Каркас (конструкція)
Карка́с (фр. саrсаssе, від італ. саrсаssа) — тримальна основа (кістяк) будинку, споруди, виробу або конструкції, що забезпечує їхню міцність, стійкість, довговічність та форму[1].
![](../I/Construction_of_Oaks_Medical_Centre_-_Shady_Lane_-_Great_Barr_06.jpg.webp)
Загальна інформація
Складається з прямо- або криволінійних елементів (наприклад, у будинках — з колон, балок, ферм, арок тощо), скріплених між собою. Виготовляють каркаси переважно з металу (наприклад, сталеві каркаси будинків, арматурні каркаси залізобетонних конструкцій і виробів), залізобетону або деревини.
За способом забезпечення загальної жорсткості та стійкості каркаси поділяються на рамні, в яких вузли сполучень елементів конструюються жорсткими у вигляді рам, здатних сприймати згинальні моменти і поперечні сили від вітрових навантажень та власні ваги; в'язеві — з шарнірними або частково защемленими вузлами, де вітрові навантаження сприймаються жорсткими горизонтальними і вертикальними діафрагмами і рамно-в'язеві, у яких в одному напрямі встановлено рами, в іншому — в'язі[2].
Каркас будівлі
![](../I/%D0%9A%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0%D1%81-%D1%84%D0%B0%D1%85%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%BA_%D0%B8%D0%B7_%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B1%D1%80%D1%83%D1%81%D0%B0.jpg.webp)
Каркасні будівлі — будівлі з тримальними рамами (каркасом), що повністю сприймають вертикальні та горизонтальні навантаження. Елементи рам, що взаємодіють (колони, стовпи та ригелі) опираються осьовим навантаженням, перерізуючим силам і згинальним моментам[3].
Каркаси будівель складаються, в основному, з колон і ригелів що спираються на них, ферм, на які укладаються елементи, які утворюють перекриття і покриття. Крім повних каркасів, що сприймають всі діючі навантаження і власну вагу конструкцій будівлі, зустрічаються також будівлі з неповним (внутрішнім) каркасом, без колон біля зовнішніх стін, які в цьому випадку разом з каркасом є тримальними конструкціями.[4]
Каркаси розраховуються на навантаження від власної ваги конструкцій будівлі, на корисні навантаження, навантаження від снігу, від вітру і в необхідних випадках на сили, що виникають при сейсмічних впливах і нерівномірних осадках фундаментів. Жорсткість вузлів з'єднання збірних рамних каркасів досягається зварюванням сталевих закладних частин або замонолічуванням випусків арматури, зварених між собою.
Застосування каркасів в поєднанні з легкими огороджувальними конструкціями стін і перегородок з ефективних матеріалів сприяє зниженню ваги будівель в порівнянні з будівлями, що мають масивні стіни. Будинки з каркасів вимагають меншої витрати залізобетону, ніж великопанельні, але при цьому зростає витрата конструкційної сталі.
Матеріали каркасів
![](../I/Caterham7spaceframe-front.jpg.webp)
![](../I/Faltboot_Geruest.jpg.webp)
Каркаси будівель виконують із залізобетону, конструкційної сталі, алюмінієвих сплавів, деревини.
Монолітні залізобетонні та сталеві каркаси знаходять застосування в промислових і унікальних громадських будівлях — великих цехах, виставкових павільйонах, стадіонах тощо; дерев'яні каркаси використовуються в малоповерхових проектах будинків і тимчасових спорудах. Каркаси в будівлях також використовуються у формі конструктивної основи великих засклених стінових огороджень.
Способи обпирання
Збірні залізобетонні каркаси розрізняють за способом обпирання горизонтальних елементів на колони, який буває:
- Консольний — ригелі спираються на консолі, що випускаються з колон, або уступи і гнізда, що залишаються в колонах.
- Платформний — ригелі спираються на торці одноповерхових колон.
При платформному обпиранні стики колон поєднуються з вузлами обпирання, при консольному — стики колон можуть бути і в межах поверху, а колони можливі багатоярусні. Застосовуються також каркаси, ригелі яких входять до складу великопанельних елементів перекриттів на кімнату (безригельні каркаси).
Каркасно-панельні конструкції
Каркасно-панельні конструкції — будівельні конструкції, що складаються з несучих елементів каркаса й огороджувальних конструкцій, виготовлених з панелей. Вони поділяються на дві конструктивні схеми: з повним каркасом і з внутрішнім каркасом[2].
Будівлі, споруджені за схемою «повний каркас» конструктивно є просторовим каркасом, який утворюється при допомозі зовнішніх опорних стійок-колон і ребристих панелей перекриття. До стійок каркаса кріпляться панелі стін і внутрішніх перегородок, які є тримальними[2].
У будівлях типу «внутрішній каркас» зовнішні опорні колони відсутні, а тримальну функцію виконують внутрішні колони і панелі зовнішніх стін на які спираються плити перекриттів[2].
Прогони каркасно-панельних будівель становлять 5,6 м або 6 м. Уздовж будівлі колони рознесені з кроком 3,2 м або 3,6 м. Висота поверхів таких будівель становить 2,8 м при двоповерховій розрізці колон. З'єднання ригелів і колон зварне. Колони мають консолі, що проходять наскрізь і виготовляються із сталевого двотавра. Ригелі опираються на ці консолі, своєю нижньою частиною, виконаною з підрізкою[5].
В каркасних будівлях висотою 12 поверхів і вище крок між поперечними рамами може становити 6 м, що дозволяє вільніше проводити планування приміщень[5].
Висота поверхів у багатоповерхових будівлях, залежно від їхнього призначення може мати такі значення[5]:
- адміністративні будівлі, медичні і навчальні заклади — 3,3 м;
- житлові будівлі та готелі — 2,8 м;
- конструкторські бюро, торговельні центри, лабораторні корпуси — 3,6 м або 4,2 м.
Примітки
- Каркас // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
- Каркасно-панельні конструкції // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
- ДБН В.1.1-12:2014 Будівництво у сейсмічних районах України.
- Технології складання каркасних будинків.
- Цай Т. Н.: Строительные конструкции, в 2-х томах: т.2. Железобетонные конструкции. — М.: Стройиздат, 1977. — 448 с.
Посилання
- Каркас; Каркасно-панельна конструкція // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 106-107. — ISBN 978-966-7407-83-4.
- Каркас // Энциклопедия техники. Строительство / В. А. Кучеренко. — М. : Советская энциклопедия, 1964.
- Печенов А. Н. Расчёт и конструирование многоэтажных каркасно-панельных зданий. К.: Будівельник, 1972. — 192 с.