Конструирование общественных зданий

УДК 624.07:725
ББК 38.712-02
С95
Рецензенты:
член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор, В.Л. Мондрус, 
заведующий кафедрой строительной и теоретической механики НИУ МГСУ;  
почетный строитель России, кандидат технических наук Б.С. Соколов,  
заведующий лабораторий тонкостенных и пространственных конструкций  
НИИЖБ им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство»	
Сысоева Е.В.
С95		  	     Конструирование общественных зданий [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие / Е.В. Сысоева, А.П. Константинов, Е.Л. Безбородов ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, кафедра проектирования зданий и сооружений. — Электрон. 
дан. и прогр. (17,6 Мб). — Москва : Издательство МИСИ – МГСУ, 2019. — Режим доступа: 
http://lib.mgsu.ru/ — Загл. с титул экрана.
       ISBN 978-5-7264-2200-8 (сетевое)   
       ISBN 978-5-7264-2199-5 (локальное)
Учебно-методическое пособие включает теоретический материал, помогающий осмыслить и повторить лекции, подготовиться к практическим занятиям, а также материалы по созданию конструктивных решений зданий общественного назначения с учетом современных требований и нормативных документов. 
Представлена методика разработки и возможных изменений во время реконструкции конструктивных решений общественных зданий. Для глубокого понимания приведены некоторые исторические данные.
Пособие полезно для выполнения выпускной квалификационной работы и курсовых работ по соответствующим дисциплинам.
Для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений.
Учебное электронное издание
© Национальный исследовательский 
Московский государственный 
строительный университет, 2020

Редактор, корректор А.А. Космина 
Компьютерная верстка О.Г. Горюновой
Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного
Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2010, Adobe InDesign CS6, ПО Adobe Acrobat
Подписано к использованию 05.05.2020. Объем данных 17,6 Мб.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования 
«Национальный исследовательский 
Московский государственный строительный университет»
129337, Москва, Ярославское ш., 26.
Издательство МИСИ – МГСУ
Тел.: (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................................................
5
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ ОБЩЕСТВЕННОГО НАЗНА
ЧЕНИЯ .
...
5
1.1. Общие сведения и определения. Нагрузки и воздействия ......................................................
5
1.2. Конструктивные системы зданий общественного назначения ...............................................
6
1.3. Особенности применения различных типов покрытий в зданиях общественного назначения .......................................................................................................................................
7
ГЛАВА 2. ПЛОСКОСТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ..................................................................................
8
2.1. Арки .
.............................................................................................................................................
8
2.2. Фермы .
.......................................................................................................................................... 10
2.3. Рамы ............................................................................................................................................. 13
ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ...................................................................... 14	
3.1.2. Купола ................................................................................................................................ 17	
3.1.3. Купола ребристой конструкции из древесины .
.............................................................. 20	
3.1.4. Металлические купольные конструкции ....................................................................... 21
3.2. Сетчатые конструкции .
............................................................................................................... 23	
3.2.1. Историческая справка и общие понятия ........................................................................ 23	
3.2.2. Геодезический купол Фуллера .
........................................................................................ 24	
3.2.3. Ограждающие конструкции общественных зданий с  применением сетчатых 
конструкций покрытий. Узловые соединения сетчатых конструкций .................................. 25	
3.2.4. Пример сетчатой конструкции ........................................................................................ 29
3.3. Висячие вантовые и мембранные конструкции ....................................................................... 29	
3.3.1. Краткие исторические сведения и определения ............................................................ 29	
3.3.2. Классификация вантовых конструкций .
......................................................................... 31	
3.3.3. Примеры ............................................................................................................................ 36
3.4. Тентовые конструкции .
............................................................................................................... 37	
3.4.1. Исторические сведения .
................................................................................................... 37	
3.4.2. Классификация тентовых конструкций .
......................................................................... 38	
3.4.3. Тентовые материалы, применяемые в конструкциях: .
.................................................. 39	
3.4.4. Примеры тентовых конструкций .................................................................................... 39
3.5. Пневматические конструкции .
................................................................................................... 42	
3.5.1. Некоторые исторические сведения о пневматических конструкциях ......................... 42	
3.5.2. Классификация, определения, понятия .......................................................................... 43	
3.5.3. Технология возведения пневматических конструкций ................................................. 46	
3.5.4. Примеры применения пневматических и тентовых покрытий в современном 
строительстве .............................................................................................................................. 46
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА РАБОТЫ НАД КОНСТРУКТИВНЫМ РЕШЕНИЕМ ПОКРЫТИЯ 
ЗДАНИЯ ОБЩЕСТВЕННОГО НАЗНА
ЧЕНИЯ .
................................................................................. 49
4.1. Методика назначения конструктивной схемы общественного здания в рамках выполнения курсового или дипломного проектирования .
................................................................ 49
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ................................................................................................... 55

ВВЕДЕНИЕ
Отличительной особенностью большинства общественных зданий является то, что в ходе их 
эксплуатации в них находится большое количество людей (обучающихся, зрителей, посетителей 
и т.п.). Это определяет основное отличие общественных зданий от других видов гражданских зданий в  части объемно-планировочных решений — ​
обязательное наличие больших общественных 
пространств (залов, атриумов и пр.). Данное обстоятельство, в свою очередь, определяет необходимость применения для общественных зданий специальных конструктивных систем и конструкций, 
позволяющих перекрывать большие пространства.
Для общественных зданий характерно использование большепролетных плоскостных и  пространственных конструкций. В рамках данного пособия авторы ставят перед собой задачу рассмотреть наиболее распространенные типы подобных конструкций, показать примеры их использования 
в общественных зданиях различного функционального назначения, дать типовые конструктивные 
решения большепролетных конструкций и показать порядок работы над курсовым проектом.
Материалы данного пособия могут быть использованы студентами специалитета для осмысления лекционного материала, выполнения заданий на практических занятиях и выполнения курсовой 
работы/курсового проекта в 5 семестре по дисциплинам «Архитектурно-строительное проектирование гражданских и промышленных зданий» (08.05.01) по направлению подготовки/специальности 
«Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений» и «Архитектура промышленных и гражданских зданий» (08.05.01) по направлению подготовки/специальности «Строительство 
уникальных зданий и сооружений».
Студенту предлагается работа над курсовым проектом общественного здания, включающим работу по созданию объемно-планировочного и конструктивного решений. Для выбора конструктивного решения покрытия с безопорным пространством (кинозала, спортивного зала, театрального 
зала, холла, др.) необходимо знание теоретической части учебно-методического пособия и выбор 
одного варианта на основе изучения. Для удобства работы в главе 4 предлагается пошаговая методика выбора конструктивного решения, окончательный вариант которого принимается совместно 
с преподавателем. При этом студент должен обосновать предложенные варианты.
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ ОБЩЕСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
1.1. Общие сведения и определения. Нагрузки и воздействия
Основы проектирования общественных зданий в  части их объемно-планировочного решения 
рассмотрены ранее в учебном пособии «Проектирование общественного здания» и в рамках данного издания не рассматриваются.
Конструирование общественного здания проводится на основе комплексного учета следующих 
данных:
– технических характеристик грунта;
– климатических параметров района строительства;
– базовых параметров конструктивной системы здания, назначенной исходя из принятого объемно-планировочного решения здания.
Требования к конструктивной системе здания заложены уже в самом ее определении.
Конструктивная система — ​
это совокупность стержневых, плоскостных, объемных, горизонтальных, вертикальных и наклонных конструктивных элементов, обеспечивающих общую неизменяемость формы здания и отвечающих требованиям прочности, устойчивости и жесткости под влиянием нагрузок и воздействий, действующих на здание.
Нагрузки и воздействия различают в зависимости от реакции строительного объекта, по характеру или продолжительности (рис. 1.1, 1.2).
5

Рис. 1.1. Внешние нагрузки и воздействия на здание
Рис. 1.2. Схема нагрузок и воздействий на здание
1.2. Конструктивные системы зданий общественного назначения
Возможными конструктивными системами зданий общественного назначения являются 
каркасная (колонная), стеновая, каркасно-стеновая, оболочковая, ствольная (табл. 1.1).
Если в  здании присутствует зальная часть (ядро), требующая создания свободного от опор 
пространства пролетом более 40 м (манеж, кинотеатр, театр, концертный зал и т.д.), то необходимо 
применение пространственных конструкций в  покрытиях. В  случае если по архитектурным 
соображениям возможно опирание на колонны, то используют плоскостные конструкции.
6

Таблица 1.1
Возможные конструктивные системы в зависимости от назначения общественного здания
Функциональное назначение здания
Тип конструктивной системы
спортивные
религиозные
учебные заведения
лечебные учреждения
культурно-зрелищные
предприятия торговли
предприятия 
общественногопитания
здания государственных 
учреждений
Каркасная
+
+
+
–
+
+
+
+
Стеновая
–
+
+
+
–
–
–
–
Каркасно-стеновая
+
+
+
+
–
–
+
+
Оболочковая
–
+
–
–
+
+
–
–
Ствольная
–
–
–
–
–
–
–
+
1.3. Особенности применения различных типов покрытий 
в зданиях общественного назначения
Особенностью большинства зданий общественного назначения является наличие покрытий для 
выполнения безопорных пространств больших размеров (пролеты более 60–100 м). Поэтому конструкции, которые обычно используются для жилых зданий (балки и плоские плиты), во многих общественных зданиях использовать невозможно (спортивные сооружения, театры, кинотеатры, торговые комплексы и т.д.).
Рассматривая основные типы пролетов для различных типов зданий общественного назначения, 
можно составить общую номенклатуру всех используемых для них конструкций (табл. 1.2).
Таблица 1.2
Соответствие типов зданий и типов конструкций
Пролет, м
Типы возможных конструкций для них
Материал
Тип конструкции
3–5
Балки
Древесина, 
ж/б
Балка деревянная 3000–5000 мм; плита ж/б
6–9
Плиты сплошные, плоские
Ж/б, 
металл
Плиты ж/б плоские сплошные размером 
3000х4800 мм (длина-ширина) — ​
9000х1000 мм
9–12
Плиты сплошные и ребристые
Ж/б, 
металл
Плиты ж/б плоские сплошные размером 
12000х1500 мм
12–18
Плиты ребристые
Ж/б, 
металл
Плиты ж/б ребристые 12000х3000х300–
18000х3000х600 мм;
складчатые пространственные тонкостенные ж/б 
конструкции
24–60
Фермы;  
пространственные конструкции
Ж/б, 
металл
Ферма металлическая 18000х2400–24000х3300 мм;
пространственные конструкции: например, складчатые своды и оболочки;
оболочки положительной гауссовой кривизны из 
панелей 3х6 м;
сборные типовые оболочки до 40х40 м
60–100
Пространственные конструкции
Ж/б, 
металл
Пространственные конструкции: например, пространственные пологие оболочки с одинарной 
и двоякой формой кривизны
100–300
Пространственные конструкции
Ж/б, 
металл
Оболочки двоякой кривизны
7