К какой части здания относят фундамент стены отдельные опоры перекрытия и покрытия
Обновлено: 04.05.2024
главная » Технология монолитного строительства » Понятие о частях зданий, сооружений и их конструктивных элементах
Здания и сооружения состоят из отдельных частей — фундаментов, ограждающих стен, перекрытий, крыш (покрытий), каркаса, перегородок, лестниц, оконных и дверных проемов и др. В частях зданий и сооружений выделяют конструктивные элементы —колонна, стена, плита, балка, ферма, лестничный марш, оконный или дверной блок. Конструкции зданий и сооружений, воспринимающие силовые, температурные и другие нагрузки и воздействия (СНиП П-6-74 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования») и передающие их через фундамент на естественное (грунт) или на искусственное основание, называют несущими конструкциями (элементами).
Фундамент — конструкция, которая предназначена для восприятия или передачи нагрузок от вышележащих частей здания или сооружения на грунт или искусственное основание.
К отдельным опорам относят столбы, колонны (стойки) или пилоны; они служат для поддержания вышележащих частей, восприятия от них нагрузок и передачи на нижележащие части, в том числе, на фундаменты.
Конструкции, защищающие помещения от воздействия внешней среды или отделяющие одно помещение от другого, называют ограждающими конструкциями. В некоторых зданиях и сооружениях конструктивные эле¬менты совмещают функции несущих и ограждающих конструкций (например, перекрытия, внешние стены, днища емкостей).
Стена — вертикальная конструкция с плоскими либо криволинейными поверхностями, предназначенная для отделения помещения от внешнего пространства (на¬ружная стена) или от соседних помещений (внутренние стены). По конструктивному решению стены могут быть несущими (т. е. воспринимающими нагрузки от выше¬лежащих частей здания), ненесущими (навесными) и самонесущими (прислонными).
Основные конструктивные элементы здания
а — жилое: 1 — фундаменты; 2 — наружная стена; 3 — внутренняя стена; 4 — междуэтажное перекрытие; 5 — оконный проем; 6 - чердачное перекрытые; 7—стропильная нога; 8—кровля; 9 — стойка и подкос; 10 — слуховое окно; 11 — перегородка; 12 — дверной проем; 13 — надподвальное (цокольное) перекрытие; 14 — пол подвала;
б — производственное многоэтажное: 1 — фундамент; 2 — фундаментная балка; 3 — колонна; 4 — наружная стена; 5 — балка перекрытия (ригель); в — плиты междуэтажных перекрытий; 7 — балки покрытия; 8 — плиты покрытия; 9 — приямок и фундамент под оборудование;
в — производственное одноэтажное: 1 — фундамент; 2 — колонна; 3—подкрановая балка; 4—стропильная ферма; 5 — фонарь; 6 — мостовой кран
Колонной называют самонесущую (декоративную) или несущую вертикальную конструкцию прямоугольно¬го или криволинейного очертания в плане или по высоте, поддерживающую балки или плиты.
Ригель — главная балка, опирающаяся на стены, колонны или стойки и соединяющая их в единый каркас. На ригель опираются второстепенные балки и плиты перекрытия или покрытия. Качество этого элемента конструкции должно быть первосортным - в противном случае, всё строение долго не продержится.
Перекрытие предназначено для разделения здания или сооружения на этажи и ярусы и для восприятия нагрузки от веса оборудования, материалов, мебели, людей и т. п. Перекрытие бывает цокольным (в уровне верха фундамента), междуэтажным и чердачным (между верхним этажом и крышей).
Крыша — конструкция, предназначенная для защиты здания или сооружения от дождя, снега, ветра и других воздействий. К несущим элементам крыши относят стропила, к ограждающим — водонепроницаемый покров, т. е. кровлю. Крыша и чердачное перекрытие в комплексе образуют покрытие здания или сооружения. При совмещении крыши с чердачным перекрытием покрытие называют бесчердачным. Чердаком называют пространство между чердачным перекрытием и крышей. Крыша в зависимости от уклона кровли может быть скатной или плоской.
Несущие элементы здания или сооружения — фундаменты, стены, отдельные опоры, ригели, перекрытия и покрытия, воспринимающие различные нагрузки,— в совокупности образуют несущий остов. Остов здания называют стеновым, если он образован внутренними и наружными стенами, связанными между собой элементами перекрытия и покрытия, либо каркасным, если он образован системой колонн или стоек с горизонтальными связями (балками или плитами при безбалочном перекрытии).
Каркас может быть полным, если наружные или внутренние несущие его элементы образованы колоннами, и неполным (смешанного типа), если наружные элементы остова образованы стенами, а внутренние — колоннами или столбами. При полном каркасе стены выполняют самонесущими или навесными.
Перегородка — ненесущая ограждающая конструкция, которая разделяет большие помещения на меньшие в пределах одного этажа.
Фермой называется деревянная, металлическая или железобетонная геометрически неизменяемая стержневая конструкция, перекрывающая большие пролеты (расстояния) между двумя стенами или отдельными опорами.
Фонари устанавливают для естественного освещения и вентиляции здания или сооружения их строят над крышей и покрытием или на одном уровне с ними.
Ворота предусматривают в зданиях и сооружениях для пропуска транспорта, для возможности периодической смены оборудования и механизмов.
Здания состоят из отдельных частей, называемых конструктивными элементами. К нихм относятся: фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия, крыши, окна и двери, лестницы и др.
Конструктивные элементы зданий имеют различное назначение. Их можно подразделить на ограждающие и несущие.
Ограждающие элементы предназначаются для обеспечения надежной защиты внутренних помещений от атмосферных воздействий (осадков, низких и высоких температур, ветра и др.) и внешнего шума.
К ограждающим конструктивным элементам относятся наружные стены, крыши, окна и др.
Несущие конструктивные элементы зданий предназначаются для восприятия ими постоянных и временных нагрузок и передачи их на другие конструктивные элементы и на основание. К таким конструктивным элементам относятся: наружные и внутренние стены, столбы, колонны, фундаменты, перекрытия, крыши, лестницы и др.
Одни и те же конструктивные элементы могут являться одновременно и ограждающими и несущими (стены, крыша и др.).
На рис. 14 показан разрез жилого каменного здания и его основные части.
Рис. 14. Разрез жилого здания из сборных элементов и его основные части (с целью упрощения чертежа окружающий грунт не показан)
Фундаменты. Фундамент, являясь подземной частью здания, предназначен для передачи на грунт веса здания со всеми действующими на него нагрузками.
Естественный плотный грунт, воспринимающий вес здания с действующими на него нагрузками, или искусственно укрепленный слабый грунт служат основанием, на которое фундамент опирается своей нижней плоскостью, называемой подошвой.
Конструкция фундамента зависит от конструкции стен и отдельных опор, от величины и характера действующих на фундамент нагрузок и от свойств грунтов (оснований).
Как правило, фундаменты имеют уширенное книзу сечение, так как большая площадь подошвы позволяет распределять действующие на фундамент нагрузки на большую площадь основания. При определении глубины заложения фундамента учитывают характер грунта, глубину его промерзания и насыщенность водой. При замерзании влажные глинистые грунты выпучиваются, что может привести к повреждению здания.
Фундаменты делают деревянными, каменными, бетонными, бутобетонными и железобетонными.
Стены. Стены являются основной надземной частью здания. Они бывают наружными и внутренними. Стены, особенно в казенных зданиях, имеют значительный собственный вес и воспринимают различные нагрузки. Через стены нагрузки от других частей здания передаются на фундаменты. Такие стены называют несущими.
Наружные стены являются основным вертикальным ограждением внутренних помещений здания от атмосферных осадков (дождя, снега), ветра и температурных воздействий, поэтому они должны обладать достаточными теплозащитными свойствами. Толщина стен проектируется, с одной стороны, с учетом этого требования и в зависимости от климатических условий района строительства, а с другой — с учетом обеспечения необходимой прочности и устойчивости.
Нижняя часть наружной стены называется цоколем. Вверху наружные стены заканчиваются венчающим карнизом.
Внутренние стены разделяют смежные помещения друг от друга, связывают противоположные наружные стены и вместе с ними создают в целом устойчивую коробку здания, чему способствует также наличие связанных со стенами перекрытий.
Конструкции стен весьма разнообразны, как и строительные материалы, из которых они возводятся. В качестве таких материалов употребляют дерево, кирпич, естественные и шлакобетонные камни, бетонные блоки, железобетонные панели и др.
В последнее время в строительстве широко применяются стены из крупных блоков.
Перегородки служат для разделения внутреннего пространства здания между капитальными стенами на более мелкие помещения. Перегородки бывают междукомнатные и междуквартирные. Они должны быть прочными и звуконепроницаемыми. Их делают из дерева, кирпича, керамических, шлакобетонных и гипсолитовых плит и других материалов.
Отдельные опоры. В ряде случаев нагрузки от перекрытий передаются не на стены, а на отдельные опоры в виде каменных столбов, железобетонных или стальных колонн. Отдельные опоры целесообразно возводить вместо внутренних капитальных стен для экономии строительных материалов.
Конструктивные элементы здания можно разделить на несущие и ограждающие.
Несущие элементы воспринимают нагрузки, возникающие в зданиях от внешних сил, собственного веса и др.
Ограждающие элементы отделяют внутренние помещения от внешнего пространства либо одно от другого. Некоторые элементы здания сочетают в себе функции несущих и ограждающих.
Основными конструктивными элементами здания являются: основание, фундаменты, стены, перекрытия, отдельные опоры, крыши, перегородки, лестницы, окна и двери.
Основание-конструкция или слой материала, передающие нагрузку от здания на грунт.
Фундамент — подземная несущая конструкция, которая воспринимает всю нагрузку от здания и передает ее на основание.
Стены — наружные и внутренние вертикальные ограждения. В некоторых зданиях стены выполняют одновременно функции ограждающих и несущих конструкций.
Перекрытия — горизонтальные ограждения, которые разделяют внутреннее пространство здания на этажи. Перекрытия, как и стены, являются не только ограждающей, но и несущей конструкцией, так как воспринимают нагрузку от собственного веса и полезную (от веса людей, предметов и оборудования).
Перекрытия называются междуэтажными, если они разделяют смежные этажи, верхними (чердачными), если отделяют верхний этаж от наружного пространства или чердака, и нижними, если отделяют первый этаж от подвала.
Отдельные опоры - несущие вертикальные элементы, которые передают нагрузку от перекрытий и других элементов здания фундаменту. Отдельными опорами могут служить колонны, столбы, стойки.
Крыша — конструкция, которая защищает здание от неблагоприятных воздействий природы. Крыша состоит из водонепроницаемого слоя — кровли и поддерживающих ее несущих элементов.
Перегородки — ограждающие элементы, которые разделяют пространство этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются на перекрытия.
В промышленных зданиях встречаются дополнительные элементы, например подкрановые балки, которые служат для размещения крановых путей, балки покрытия, фонари и др.
Здания из сгораемых или трудносгораемых материалов, имеющие значительную протяженность, разделяют на отсеки противопожарными преградами из несгораемых материалов. Такие преграды называют брандмауэрами, то есть противопожарными стенами. Назначение таких преград - препятствовать распространению огня по всему зданию.
Брандмауэр представляет собой несгораемую, обычно кирпичную стену толщиной не менее 250 мм, возвышающуюся над покрытием здания на 700 мм и разделяющую здание на изолированные друг от друга части. В брандмауэрах недопустимы сквозные отверстия Если необходим проход, двери должны быть особой, трудно-сгораемой конструкции. В промышленных зданиях где устройство брандмауэров затруднительно, их заменяют противопожарными зонами. Такие зоны представляют собой участок (секцию), выполненный из несгораемых конструкций и образующий несгораемую вставку между частями здания.
Противопожарные зоны служат надежной площадкой для безопасного передвижения и работы пожарных команд при тушении пожара.
В курсе архитектуры изучаются методы, а также технические и художественные приемы проектирования зданий и сооружений и их комплексов.
В строительной практике различают понятия «здание» и «сооружение». В зданиях, объединяющих различные помещения, люди живут, работают, учатся, отдыхают. Иначе говоря, здания с его помещениями служат для выполнения людьми определенных процессов труда и быта, называемых технологическими пли функциональными. Сооружения же предназначаются для выполнения каких-либо сугубо технических задач (например, мост, плотина, набережная, доменная печь). С другой стороны, понятие «сооружение» нередко применяют как обобщающий термин, т. е. здания тоже иногда относят к сооружениям. Учитывая это, мосты, плотины и т. п. обычно принято называть инженерными сооружениями.
В настоящей книге мы будем рассматривать только здания.
Приступая к изучению курса, прежде всего необходимо дать определение предмета архитектуры, включающего в себя весьма сложные и многообразные понятия.
Архитектурой, или зодчеством, в широком смысле называют систему материальных структур (здания и их комплексы), формирующую пространственную среду, искусственно создаваемую для осуществления различных процессов человеческой деятельности (быта, труда, культуры). С другой стороны, под архитектурой понимают также совокупность определенных художественно-композиционных качеств, присущих тому или иному зданию и оказывающих эмоциональное воздействие на сознание людей. Таким образом, архитектура является частью материальной культуры и одновременно искусством.
Неотъемлемым качеством архитектуры здания является соответствие его практическому утилитарному назначению, т. е. соответствие функциональному процессу или характеру той деятельности, которая будет происходить в здании.
Создание наиболее удобной и благоприятной среды для деятельности человека составляет первую и основную функциональную сторону архитектуры.
Как произведение искусства, архитектура здания выражает в художественной форме определенное идейное содержание, отражает характер общественных отношений людей, их идеологию и художественные вкусы. В этом состоит вторая сторона архитектуры — художественная.
Наряду с требованиями функциональной целесообразности и художественной выразительности архитектура зданий должна также удовлетворять требованиям прочности, долговечности и экономики.
Учитывая сказанное выше, архитектуру можно рассматривать с трех сторон: функциональной, художественной и инженерно-экономической. Об этих трех сторонах архитектуры еще две тысячи лет тому назад древнеримский зодчий Витрувий в своем трактате «Десять книг об архитектуре» писал, что архитектура должна заключать в себе три элемента: пользу, прочность и красоту. Это выражение называют триадой Витрувия.
Поскольку в понятие «польза» Витрувий включал и удобства, и экономичность, его формулировка достаточно полно охватывает основные стороны архитектуры и не потеряла своей актуальности и в наше время.
Все стороны архитектуры — удобство, прочность, экономичность и красота — должны быть тесно связаны между собой, находиться в органическом единстве, однако практическое назначение архитектуры (польза) должно быть главным.
Рассматривая три стороны архитектуры — функциональную, художественную и инженерно-экономическую, надо иметь в виду, что все они изменяются в процессе исторического развития. На всех этапах развития общества архитектура зависит от уровня производительных сил, от формы производственных отношений и классовой борьбы. Она отражает идеи господствующего класса и особенности культуры данного народа. В архитектуре зданий и населенных мест находят свое отражение также природно-климатические условия, национальные особенности народа и черты, свойственные общественному строю.
В процессе проектирования здания все многочисленные требования, предъявляемые к его архитектуре, необходимо тщательно учитывать, гармонически сочетать для создания единого организма. Достигается это путем использования различных средств архитектурной композиции.
Архитектурной композицией называется такое сочетание частей и форм здания (или комплекса зданий) и соотношение их между собой, которое служит целям создания реалистического архитектурного сооружения, удовлетворяющего как функциональным, так инженерно-техническим и художественным требованиям. В узком смысле под архитектурной композицией понимают весь творческий процесс проектирования архитектурного сооружения.
Проектирование всякого здания имеет конечной целью создание того или иного композиционного решения, т. е. сочетание всех требований и элементов здания в гармонически связанное и законченное единое целое.
В процессе проектирования здания можно различать несколько стадий композиции:
- 1) архитектурно-функциональную, т. е. такое сочетание объемно-планировочных элементов здания, которое в наилучшей степени удовлетворяло бы утилитарному назначению здания;
- 2) архитектурно-художественную, которая имеет целью придать нужную архитектурную выразительность внешнему виду здания и его внутренним помещениям;
- 3) архитектурно-конструктивную, целью которой является подбор строительных материалов и конструкций, конструктивных схем, несущих и ограждающих конструктивных элементов.
Структурные части зданий
Рис. 1. Конструкции многоэтажного жилого дома с кирпичными стенами Каждое здание состоит из отдельных взаимосвязанных структурных частей или элементов, имеющих определенное назначение. К ним относятся фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия, крыши или покрытия, лестницы, перегородки, окна и двери (рис. 1).
Фундаменты являются нижними частями здания, предназначенными для передачи и распределения нагрузки от здания на грунт. Верхнюю поверхность фундамента, на которую опирается здание, называют обрезом. Кроме того, обрезами называют горизонтальные площадки уступов фундамента.
Плоскость, которой фундамент опирается на грунт, называют подошвой фундамента. Вертикальное расстояние от низшего уровня поверхности земли в период эксплуатации здания до подошвы фундамента называется глубиной заложения фундамента. Если здание имеет подвал, то элементы фундамента, расположенные выше его пола, образуют стены подвала.
Стены ограждают помещения от внешнего пространства (наружные стены) или отделяют их от других помещений (внутренние стены). Стены могут быть несущими, когда они кроме собственного веса воспринимают нагрузку от других частей здания (перекрытий и крыши), самонесущими, если они несут нагрузку только от собственного веса степ всех этажей здания, и ненесущими, когда они воспринимают собственный вес только в пределах одного этажа и передают его поэтажно на другие элементы здания.
Все разновидности стен воспринимают ветровую нагрузку.
Внутренние огнестойкие стены из несгораемых материалов, являющиеся противопожарными преградами и запроектированные в соответствии с требованиями противопожарных норм, называют брандмауэрами. Брандмауэры должны возвышаться не менее чем на 0,3 м над несгораемыми кровлями и на 0,6 м — над сгораемыми.
К отдельным опорам здания относят столбы или колонны (кирпичные, железобетонные, стальные и деревянные), которые воспринимают нагрузку от перекрытий н крыши или поддерживают наружные стены. Под столбы и колонны обычно устраивают отдельные фундаменты.
Перекрытиями называют горизонтальные конструкции, делящие внутреннее пространство здания на этажи и предназначенные для восприятия кроме собственного веса полезной (временной) нагрузки, т. е. веса людей, предметов обстановки и оборудования помещений, и передачи его на стены или отдельные опоры. Перекрытия являются горизонтальными диафрагмами жесткости, которые выполняют важную роль в обеспечении пространственной неизменяемости здания.
В зависимости от их месторасположения в здании перекрытия подразделяют на междуэтажные, располагаемые между двумя смежными этажами, чердачные — между верхним этажом и чердаком, надподвальные — между первым этажом и подвалом и нижние — между первым этажом и подпольем.
Крыша завершает здание и защищает его от атмосферных осадков. Верхнюю водонепроницаемую оболочку крыши называют кровлей. Если здание строят без чердака, то его крыша выполняет одновременно функции крыши и чердачного перекрытия; в этом случае ее называют покрытием. Когда нижняя поверхность пологого покрытия образует потолок помещений верхнего этажа, такое покрытие принято называть совмещенной крышей.
Перегородки представляют собой тонкие ненагруженные ограждении, устанавливаемые на перекрытиях и разделяющие внутреннее пространство здания на отдельные помещения.
Фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия и крыша, воспринимающие нагрузили от веса находящихся в здании людей, оборудования, от снега и ветра или от других частей здания, на них опирающихся, в совокупности образуют пространственную систему, которую называют несущим остовом здания.
Различают также ограждающие конструкции зданий, которые отделяют помещения от внешней среды или одни помещения от других. К ограждающим конструкциям относят наружные и внутренние стены, перекрытия и полы, перегородки, покрытия и кровли, окна и двери.
Ограждающие конструкции должны обладать стойкостью против атмосферных и других физико-химических воздействий, а также надежными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами.
Некоторые части зданий выполняют одновременно несущие и ограждающие функции (например, стены, перекрытия и покрытия).
Классификация зданий
Здания в зависимости от их назначения принято подразделять на гражданские, промышленные и сельскохозяйственные.
К гражданским относят здания, предназначенные для обслуживания бытовых и общественных потребностей людей. Эти здания разделяют на жилые и общественные (административные, учебные, детские учреждения, культурно-просветительные, торговые, коммунальные и др.).
Промышленными называют здания, сооруженные для размещения орудий производства и выполнения трудовых процессов, в результате которых получается промышленная продукция (например, заводы, фабрики, электростанции, насосные станции и т. п.).
Сельскохозяйственные здания предназначены для нужд сельского хозяйства (например, здания для содержания скота и птицы, для хранения и ремонта сельскохозяйственных машин, теплицы и т. п.).
Гражданские здания, которые строит в населенном пункте в большом количестве и в основном по типовым проектам, относят к зданиям массового строительства (жилые дома, школы, больницы, ясли, детские сады).
Общественные здания государственного или большого культурного значения, которые возводит в крупных населенных пунктах (например, театры, музеи, здания правительственных учреждений, дворцы культуры и др.), называют уникальными и строят обычно по индивидуальным проектам.
В зависимости от материала, из которого выполнены стены, здания подразделяют на каменные, деревянные и др. По виду и размеру строительных изделий различают здания из мелких штучных элементов и здания из крупноразмерных элементов (крупноблочные и крупнопанельные).
Рис. 2. Конструкции многоэтажного жилого дома с крупноблочными стенами Строительство зданий, полностью монтируемых из крупных элементов с высокой степенью заводской готовности при комплексной механизации строительного процесса, позволяет сократить сроки возведения домов и снизить трудоемкость, а также стоимость строительства. Особенно большой эффект в этом отношении достигнут домостроительными комбинатами Москвы, которые изготовляют сборные конструкции, монтируют из них дома и сдают в эксплуатацию, неся полную ответственность за качество зданий. Объединение в составе домостроительного комбината работников заводов сборного железобетона, транспортных и строительно-монтажных организаций, ранее организационно и хозяйственно разобщенных, позволило создать единый непрерывный технологический процесс возведения зданий.
Рис. 3. Конструкции многоэтажного жилого дома с крупнопанельными стенами Крупнопанельными (рис. 3) называют здания, монтируемые из заранее изготовленных на заводе крупноразмерных плит, называемых панелями, из которых собирают наружные и внутренние стены, перекрытия, перегородки, балконные площадки.
Крупная стеновая панель представляет собой по сравнению с крупным стеновым блоком элемент гораздо большей площади и примерно в 2 раза меньшей толщины. В отличие от крупных стеновых блоков стеновые панели не обладают самостоятельной устойчивостью и поэтому во время монтажа их временно закрепляют специальными приспособлениями, а затем окончательно крепят к поперечным стенам, перекрытиям или элементам каркаса постоянными соединительными стальными креплениями (электросваркой или на болтах).
Особенностями элементов крупнопанельного дома являются их большие размеры и высокая степень заводской готовности. Стеновые панели изготовляют на заводах с полной отделкой наружной поверхности и подготовленной под окраску или оклейку обоями внутренней поверхностью, с установленными в цапель оконными переплетами и дверями. Готовые стеновые панели монтируют при помощи кранов.
Панели перекрытий должны поступать на стройку с отделанной поверхностью потолка и гладкой поверхностью для настилки пола из линолеума или другого материала, панели перегородок — подготовленными под окраску или оклейку обоями, лестничные марши и площадки — тоже полностью отделанными.
По этажности гражданские здания условно подразделяют на малоэтажные (высотой до трех этажей), многоэтажные (от четырех до восьми этажей), здания повышенной этажности (от 9 до 25 этажей) и высотные (более 25 этажей). При определении этажности здания учитывают только надземные этажи, уровень пола которых расположен не ниже отметки отмостки или тротуара.
Этаж, пол которого заглублен ниже отмостки или тротуара, но не более чем на половину высоты помещения, называют цокольным, или полуподвальным. Если заглубление пола превосходит указанный размер, то этаж называют подвальным. Этаж, расположенный в пределах чердака относительно высокой крыши (обычно двускатной), называют мансардой.
Этаж, предназначенный для размещения инженерных сетей и оборудования дома при необходимости зонирования санитарно-технических систем в жилых зданиях высотой 17 этажей и более, называют техническим. Высота его должна быть не менее 1,9 м до низа перекрытия без учета выступающих конструкций.
В зависимости от вида несущего остова различают две основные конструктивные схемы зданий — с несущими стенами и каркасную. В зданиях с несущими стенами (см. рис. 1) нагрузку от перекрытий и крыши воспринимают стены: продольные, поперечные или одновременно те и другие.
Рис. 4. Схема каркасного здания В каркасных зданиях все нагрузки передаются на каркас, т. е. на систему связанных между собой вертикальных элементов — колонн и горизонтальных балок (прогонов или ригелей). Если колонны каркаса располагают и по периметру наружных стен, и внутри здания, то такой каркас называется полным (рис. 4, а).
Помимо схем зданий с несущими стенами и каркасной применяется также схема с несущими наружными стенами и внутренним каркасом, колонны и столбы которого заменяют внутренние несущие стены. В этом случае каркас называют неполным (рис. 4, б).
Требования, предъявляемые к зданиям
Здания должны удовлетворять следующим требованиям: соответствовать своему назначению, т. е. создавать наилучшие условия для быта и труда людей; быть прочными, устойчивыми, долговечными; безопасными в пожарном отношении; удовлетворять санитарно-гигиеническим, экономическим и архитектурным требованиям.
Качество зданий определяется степенью их долговечности и огнестойкости, эксплуатационными качествами и характером предъявляемых к ним архитектурных требований.
Долговечность зданий зависит от долговечности конструкций, которая обеспечивается применением материалов, имеющих надлежащую стойкость (морозо-, влаго- и биостойкость, стойкость против коррозии, высокой температуры, циклических температурных колебаний и других разрушающих воздействий окружающей среды), а также специальными конструктивными решениями.
Долговечность ограждающих конструкций определяется сроком их службы без потери требуемых эксплуатационных качеств.
Строительными нормами установлено три степени долговечности ограждающих конструкций:
- I степень — со сроком службы не менее 100 лет:
- II степень — со сроком службы не менее 50 лет;
- III степень — со сроком службы не менее 20 лет.
Пределом огнестойкости конструкции называется время (в часах) от начала Огневого испытания до появлении одного из следующих признаков: сквозных трещин, обрушения, повышения температуры на необогреваемой поверхности более чем на 140° в среднем, или на 180° в любой точке по сравнению с температурой до испытания, или более чем па 220° независимо от температуры до испытания.
Предел огнестойкости кирпичной стены толщиной в 1 кирпич равен 5,5 ч, тогда как незащищенных стальных колонн — всего 0,25 ч.
Здания по степени огнестойкости подразделяют на пять степеней. К зданиям I, II и III степеней огнестойкости относят каменные, к IV степени — деревянные оштукатуренные, к V — деревянные неоштукатуренные.
В зданиях I и II степеней огнестойкости стены, опоры, перекрытия и перегородки предусматривают несгораемые, причем предел огнестойкости этих элементов в зданиях I степени выше, чем во II. В зданиях III степени огнестойкости стены и опоры возводят несгораемые, перекрытия и перегородки трудносгораемые.
Деревянные здания IV и V степени огнестойкости по противопожарным требованиям строят высотой не более 2 этажей.
Эксплуатационные качества гражданских зданий характеризуются составом помещений, нормами их площадей и объемов, качеством наружной и внутренней отделки и уровнем инженерного оборудования. При этом ограждающие конструкции здания, как было указано в § 2, должны быть стойкими против атмосферных и других физико-химических воздействий, а также обладать надежными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами.
По совокупности показателей долговечности и огнестойкости основных конструктивных элементов и эксплуатационных качеств здания подразделяют на четыре класса. К I классу относят здания, к которым предъявляют повышенные требования, а к IV классу — здании, которые удовлетворяют минимальным требованиям долговечности, огнестойкости и эксплуатации.
Для зданий различного назначения требования, определяющие их класс, устанавливают разные. Эти требования изложены в нормах проектирования соответствующих зданий.
Любую постройку, как жилую так и не предназначенную для проживания, можно условно поделить на структурные части зданий. Все они между собой связаны в единую конструкцию, но функционально каждый элемент имеет своё назначение.
Те структурные части зданий, которые участвуют в равномерном распределении нагрузок, а также служат для защиты от негативных внешних факторов и погодных явлений, относятся к несущему остову здания. Это фундамент, крыша, стены, дополнительные опоры и перекрытия.
Все элементы, ограничивающие помещения от внешнего пространства или служащие для внутренней планировки и разбивки, называют ограждающими конструкциями. Сюда можно отнести стены, все типы перекрытий и перегородок, окна с дверями. Они все должны отвечать требованиям звукоизоляции и теплоизоляции, а также обладать повышенной физической прочностью.
Некоторые элементы можно отнести сразу в обе категории (например, стены). Поэтому к ним должны применяться повышенные требования.
Фундамент
Фундамент является первоочередным этапом строительства. На него ложится вся основная нагрузка от веса постройки, которая передается на грунт. Фундамент состоит из следующих фрагментов:
Подошва. Это та часть фундамента, которая непосредственно соприкасается с грунтом (нижняя);
Обрез. Верхний край, который является опорой для всего здания. Если в конструкции фундамента предусматриваются горизонтальные выступы с площадками, то их также называют обрезами;
Стена подвала. Если постройка предусматривает наличие подвальных помещений, то все, что располагается выше фундаментного пола образует его стены;
Глубина заложения. Под этим параметром подразумевается расстояние по вертикали от грунта до фундаментной подошвы.
Стены столбы колонны
Стены являются габаритными ограничителями любой постройки и подразделяются на:
Внешние стены, которые ограничивают помещение по внешнему контуру от окружающего пространства. Дополнительно несут защитную функцию;
Внутренние стены разделяют все внутреннее пространство здания на отдельные комнаты и участки.
Существует и классификация по принципу принятия нагрузки:
Несущая. Так называется стена, принимающая на себя, и помогающая распределять вес соприкасающихся с ней конструктивных элементов постройки (например, от крыши или перекрытий);
Самонесущая. Эта категория забирает на себя и распределяет нагрузку только от собственной тяжести, но с учетом всех этажей по вертикали;
Ненесущая. Забирает на себя только собственную тяжесть, причем, в пределах 1 этажа. Затем передает ее на другие конструктивные элементы.
Также на абсолютно все категории стен дополнительно ложится ветровая нагрузка. При постройке части стен отводится роль брандмауэров (противопожарной преграды). Они всегда внутренние и проектируются с учетом всех противопожарных нормативов. Возводят их из несгораемых и огнеупорных материалов. При возведении они должны возвышаться над кровлей на 0,6 м если она сгораемая и на 0,3 м, когда она несгораемая.
К категории отдельных опор относятся колонны или столбы, которые могут быть выполнены, как из кирпича и железобетона, так и из деревянных и стальных материалов. Колонны воспринимают на себя нагрузку практически от всех структурных частей здания. Под столбы и колонны принято обустраивать отдельные фундаменты.
Перекрытия
Так называются расположенные горизонтально строительные элементы, служащие для деления пространства на этажи. Помимо своего веса они должны выдерживать полезные нагрузки (людей, мебель или оборудование), передавая их на стены или опоры. Перекрытия также обеспечивают конструктивную жесткость всей постройки, обеспечивая неизменность здания в пространстве.
В зависимости месторасположения перекрытия могут быть:
Междуэтажными – располагающимися между парой смежных этажей;
Чердачными – разграничивающими чердак и верхний этаж;
Надподвальными – разделяющими нижний этаж и подвал;
Нижними – расположеными между 1 этажом и подпольем.
Крыша
Такая структурная часть здания, как крыша, располагается над верхним этажом и несет защитную функцию. Её верхнюю оболочку, которая выполняется из водонепроницаемых материалов, называют кровлей. Благодаря крыше внутрь здания не попадают атмосферные осадки.
Когда здание запроектировано без чердака, а крыша помимо своих функций дополнительно берет на себя и роль чердачного перекрытия ее называют покрытием. Когда нижняя поверхность пологого покрытия формирует потолок помещений расположенных на верхнем этаже, такой вид покрытия принято называть совмещенной крышей.
Лестницы
Перегородки
Перегородки предназначены для дополнительной разбивки внутреннего пространства на отдельные помещения. От несущих стен перегородки отличаются лёгкостью исполнения и малым весом.
Двери и окна
Окна нужны для проникновения внутрь зданий естественного дневного освещения. Их форма, размер и количество полностью зависят от назначения здания и его стилистических особенностей.
Читайте также: