Особенности остовов зданий с плоскими безраспорными конструкциями из жестких материалов

Балки и фермы представляют собой несущие пролетные конструкции. Они располагаются обычно параллельно друг другу, поддерживая жесткий диск покрытия, и передают нагрузки на несущие стены или колонны, а через них на фундаменты и основания. Стены в местах опирания балок, ферм и других видов плоскостных несущих элементов при пролетах более 12—15 м обычно усиливают пилястрами. Устойчивость здания с покрытием, опертым на колонны, обеспечивают введением продольных и поперечных связей в виде стен жесткости, диагональных растяжек между колоннами (через 2—3 шага), жестких рам, включенных в общую конструктивную схему. Кроме того, в одноэтажных зданиях высотой до 10—12 м устойчивость может быть еще достигнута жесткой заделкой колонн в фундаменты, которые в этом случае должны быть рассчитаны и на восприятие ветровых нагрузок.

Высота балок и ферм и других плоскостных конструкций определяется обычно как отношение к пролету и зависит от жесткости и прочности материала, от нагрузок, воспринимаемых конструкцией, и от допускаемых прогибов, которые определяются строительными нормами и правилами для разных систем покрытий (обычно в границах от 1/200 до 1/300 пролета). Для современных высокопрочных материалов последнее условие — основное; поэтому принимать конструктивную высоту ниже указанных в учебнике границ без принятия соответствующих мер недопустимо. В качестве мер, применяемых для некоторого уменьшения конструктивной высоты плоскостных элементов, следует упомянуть жесткую заделку опор балочных элементов, устройство разгружающих консолей с внешних сторон опор, предварительное напряжение, создающее в конструкции обратный выгиб.

Деревянные большепролетные балки и фермы применяют в зданиях возводимых главным образом в сельских местностях и в местностях, богатых лесом. Клееные балки изготовляют из досок, уложенных плашмя на клею и зажатых до полного отвердевания клея струбцинами. Клееные балки длиной до 12 м имеют прямоугольное сечение, а более длинные — двутавровое. Высота их—1/10—1/12 пролета. К деревянным фермам можно причислить бревенчатые и брусчатые висячие стропила плотницкой работы. Деревянные фермы применяют для пролетов более 18 м и при условии соблюдения профилактических противопожарных мероприятий.

Железобетонные и стальные балки и фермы применяют в покрытии крупных помещений в одноэтажных гражданских зданиях и в верхних этажах многоэтажных зданий.

Предварительно напряженные железобетонные балки таврового и двутаврового сечений перекрывают пролеты 12 и 18 м. Высоту таких балок принимают от 1/10 до 1/12 пролета. При пролетах 18 и 24 м используют составные предварительно напряженные балки, которые монтируются на стройке из двух половин или из более мелких элементов. На концах балок в верхнем поясе размещают закладные детали, которые при монтаже сваривают. В нижнем поясе составных балок предусматривают каналы для пропускания арматуры.

Стальные балки, так же как и другие металлические конструкции: фермы, колонны, рамы, должны быть надежно защищены в случае возникновения пожара от непосредственного соприкосновения с огнем, так как металл под воздействием огня очень быстро теряет несущую способность, а это может вызвать обрушение всего покрытия. В этих целях стальную конструкцию в зданиях либо обетонивают, либо ограждают специальными бетонными плитами, несгораемыми подвесными потолками и т. п.

Очертания стальных ферм принимают двухскатные, с параллельными поясами и сегментные. Высота металлических ферм составляет обычно 1/6—1/10 пролета. Стальные фермы изготовляют в заводских условиях из прокатных профилей (уголков или швеллеров), соединенных обычно при помощи металлических / листов (косынок) на сварке. В сжатых элементах уголки располагают так, чтобы получить наиболее жесткое крестообразование или Т-образное сечение. Для пролетов более 30 м фермы выполняют из стальных профилей трубчатого или коробчатого сечения, что сокращает расход стали до 20—30% по сравнению с фермами из прокатных профилей. Недостатки стальных ферм — необходимость их периодической окраски и применения противопожарных мероприятий.

В ходе быстрого технического прогресса в нашей стране за последнее время широко освоено производство крупноразмерных сварных балок и ферм из алюминиевых сплавов, т. е. из алюминия с добавлением магния, меди, кремния и других составных частей. Основное преимущество таких конструкций в их сравнительно небольшом весе (2,7 т/м 3 против веса стали 7,85 т/м 3), а также коррозиестойкости и незначительном изменении прочности при больших падениях температуры.

По сравнению со стальными алюминиевые конструкции имеют и недостатки. Это — меньшая прочность коррозиеустойчивых алюминиевых сплавов сравнительно с прочностью стали, меньшая жесткость алюминиевых конструкций и их примерно в 5— 6 раз большая стоимость по сравнению с ценой стальных конструкций. Меньшая прочность и меньшая жесткость алюминиевых сплавов вынуждают несколько завышать высоту сечений у конструкций из этих материалов по сравнению с такими же конструкциями из стали.

Конструкции окон и дверей

Окна - светопрозрачный элемент ограждения здания. Они используются для естественного освещения и проветривания. Окна магазинов, предназначенные одновременно для выставки товаров называют витринами. Окна, заполняющие большие поверхности,а также светопрозрачные стены, именуются витражами.

Окна и балконные двери жилых и общественных зданий типового строительства изготавливаются на деревообрабатывающих заводах и поставляются в сборе на завод железобетонных изделий или строительные площадки. Они состоят из коробок с навешенными в них на петли распашными переплетами или дверными полотнами.

Коробка связывается из боковин, вершника и нижника. В двух - трехстворных окнах она разделяется на отсеки вертикальными и горизонтальными импостами. Коробка оконного заполнения может быть выполнена из раздельных, составных и цельных брусков. Створки оконных переплетов и полотна балконных дверей обрамлены обвязками. В пазы обвязок устанавливают стекло толщиной 3 – 4 мм. По периметру оно крепится штапиками (профилированными рейками площадью сечения 16 мм квадратных) с упругой прокладкой (замазка, морозостойкая резина). Нижняя часть застекленных дверей заполняется филенками из древесностружечных плит и накрывается снаружи дощатой обшивкой по слою пергамина. Полоска пергамина или рубероида обертывает коробку, предохраняя ее от увлажнения в монтажный период и при установки в стену. Окна и балконные двери выполняются спаренными и раздельными. В спаренном варианте двойные переплеты и полотна расположены с зазором 2 мм. Они скреплены между собой петлями и для спаривания и винтовыми и раскрываются только для протирки стекол. В раздельном варианте переплеты и полотна расположены с разрывом 53 мм в составной коробке. Раздельный вариант характерен для более низких расчетных температур. Кроме климатических условий выбор диктуется и толщиной стен. При толщине стен до 240 мм проемы заполняются только спаренными конструкциями.

Коробка крепится на шурупах, ввинчиваемых в деревянные антисептированные пробки (две штуки на откос). Чтобы предотвратить восприятие давления от осадки стен, между коробками и гранями стеновых проемов предусматриваются зазоры по 20 мм сверху и сбоку и 30 мм снизу. Нижний зазор учитывает размещение подоконника. Впоследствии зазоры конопатятся паклей и накрываются наличниками или штукатуркой откосов. Конопатка зазоров обеспечивает и теплоустойчивость стыка.

Изнутри нижняя грань оконного проема, включая расположенную перед ней нишу для отопительных приборов, накрывается подоконником. Подоконная доска выполняется из дерева или керамзитобетона.

При проектировании размеры и форма окон устанавливаются исходя из необходимой освещенности помещения и арх. Композиции фасада. В жилых зданиях площади световых проемов принимаются в зависимости от интенсивности солнечного освещения в пределах 1/10 (в южных районах) – 1/6 площади пола.Форточки - небольшие створки с боковой подвеской; фрамуги – горизонтально-подвесные створки.

Аналгично окнам двери поставляются в полнй заводской готовности. Дверь состоит из коробки и створных полотен,открывающиеся в одну или две (качающиеся полотна) стороны. Дверь ограждает проем,связывающий помещения. Минимальные размеры проема для проникновения людей (люки) 0,6х0,8 м; для прохода 0,6х2м; для проноса мебели 0,8х2 м. Максимальные размеры типовых поемов 1,8х2,3 м. Толщина дверных полотен 30 – 53 мм.

По положению в здании двери подразделяются на входные в здание; тамбурные, дымозащитные – в поэтажных выходах на лестничную клетку; входные в квартиру; межкомнатные; в санузлах; служебные, образующие проходы в служебные помещения – чердаки, подвалы, крыши и т. П. Положение в здание определяет размеры, огнестойкость, теплоустойчивость, прочность, плотность притвора и возможность остекления полотен дверей.

В зависимости от размера проема двери изготавливают одно- и двупольными. Наибольшая ширина полотна 1,1 м Неостекленные двери устанавливаются на входах в квартиры и санузлы.. Во всех остальных проемах двери могут быть частично или полностью остекленными.

Направление открывание дверей в общем определяется беспрепятственностью эвакуации из помещения. Дверные полотна не должны препятствовать основному направлению движения. Поэтому дверь должна открываться из помещений, где скапливаются или откуда проходят люди.

Уплотнение притвора, существенное для тепло-, звуко- и дымозащиты ограждаемого проема, обеспечивается упругими прокладками, которые наклеиваются в четвертях притвора полотен. Прокладки из губчатой резины в основном используются как ароматизаторы. Прокладки из пенополиуретана применяются в качестве дымозащитных средств. Для остекления полотен применяются стекла толщиной от 4 мм.