Лекция 3. КОНСТРУКЦИИ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ

Лекция 2. ПОНЯТИЕ О ПРОЕКТИРОВАНИИ ГРАЖДАНСКИХ 3ДАНИЙ

Основные положения проектирования жилых и общественных зданий

Строительство зданий осуществляется по типовым,индивидуальным и экспериментальным проектам.
Проектом называют комплект технических документов, характеризующих намеченное к строительству здание, сооружение или комплекс.
Типовой проект предназначен для многократного применения. При его разработке должны быть учтены все экономические, эксплуатационные требования, природно-климатические условия района строительства, требования высокого уровня объемно-планировочного и конструктивного решения.
Индивидуальный проект разрабатывают для строительства сложных и уникальных зданий и их комплексов.
Проекты экспериментального строительства предназначены для
возведения зданий новых типов и их проверки в эксплуатационных условиях с целью последующего внедрения в массовое строительство.
Исходным документом для начала проектирования является задание на проектирование, которое составляет заказчик вместе с проектной организацией. Задание на проектирование содержит необходимые данные о назначении задания, его габаритах, описание района строительства, геодезический план участка, сроки начала и окончания строительства, применяемые конструкции и материалы.
На основе задания и СНиП составляют программу проектирования, содержащую перечень помещений здания, их площади, особые требования к ним и к зданию в отношении объемно-планировочного, архитектурно-художественного и конструктивного решений.

К жилым зданиям относятся квартирные дома (для длительного проживания), общежития (для временного проживания), гостиницы (для кратковременного проживания).
Важным требованием при проектировании жилых домов является их ориентация, предусматривающая необходимую инсоляцию помещений (облучение прямыми солнечными лучами) и проветривание. Так, из условия надлежащей инсоляции ориентация окон жилых комнат квартир, расположенных по одну сторону от продольной оси здания, и жилых комнат общежитий не допускается: на северную сторону горизонта — в пределах от 315 до 30° во всех строительно-климатических зонах России, так как в этих случаях Жилые комнаты лишаются на юго-западную и северо-западную стороны горизонта — в пределах от 200 до 290° в III и IV строительно-климатических зонах во избежание перегрева жилых помещений. Проветривание жилых помещений обеспечивается через окна и форточки. В кухнях и санитарных узлах обязательно устройство вытяжной вентиляции с естественной тягой непосредственно из помещений.
Многоквартирные секционные жилые дома — основной тип в застройке городов и крупных поселков. Группу квартир, объединенных одной лестничной клеткой, называют жилой секцией. Планировка большинства многоквартирных домов представляет собой набор из торцовых и рядовых секций.
Строительство жилых домов ведется на основе типовыхблоков-секций, автономных отсеков из одной или нескольких жилых секций. По местоположению в здании блоки0-секции называют: рядовыми, торцовыми, угловыми поворотными и др.; из таких секций компонуются дома различной протяженности и конфигурации.
Многоэтажные дома городского типа по планировочному решению разделяют:
• на многосекционные: в таких домах на каждом этаже вокруг лестничной клетки расположено 2—8 квартир, которые, поэтажно повторяясь, образуют секции (рис. 2.1);
• коридорные — с выходом из квартир в общий коридор, ведущий к лестничной клетке. Их проектируют меридиональными имеющим большую длину коридоров, 8—10 квартир; широтными— не более 4 квартир. В коридорных домах уменьшается количеств лестничных клеток, что делает их более экономичными
по сравнению с секционными. Однако односторонняя ориентация жилых помещений и отсутствие сквозного проветривания ограничивают область применения этихдомов;
• галерейные — с выходом из квартир на открытые или остекленные галереи. Сообщение между этажами осуществляется через лестничные клетки в торцах или в середине здания.
Важная роль отводится домам усадебного типа.Это дома с индивидуальным земельным участком и постройками для личного подсобного хозяйства. По объемно-планировочному решению дома усадебного типа могут быть:
• одноэтажные с одной или двумя квартирами, имеющими от одной до пяти комнат. Двухквартирные (блокированные) дома размешают на объединенном земельном участке; • одноэтажные с мансардой, т.е. с частью жилых помещений в объеме чердака. Во многих проектах усадебных домов предусматривают гараж с необходимыми вспомогательными помещениями;
• двухэтажные с квартирами в двух уровнях. Связь между этажами осуществляется по внутриквартирной лестнице.

Состав квартир

Квартиры в домах посемейного поселения имеют помещения:
жилые (общие комнаты, спальни); подсобные (кухня, ванная, уборная и др.); летние (террасы, лоджии).
Из всей площади квартиры выделяют: жилую, состоящую из площадей комнат и спален; подсобную, включающую площади кухни, санитарного узла, передней и кладовой; полезную, т.е. сумму жилой и подсобных площадей. Пределы размеров помещений установлены нормами проектирования жилых зданий СНиП.

Общежития

Жилые здания с комнатами, имеющими подсобные площади,и помещениями для культурно-бытового и медицинского обслуживания называют общежитиями.
Существуют следующие типы общежитий: для молодых рабочих и служащих для студентов высших учебных заведений; для учащихся техникумов и профтехучилищ для семейной молодежи.
В состав общежития входят жилые помещения, помещения культурного, бытового, медицинского обслуживания.
Планировочные решения жилых ячеек в зависимости от типа
общежития следующие: жилая ячейка из 2—3 жилых комнат по 12 и 18 м² с общей передней, санитарным узлом, иногда с кухней; жилая ячейка для семейной молодежи — небольшая квартира (обязательно с кухней). На группу жилых ячеек предусматривают одну общую кухню.
Общественная часть общежитий включает помещения: вестибюль, зал, спортивные помещения, буфет, помещения администрации, хозяйственно-бытовые помещения (для стирки, сушки, глажки), медицинский изолятор. Помещения культурно-бытового и медицинского обслуживания размешают на первом этаже или в отдельном блоке, соединенном с жилыми корпусами переходом.

Общественные здания

Здания, предназначенные для социального обслуживания населения и для размещения административных учреждений, называют общественными.
По назначению их классифицируют на следующие: учебные (детский сад, школа и др.); лечебно-профилактические (поликлиники, больницы, профилактории); культурно-просветительные (клубы, театры, музеи); торгово-коммунальные (магазины, столовые, прачечные) транспорта и связи (вокзалы, узлы связи, телевизионные центры); административные для размещения государственных и общественных организаций.
Общественные здания могут иметь следующие схемы планировки:
• анфиладную (рис. 2.11) — с последовательным размещением помещений, принимаемую в музеях, картинных галереях, универмагах;
• коридорную (рис. 2.12) — с расположением помещений по одну или обе стороны коридора; такая планировка в административных, учебных, лечебно-профилактических и др ;

Рис. 2.11 Анфиладная схема планировки:
1 — вестибюль;
2 — выставочные помещения; З— служебные помещения

Рис. 2.12 Коридорная схема планировки:
а — с односторонним расположением помещений; б — с двусторонним; 1, 3— основные помещения
(классы); 2— лаборатория; 6 -коридоры; 5— кабинеты; 7— рабочие комнаты

Рис. 2.13. Зальная схема планировки:
1 — вестибюль 2— фойе З — зрительный зал; 4— эстрада

• зальную (концентрическую) (рис. 2.13) — характерна для зданий, имеющих залы, вокруг которых размещены вспомогательные помещения; такое решение используют для планировки кинотеатров, цирков и других подобных зданий;
• смешанную — представляющую собой сочетание рассмотренных выше планировочных схем (например, планировка клуба — концентрическая, помещения размещены вокруг зала, но расположение фойе, зала — анфиладное, комнат работы кружков — коридорное).

Лекция 3. КОНСТРУКЦИИ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ

3.1. Основные конструктивные элементы зданий
Все конструктивные элементы здания можно разделить на несущие и ограждающие.
несущие конструкции здания — воспринимают все виды нагрузок и воздействий силового характера, возникающих в здании, и передают их через фундаменты на грунт. (фундаменты, стены. )
ограждающие конструкции здания — изолируют пространство здания от внешней среды, разделяют пространство на отдельные помещения и защищают их от всех видов воздействий несилового характера. (перегородки, кровля, окна).

Рис.3.1 Конструктивные элементы здания:
1 — фундаменты; 2 — стены (наружные и внутренние); 3— надподвальное перекрытие; 4— междуэтажное перекрытие; 5— перегородка; б — бесчердачная
крыша (вариант); 7— чердачная крыша; 8— лестница; 9—окна; 10— дверь

Фундамент — подземная часть здания, воспринимающая нагрузки от вышележащих конструкций и передающая их на грунт.
Стены — вертикальные ограждения, защищающие помещения от воздействия окружающей среды и отделяющие одно помещение от другого. По своему назначению и месту расположения в здании делятся на наружные и внутренние. Стены нередко выполняют несущие функции. По характеру воспринимаемых нагрузок стены могут быть:
• несущие — воспринимающие нагрузки от собственного веса и опирающихся на них конструкций, передающие нагрузку на фундамент;
• самонесущие — воспринимающие нагрузку только от собственного веса в пределах высоты здания и передающие нагрузку на фундамент;
• навесные — воспринимающие нагрузку от собственного веса (в пределах этажа) и передающие ее на междуэтажное перекрытие.
Перекрытия— горизонтальные несущие конструкции, разделяющие здание на этажи и передающие нагрузку на стены и отдельные опоры. В зависимости от месторасположения в здании перекрытия делятся на междуэтажные, надподвальные, чердачные.
Ригели— горизонтальные конструктивные элементы, воспринимающие нагрузку от перекрытия и передающие ее на колонну.
Перегородки — внутренние ненесущие стенки, разделяющие смежные помещения.
Крыша— завершающая часть здания, защищающая помещения и конструкции здания от воздействия внешней среды. Она состоит из водонепроницаемой оболочки — кровли и поддерживающих ее несущих элементов.
По конструктивному решению могут быть: чердачными, имеющими пространство между перекрытиями верхнего этажа и крышей; бесчердачными (совмещенными).
Кконструктивным элементам здания относятся также ряд дополнительных: эркеры, лоджии, балконы, веранды, приямки и т.д.

3.2. Конструктивные системы зданий
Основное назначение несущего остова — конструктивной основ здания — состоит в восприятии нагрузок, действующих на здание, работе на усилия от этих нагрузок с обеспечением конструкция необходимых эксплуатационных качеств в течение всего срока их службы.
Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость. Горизонтальные конструкции — перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, передавая их поэтажно на вертикальные несущие конструкции. Последние, в свою очередь, передают эти нагрузки и воздействия через фундаменты основанию. Выбор конструктивных систем — один из основных вопросов, решаемых при проектировании зданий.
Различают три основные конструктивные системы зданий бескаркасная каркасная и комбинированная (с неполным каркасом) (рис. 3.21).
Бескаркасная система (с несущими стенами) представляет собой
жесткую, устойчивую коробку из взаимосвязанных наружных и внутренних стен и перекрытий. Наружные и внутренние стены воспринимаю нагрузки от междуэтажных перекрытий.
Этот тип зданий, в свою очередь, подразделяется на здания с продольными несущими стенами (плиты перекрытий лежат поперек здания), с поперечными несущими стенами (плиты перекрытий лежат вдоль здания) и перекрестные с продольными и поперечными несущими стенами (плиты перекрытий с размерами в плане, равными размерам ячейки между четырьмя стенами, опираются по контуру (рис. 3.2)).

Рис. 3.21.Конструктивные системы гражданских зданий:
а — бескаркасная; б — каркасная; В— комбинированная;
1 — несущие стены; 2— междуэтажные перекрытия;
З — колонны; 4— ригели; 5— самонесущие стены

Рис. 3.22. Бескаркасная система зданий:
а — с продольным расположением несущих стен; б — с поперечным
расположением несущих стен; а — перекрестная; 1 — наружные и внутренние несущие стены; 2— плиты междуэтажных перекрытий; З — наружные самонесущие стены; 4— торцовая несущая стена; 5— продольные и поперечные несущие стены; б — плиты перекрытия, опертые по контуру

Бескаркасная система является основной в массовом жилищном строительстве домов различной этажности. Размеры жилых ячеек, необходимость членений стенами и перегородками с обеспечением звукоизоляции квартир и другие особенности обусловливают техническую целесообразность и экономическую оправданность применения бескаркасных зданий при строительстве жилищ, а также тех гражданских зданий, в которых преобладает многоячейковая планировочная структура (санатории, больницы, общежития и т.п.). В зданиях с продольным расположением несущих стен применение большепролетных перекрытий (с пролетом 9 и 12 м) приводит к опиранию перекрытий только на наружные стены и переходу от традиционных трех- и четырехстенных систем к двухстенной системе. Это позволяет обеспечить высокую свободу планировочных решений жилых домов и встроенных предприятий системы обслуживания, а также простоту модернизации и перепрофилирования зданий.
Каркасная система. Несущими элементами в таких зданиях являются колонны, ригели и перекрытия, а роль ограждающих элементов
выполняют наружные стены. Различают четыре типа конструктивных каркасных систем: с поперечным расположением ригелей; продольным расположением ригелей; с перекрестным расположением ригелей; с безригельным каркасом, при котором ригели отсутствуют, а плиты перекрытий опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны (рис. 3.23).

Рис. 3.23. Каркасная система зданий:
а — с поперечным расположением ригелей; б — с продольным расположением ригелей; в — безригельное решение; 1 — самонесущие стены; 2— колонны; 3— ригели; 4— плиты междуэтажных перекрытий; 5— надколонная плита
перекрытия; б — межколонные плиты; 7— панель-вставка

Каркасная система является основной в строительстве массовых общественных зданий, ее используют для возведения высотных зданий, а также в тех случаях, когда необходимы помещения значительных размеров, свободные от внутренних опор.
При выборе конструктивной системы каркасных зданий учитывают объемно-планировочные требования: она не должна связывать планировочные решения. Ригели каркаса не должны пересекать плоскость потолков помещений, а должны проходить по их границам и т.д. Поэтому каркас с поперечным расположением ригелей применяют преимущественно в зданиях с регулярной планировочной структурой (гостиницы, общежития, пансионаты и т.п.), совмещай шаг поперечных перегородок и шаг несущих конструкций. Каркас с продольным расположением ригелей применяют, проектируя общественные здания сложной планировочной структуры (школы, лечебно-профилактические учреждения и др.).
Комбинированная система (с неполным каркасом). В таких зданиях наряду с внутренним рядом колонн нагрузку от междуэтажных перекрытий воспринимают наружные стены. Различают два типа конструктивных систем: с продольным и поперечным расположением прогонов.
Неполный каркас применяют в случае использования наружных стен в качестве несущих.

Обеспечение устойчивости и пространственной жесткости зданий Устойчивость— способность здания противодействовать усилиям, стремящимся вывести его из исходного состояния статического или динамического равновесия.
Пространственная жесткость — способность отдельных элементов и всего здания не деформироваться при действии приложенных сил, сохранять геометрическую неизменяемость формы.
В бескаркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается устройством внутренних поперечных стен и стен лестничных клеток, связанных с продольными (наружными) стенами, а также междуэтажных перекрытий, связывающих стены между собой и расчленяющих их на отдельные ярусы по высоте.
В каркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается за счет: многоярусной рамы, образованной пространственным сочетанием колонн, ригелей и перекрытий и представляющей собой геометрически неизменяемую систему; стенок жесткости, устанавливаемых между колоннами (на каждом этаже); стен лестничных клеток и лифтовых шахт, связанных с конструкциями каркаса плит-распорок, уложенных в междуэтажных перекрытиях (между колоннами); надежного сопряжения элементов каркаса в стыках и узлах.

Основания и фундаменты

Все нагрузки, действующие на здание, в том числе и собственный вес здания, через фундаменты передаются на грунт. Грунт, непосредственно воспринимающий эти нагрузки, называется основанием. Надежность и прочность основания являются важнейшими условиями для нормальной эксплуатации здания.
Грунт, способный в своем природном состоянии выдержать нагрузку от возведенного здания, называется естественным основанием.
Искусственное основание — искусственно уплотненный или упрочненный грунт, который в природном состоянии не обладает достаточной несущей способностью.
Вследствие давления, передаваемого зданием на основание, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих усилий грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации, называемые осадкой грунта, вызывают осадку фундаментов.
Неравномерные деформации грунта, происходящие в результате уплотнения и, как правило, существенного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, собственной массы грунта и других факторов (замачивания просадочного грунта, подтаивания линз льда в грунте и т.д.), называют просадками. Они могут вызвать повороты фундаментов вплоть до разрушения. Просадки оснований недопустимы.

Фундаменты

Фундаменты являются важным конструктивным элементом здания, воспринимающим нагрузку от надземных его частей и передающим ее на основание. Фундаменты зданий должны быть прочными, устойчивыми на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фундамента, долговечными, экономичными и индустриальными.
Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания, называется поверхностью фундамента, или обрезом, а нижняя его плоскость, соприкасающаяся с основанием, — подошвой фундамента. Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы называют глубиной заложения фундамента. Назначение здания, наличие в нем подвалов, глубина промерзания, уровень грунтовых вод — все это влияет на глубину заложения
фундамента.
Фундаменты классифицируют:

· по Конструктивным схемам— ленточные, располагаемые непрерывной лентой под несущими стенами здания; столбчатые в виде отдельных опор под колоннами; сплошные в форме массивной плиты под зданием; свайные в виде железобетонных или других стержней, забитых в грунт (рис. 3.3);

Рис. 3.3. Конструктивные схемы фундаментов:
а— ленточный под стены; б тоже под колонны
в столбчатый под стены; г — Отдельный под колонну;
д. — сплошной безбалочный. В — сплошной балочный; ж свайный;
1 — стена; 2 — Ленточный фундамент; З — железобетонная колонна;
4— железобетонная фундаментная балка; 5— столбчатый фундамент;
б — ростверк свайного фундамента;
7— железобетонная фундаментная плита; 8 — сваи

• по материалу — из природного камня; бутобетона; бетона; железобетона;
• по характеру работы под нагрузкой — жесткие, работающие на сжатие (бутовые, бетонные, бутобетонные); гибкие, работающие на сжатие и изгиб (железобетонные);
• по глубине заложения — мелкого (до 5 м) и глубокого (более 5 м) заложения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: