

Фермы и арки применяются для перекрытия больших пролётов — производственных цехов, спортивных сооружений, мостов.

Оболочки и купола относятся к пространственным конструкциям и позволяют перекрывать значительные площади без промежуточных опор.

¶Материалы и технологии

Железобетон остаётся основным материалом массового строительства благодаря сочетанию прочности бетона на сжатие и стали на растяжение. Развитие получили технологии монолитного домостроения, предварительно напряжённого бетона и сборного домостроения из изделий заводской готовности.

Металлоконструкции применяются там, где требуются большие пролёты, высокая скорость монтажа или минимальный вес. В России действуют заводы металлоконструкций, выпускающие сварные и болтовые элементы.

Деревянные конструкции переживают возвращение в практику в виде клеёных балок, LVL-бруса и панельных систем, в том числе в малоэтажном домостроении.

¶История развития

Развитие стройконструкций связано с эволюцией материалов. В древности применялись каменные блоки, деревянные балки и своды. Промышленная революция XIX века дала массовое применение чугуна и стали, что позволило возводить каркасные высотные здания. В XX веке широкое распространение получил железобетон, а во второй половине столетия — сборные конструкции и пространственные системы покрытий.

В России крупное индустриальное строительство развернулось в советский период: были созданы типовые серии жилых и промышленных зданий, домостроительные комбинаты, унифицированные каталоги изделий. Это обеспечило массовое возведение жилья и производственных объектов.

¶Расчёт и проектирование

Проектирование стройконструкций включает выбор расчётной схемы, определение нагрузок и воздействий, проверку несущей способности и деформаций. Используются методы предельных состояний, при которых нормируются коэффициенты надёжности по нагрузке, материалу и назначению сооружения. Современное проектирование опирается на программные комплексы, реализующие метод конечных элементов.

¶Контроль качества и эксплуатация

Качество стройконструкций обеспечивается входным контролем материалов, соблюдением технологий изготовления и монтажа, испытаниями образцов и неразрушающим контролем сварных соединений. В процессе эксплуатации проводятся обследования технического состояния, оценка износа и при необходимости усиление конструкций — например, обоймами, наращиванием сечений или внешним армированием композитными материалами.

¶Значение

Стройконструкции определяют надёжность, безопасность и долговечность зданий и сооружений, а также материалоёмкость и стоимость строительства. От их выбора зависят архитектурные решения, сроки возведения и энергоэффективность объектов. Развитие отрасли связано с совершенствованием материалов, методов расчёта и технологий монтажа.

Источники: учебная литература по строительным конструкциям и строительной механике, нормативные документы по проектированию зданий и сооружений, отраслевые технические справочники.