 |
Стены, их назначение, разновидности
|
|
|
|
Лекция № 2
ПОНЯТИЯ О КОНСТРУКЦИЯХ ЗДАНИЙ
Основные конструктивные элементы гражданских и промышленных зданий
К основным конструктивным элементам гражданских и промышленных зданий относят основания и фундаменты, стены и столбы, перекрытия, крыши, лестницы, окна, двери и перегородки (рис. 1).
Рис. 1. Основные конструктивные элементы здания
Основания и фундаменты
Фундаменты служат для передачи постоянных и временных нагрузок на грунт. Они являются подземными элементами здания и устраиваются под стенами и столбами.
Плоскость, которой фундамент опирается на грунт, называется подошвой фундамента, а грунт, на который передается нагрузка от фундамента, — основанием.
Основание должно обладать достаточной прочностью, т.е. до определенных пределов отличаться малой сжимаемостью при его загружении. Прочность грунта зависит от его минералогического состава, геологического строения, плотности и присутствия в нем влаги. Верхние слои земной коры, содержащие органические примеси и подвергающиеся выветриванию, отличаются недостаточной прочностью. Поэтому подошву фундамента приходится располагать (или, как говорят, «закладывать») на некоторой глубине от поверхности земли.
Минимально необходимая величина заглубления подошвы фундамента в грунт определяется не только прочностью соответствующего пласта грунта, но и климатическими особенностями, обусловливающими промерзание и, следовательно, возможность деформации верхних слоев грунта в зимнее время.
Подошва фундамента должна иметь такую площадь, чтобы нагрузка, передаваемая на грунт, не превышала допускаемого для этого грунта напряжения, составляющего обычно 1—3 кг/см2. Если здание имеет подвал (заглубленные в землю помещения или этажи), то фундаменты служат одновременно стенами подвала. В этом случае глубина заложения фундаментов зависит от высоты подвальных помещений. Фундаменты обычно делают из водостойкого материала (бетонных блоков, бетона, естественного камня).
|
|
|
Стены, их назначение, разновидности
Стены по своему назначению и месту расположения в здании делятся на наружные и внутренние. Кроме того, различают несущие и ненесущие стены.
Несущие стены обычно называются капитальными (они непосредственно опираются на фундаменты). Несущими могут быть как наружные, так и внутренние стены. Ненесущие стены - это обычно перегородки. Они служат для деления в пределах этажа больших, ограниченных капитальными стенами помещений на более мелкие, причем для опирания перегородок не требуется устройства фундаментов.
Столбы, как правило, также несущие элементы, опирающиеся на фундамент. Их устанавливают обычно вместо несущих стен там, где оказывается необходимым раскрыть внутреннее пространство или передать вертикальную сосредоточенную нагрузку на фундамент.
Нижняя часть наружной стены называется цоколем. Он находится в особо неблагоприятных условиях, так как подвергается воздействию брызг от падающих на землю капель дождя и талой воды при таянии прилегающего к нему снегового покрова. Эта влага смачивает материал цоколя и способствует разрушению его поверхности. Поэтому цоколь делается из влаго- и морозостойких материалов.
Цоколь имеет архитектурное значение, так как, несколько отступая от плоскости стены, создает ощущение большей устойчивости здания. Верхний уступ («обрез») цоколя располагаем примерно на уровне приподнятого над поверхностью земля пола первого этажа и тем самым подчеркивает начало используемого по основному назначению объема здания. Иногда ниже пола устраивается подполье, предохраняющее конструкции здания от непосредственного воздействия грунтовых вод. В этом случае цоколи служат наружными стенами, ограждающими подполье. Обычно вместо подполья ниже пола первого этажа устраиваются подвальные этажи.
|
|
|
Деление зданий на каменные и деревянные условно. В качестве признака для такого деления принимается материал наружных стен. Здание, которое имеет каменные фундаменты и стены при всех прочих основных конструктивных элементах, сделанных, например, из дерева, считается каменным.
Стены и частично фундаменты являются не только несущими, но и ограждающими конструкциями, так как они образуют объемы помещения и ограждают (изолируют) эти объемы от внешней среды. Поэтому наружные ограждающие конструкции отапливаемых зданий должны не только удовлетворять требованиям прочности и устойчивости, но и обладать соответствующими теплозащитными качествами. Они определяются толщиной конструкции и теплозащитными свойствами ее материала. Чем выше теплозащитные качества, там ниже расход топлива на отопление здания, но больше стоимость конструкции. Поэтому при проектировании следует находить экономически целесообразное соотношение единовременных затрат и эксплуатационных расходов на отопление.
Требуемый минимум теплозащитных качеств определяется также санитарно-гигиеническими требованиями:
· температура на внутренней поверхности наружной стены не должна быть много ниже температуры воздуха в помещении (разность обычно не более 6°С), чтобы не было так называемой холодной (отрицательной) радиации — ощущения как бы потока холода, которое может испытывать человек при значительной разнице температур на поверхности стены и воздуха помещения;
· температура на внутренней поверхности наружном стены должна быть выше точки росы во избежание образования конденсата, последующего увлажнении материала, ухудшении теплозащитных качеств конструкции и образования плесени.
Если температура внутренней поверхности наружной стены понижается до 0° и ниже, то конденсат превращается в иней или лед и наступает явление, называемое промерзанием ограждения.
|
|
|
Наружные ограждения должны удовлетворять также ряду других физико-технических требований, например, воздухопроницаемости и паропроницаемости.
Наружные ограждающие конструкции, удовлетворяющие теплозащитным требованиям, обычно отвечают требованиям изоляции помещения от внешних шумов.
Перегородки относятся к внутренним стенам, но не являются несущими; они не воспринимают вертикальных нагрузок, и их во время эксплуатации здания без нарушения его конструктивной целостности можно удалять или переносить на другое место.
Характерные требования, предъявляемые к перегородкам, — соответствующие прочность и звукоизоляция. Кроме того, перегородки должны иметь такие конструктивные и эксплуатационные качества, при которых затрудняется размножение в них разного рода микроорганизмов, насекомых и грызунов, облегчается очистка и т. п.
Перекрытия и покрытия
Перекрытия представляют собой горизонтальные несущие конструкции, опирающиеся на капитальные стены или столбы и воспринимающие передаваемые на них постоянные и временные нагрузки. Перекрытия разделяют здания на этажи. В зависимости от месторасположения в здании перекрытия делятся на:
1. междуэтажные — между двумя смежными по высоте этажами;
2. чердачные — между верхним этажом и чердаком;
3. подвальные — между первым этажом и подвалом;
4. нижние — между первым этажом и подпольем.
1.4. Лестницы и лифты
Лестницы служат для сообщения между этажами. Помещения, в которых располагаются лестницы, называются лестничными клетками (рис. 2). Конструкции лестниц (рис. 3) в основном состоит из маршей (наклонных плоскостей со ступенчатыми поверхностями) и площадок. Для безопасного хождения марши ограждают перилами (балясником).
Лифты в жилых зданиях предусматривают, начиная с шести этажей; как правило, шахты лифтов делают глухие. Машинное отделение лифтов размещают над шахтой, расположение самой шахты предусматривается у лестничной клетки или между лестничных маршей. Машинное отделение лифтов не допускается располагать под жилыми комнатами.
|
|
|
Есть примеры оборудования жилых зданий выносными лифтами, располагаемыми за наружной гранью стены против окон лестничной клетки. В этом случае загрузка лифтов производиться с промежуточных площадок лестничных клеток.
Рис. 2. Лестничная клетка Общий вид, план
/ — лифт; 2 — окно; 3 — марш; 4 — междуэтажная площадка; 5 — этажная площадка; 6 — дверь в квартиру; 7 — стеналестничной клетки
Рис. 3. Геометрическое построение лестницы.
а – ступень; б – разрез; в – планочное построение лестницы;1 – подступёнок; 2 – проступь; 3 – лестничная клетка; 4 – междуэтажная площадка; 5 - этажная площадка.
Балконы, лоджии
Балконы и лоджии — это открытые поэтажные площадки в жилых и общественных зданиях, связывающие внутренние пространства эксплуатируемых помещений с внешней средой. При аварийных ситуациях они могут использоваться для эвакуации людей. Лоджии, в отличие от балконов по боковым сторонам ограждены стенами, и могут быть как встроенными в объём здания, так и выносными. Лоджии бывают освещены солнцем меньшее количество время, чем балконы, а их устройство связано с увеличением площади наружных стен.
Балконы и лоджии должны иметь достаточные размеры, быть зрительно изолированными с улицы и защищенными от шума, ветра, дождя и перегрева солнечными лучами. Их местоположение должно быть спроектировано так, чтобы открывающийся с балкона или лоджии вид был максимально красивым. Необходимо обеспечить также правильное расположение их относительно соседних квартир и домов и удобную связь с примыкающими комнатами квартиры.
Важно помнить, что балконы, расположенные во входящих углах здания, лучше изолированы зрительно и защищены от ветра, чем открытые балконы, которые рекомендуется ограждать с наветренной стороны (для этой цели применяются ветрозащитные экраны. При группировке балконов смежных квартир многоэтажных домов следует также позаботиться об их зрительной изоляции. Расположение балконов на фасаде в шахматном порядке придает ему живописность, однако уменьшает зрительную изоляцию и степень защиты от ветра и солнца.
Ограждения балконов могут выполняться из различных материалов: непрозрачного стекла, пластиков, древесных материалов, волнистой листовой стали на каркасе и т.д.
Конструктивное решение балконов зависит от схемы опирания балконной плиты — (консольное, балочное опирание или угловое защемление). В крупнопанельных зданиях в зависимости от конструкции наружных стен (несущих, самонесущих) и перекрытий (сплошные плиты «на комнату» или плиты- настилы) применяют разнообразные конструктивные схемы установки балконов:
|
|
|
· защемление в конструкции наружной стены;
· устройство консольной плиты перекрытия;
· опирание на приставные железобетонные стойки или Г-образные поперечные конструкции;
· опирание на наружную стену и подвеска к внутренним поперечным несущим стенам, покрытию или перекрытиям;
· опирание на консоли внутренних стен или колонн в каркасных зданиях. В зданиях с кирпичными стенами балконные плиты закрепляются в кладке стены и привариваются при помощи стальных анкеров к закладным деталям железобетонных перемычек и настилов перекрытий.
Окна. Полы
Окна устраиваются для освещения и проветривания (вентиляции) помещений и состоят из оконных проемов, рам или коробок и заполнения проемов, называемого оконными переплетами.
Основные требования к окнам, которые должны соблюдаться при их проектировании и конструировании - пропускать свет в помещения в соответствии с требующейся степенью их освещенности. Окна являются наружным ограждением: следовательно, при их конструировании необходимо учитывать те же требования, которые предъявляются к наружным стенам, т е теплозащитные качества, воздухопроницаемость (продувание) и т. п.
В многоэтажных зданиях оконные и дверные проемы располагаются на поверхности стен друг над другом по одной оси. В этом случае нагрузка, передающаяся на наружные стены, воспринимается простенками. В каркасных зданиях при навесных стенах окна и двери в перегородках могут располагаться различно.
Полы. По способу устройства полы могут быть двух основных групп: монолитные и сборные. В зависимости от материала покрытия различают полы бесшовные, из штучных и из рулонных или листовых материалов.
В практике производственного строительства применяют преимущественно монолитные полы из бетона с различными добавками, придающими им заданные условиями эксплуатации свойства. К ним относятся полы с упрочненным верхним слоем и другие подобные виды.
Особую группу монолитных бесшовных полов составляют так называемые наливные полы с полимерными покрытиями на основе эпоксидных и полиуретановых смол, предназначенные для использования в помещениях с повышенными требованиями по беспыльности.
В промышленных зданиях возможно применение полов из чугунных и стальных плит, а также сборных конструкций полов из крупноразмерных плит.
Во вспомогательных помещениях применяются полы из рулонных (линолеума, плит ПХВ) и листовых материалов (например, цементно-стружечных плит и др.).
Контрольные вопросы:
1. В проработке.
1. Как называется плоскость, которой фундамент опирается на грунт?
2. На какие типы по своему назначению и месту расположения в здании делятся стены?
3. На какие типы делятся перекрытия в зависимости от месторасположения в здании?
4. Для чего служат лестницы и лифты? В чем особенности лифтов?
5. Каковы основные требования к окнам?
5. Прррррррррр
2. Конструктивные схемы зданий
Фундаменты, стены, столбы и перекрытия - основные несущие элементы здания. Они образуют остов здания — пространственную систему вертикальных и горизонтальных несущих элементов.
Конструкция перекрытий «несет» собственный вес (массу) и временную нагрузку. Стены и столбы воспринимают вертикальную нагрузку от опирающихся на них перекрытий и крыши; нагрузка на крышу состоит из веса конструкции крыши и веса (массы) лежащего на ней снега; помимо этого стены и столбы несут свой собственный вес. Кроме того, стены и крыша воспринимают также горизонтальное давление ветра.
Для того чтобы остов здания был устойчив, он должен обладать необходимой жесткостью. Это достигается устройством продольных и поперечных капитальных стен, образующих обычно замкнутые в плане контуры (коробки) с достаточно прочными сопряжениями в углах и местах пересечений. Кроме того, жесткость обеспечивается наличием перекрытия, которые, являясь жесткими горизонтальными «диафрагмами», как бы расчленяют остов на ярусы. Эти диафрагмы воспринимают горизонтальные усилия и, будучи прочно сопряженными со стенами, повышают их устойчивость против продольного изгиба.
Остов определяет так называемую конструктивную схему здания.
|
|
|
