Бескаркасные здания с НЕСУЩИМИ ПОПЕРЕЧНЫМИ СТЕНАМИ имеют более жесткий остов и позволяют применять облегченные самонесущие или навесные наружные стены, к которым предъявляются только теплозащитные требования. Перекрытия и покрытия при этой схеме опираются только на поперечные несущие стены.
Бескаркасные здания с НЕСУЩИМИ ПРОДОЛЬНЫМИ СТЕНАМИ наиболее широко применяются при строительстве кирпичных или крупноблочных жилых зданий, а также в крупнопанельных зданиях, продольные стены которых имеют большую прочность.
Панели перекрытий и покрытий опираются на продольные несущие стены. Чаще всего на 2 наружные и внутреннюю центральную стены.
Поперечные стены при этой схеме ставятся лишь для ограждения лестничных клеток и вентиляционных каналов. Эти схемы могут совмещаться, т.е. – бескаркасные здания с продольными и поперечными несущими стенами.
В КАРКАСНЫХ СХЕМАХ нагрузки воспринимает система вертикальных и горизонтальных элементов, связанных между собой в виде этажерки. Вертикальные элементы – колонны, горизонтальные – балки, прогоны и ригели перекрытий. БАЛКА – конструктивный элемент перекрытия или каркаса из дерева, стали и железобетона. Балка работает главным образом на изгиб. Эту схему применяют, в основном, для зданий повышенной этажности, т.к. они имеют большую жесткость и устойчивость.
При ПОЛНОМ КАРКАСЕ колонны устанавливают внутри здания и по его периметру. Стены навешивают на горизонтальные элементы (рандбалки). При этом они являются только ограждающими конструкциями.
При НЕПОЛНОМ КАРКАСЕ колонны устанавливают только внутри здания, а ригели и прогоны одной стороной укладывают на наружные стены. Стены здесь являются несущей и ограждающей конструкцией.
Схема из ОБЪЕМНО-ПРОСТРАНСТВЕННЫХ элементов. Дом собирают как из кубиков.
2. Техническая целесообразность конструкций
Конструктивное решение элементов и схемы здания в целом выбирают на основе вариантного проектирования. Проектные решения анализируют, определяют техническую целесообразность конструкций и оценивают технико-экономические показатели. Степень технической целесообразности определяется соответствием отличительных признаков конструктивного решения архитектурному замыслу сооружения, его планировочной и объемной композиции.
Проектные решения выбирают, сравнивая технико-экономические показатели. Основными из них являются: степень заводской готовности, число типоразмеров, масса элементов, расход материалов, трудоемкость, приведенные затраты и сборность конструкций.
Степень заводской готовности, число типоразмеров, масса элементов – эти показатели важны в производстве. Большое количество типоразмеров усложняет изготовление. Применение деталей с разной массой приводит к неполному использованию грузоподъемности кранов и др. подъемно-транспортных машин.
Показатель расхода материалов определяет их количество, необходимое для изготовления конструкции, отнесенное к ее единице (м3 – объема, м2 – поверхности, м – линейного размера).
Удельная трудоемкость характеризует количество труда, необходимого на изготовление единицы продукции.
Показатель приведенных затрат определяют при сравнении вариантов конструктивных решений отдельных элементов здания. Наилучший вариант выбирают по минимуму приведенных затрат.
Коэффициент сборности определяется отношением сметной стоимости конструкций, смонтированных из сборных деталей, к сметной стоимости строительства – формула (1).
Ксб = Ссб/С, (1)
где Ссб – стоимость конструктивных элементов здания, выполненных из сборных деталей;
С – сметная стоимость строительства сооружения без стоимости земляных работ.
3. Рациональность зданий.
Под КАЧЕСТВОМ ЖИЛЬЯ понимают совокупность свойств, характеризующих степень пригодности зданий к использованию по назначению и удовлетворению запросов потребителя. Оценка качества базируется на методах квалиметрии, которые предусматривают классификацию свойств по уровням. Структуру качества представляют в виде дерева свойств. По мере перехода на более высокий уровень показатели качества разбивают на частные. При этом уточняют содержание свойств каждого из них.
Комплексное понятие качества делят на рациональность и комфортность. Рациональность закладывают в основу бизнес-плана на самом раннем этапе изучения идеи проекта инвестирования строительства.
Затем, на следующем уровне, понятие рациональности делят на 2 группы свойств: экономичность и капитальность.
Экономические требования – дополнительное условие качества. Эти требования содержат оценку первоначальных капитальных вложений – инвестиций, которая складывается из сравнительной эффективности инвестиций и затрат на эксплуатацию. Чрезмерное сокращение затрат на строительство может привести к значительному повышению эксплуатационных расходов и сокращению межремонтных сроков службы.
Фактор капитальности включает в себя такие характеристики конструкций как долговечность и огнестойкость.
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ – это свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. При наступлении предельного состояния дальнейшая эксплуатация сооружения становится невозможной. Показателем долговечности является СРОК СЛУЖБЫ. Различают срок службы между постройкой дома и первым капитальным ремонтом, межремонтный срок службы и средний срок службы. Он устанавливается статистическим путем как усредненное значение фактических сроков службы зданий и его элементов. Существуют также нормативные сроки службы, т.е. минимально допустимые.
С долговечностью связано понятие РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ здания. Ремонтопригодность – это приспособленность элементов здания к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей при техническом обслуживании и ремонте. Чем меньше ремонтопригодность, тем сложнее техническая эксплуатация, тем больше трудоемкость и продолжительность ремонта.
Состояние, при котором здание и его элементы способны нормально функционировать в заданных режимах, называется РАБОТОСПОСОБНОСТЬЮ.
Факторы, вызывающие изменение работоспособности здания и отдельных элементов, делятся на причины внутреннего и внешнего характера.
ПРИЧИНЫ ВНУТРЕННЕГО ХАРАКТЕРА:
физико-химические процессы, протекающие в материалах, из которых изготовлены конструктивные элементы;
нагрузки и процессы, возникающие при эксплуатации;
конструктивные факторы;
качество изготовления (дефекты производства).
ПРИЧИНЫ ВНЕШНЕГО ХАРАКТЕРА:
климатические факторы (to, влажность, солнечная радиация);
факторы окружающей среды (ветер, пыль, наличие в атмосфере агрессивных соединений, биологические факторы);
качество эксплуатации;
техническое обслуживание и ремонт.
Наиболее существенными являются факторы конструктивного характера. Рациональные конструктивные решения обеспечивают требуемую работоспособность всех элементов зданий за установленную длительность их эксплуатации при минимальных затратах труда и средств на ее поддержание. Нерациональные и ошибочные конструктивные решения могут привести к утрате работоспособности или разрушению отдельных конструктивных элементов.
Действие климатических факторов и окружающей среды может быть снижено и совсем исключено путем соответствующих конструктивных решений.
Сохранение работоспособности в течение всего срока службы здания или его элемента называют НАДЕЖНОСТЬЮ. Надежность можно также понимать как сохранение качества во времени. Без базового хорошего качества не может быть речи о надежности. При низком качестве построенных зданий и сооружений возникают дополнительные расходы материалов, труда и денежных средств на переделки и ликвидацию брака, допущенного при строительстве. Это приводит к задержке сдачи объектов в эксплуатацию.
Надежность элемента характеризуется вероятностью безотказной работы и вероятностью отказа. ОТКАЗ – частичная или полная потеря работоспособности в результате возникновения неисправности.
Большая вероятность отказов в период приработки. Это связано с наличием дефектов конструктивных элементов, которые отказывают один за другим. В короткий срок интенсивность отказов быстро уменьшается и становится приблизительно постоянной величиной, когда все дефектные элементы уже отказали и их отремонтировали или заменили. Наступает период нормальной эксплуатации. Отказы этого периода называются внезапными. Например, отказы стыков в виде протечек и промерзаний.
В период интенсивного износа увеличивается число отказов, связанных с явлениями старения материала.
К концу срока службы здания возрастает вероятность отказа, а вероятность безотказной работы стремится к нулю. Эта закономерность является следствием физического износа.
Под ФИЗИЧЕСКИМ ИЗНОСОМ подразумевают частичную или полную потерю зданием или его элементом эксплуатационных свойств. Она возникает в результате накопления неисправностей, ухудшения или потери работоспособности в результате действия сил природы и функциональных процессов, протекающих в здании.
Физический износ выражают в процентах и рублях. Чтобы приближенно определить величину физического износа - формула (2) – фактический срок эксплуатации (Тф) сравнивают с нормативным сроком (Тн).