Основные конструктивные элементы и обьемно-планировочные параметры.
Все многообразные по виду и назначению постройки, возведенные людьми для удовлетворения их материальных и культурных потребностей, называются сооружениями. Наземные сооружения, в которых размещаются помещения, предназначенные для различных видов человеческой деятельности, называются зданиями. По своему назначению здания подразделяются на промышленные, гражданские и сельскохозяйственные.
К промышленным относятся здания, предназначенные для обслуживания нужд различных отраслей промышленности, транспорта и строительства.
Гражданские здания предназначены для обслуживания бытовых, общественных и культурных потребностей людей.
Сельскохозяйственные здания предназначены для нужд сельского хозяйства, например, для содержания скота и птицы, складирования сельскохозяйственной продукции и т. п.
Несмотря на большие различия между зданиями разного назначения, все они состоят из ограниченного числа взаимосвязанных архитектурно-конструкторских элементов, выполняющих определенные функции.
Основные элементы здания подразделяются на следующие группы:
· а) несущие конструкции, воспринимающие основные нагрузки, которые возникают в здании;
· б) ограждающие конструкции, разделяющие помещения, защищающие их от атмосферных воздействий и обеспечивающие сохранение в здании определенной температуры;
· в) элементы, совмещающие несущие, и ограждающие функции.
К основным элементам или частям зданий относятся фундаменты, стены, перекрытия, отдельные опоры, крыши, перегородки, лестницы, окна, двери, фонари.
Фундаменты являются подземной конструкцией, воспринимающей всю нагрузку от здания и передающей ее основанию. Основанием может служить слой грунта в естественном состоянии, если он на глубине заложения фундамента обладает необходимой несущей способностью (естественное основание), или грунт, искусственно уплотненный, тем или иным способом укрепленный (искусственное основание).
Стены отделяют помещения от внешнего пространства (наружные стены) или разделяют помещения между собой (внутренние стены и перегородки). В этом состоят ограждающие функции стен и перегородок.
Стены могут нести нагрузку не только от собственного веса, но и от других вышележащих конструкций (перекрытий, крыши, транспортных и других устройств) и передавать ее на фундаменты. Такие стены называются несущими.
Стены, опирающиеся на фундаменты и несущие нагрузки только от собственного веса по всей высоте, называются самонесущими. В случае, если стены служат только ограждением и свой собственный вес несут только в пределах одного этажа, опираясь на другие элементы здания, они являются ненесущими.
Перекрытия — это конструкции, разделяющие внутреннее пространство зданий на этажи (в зданиях от 2 этажей и выше) или отделяющие его от грунта и от чердака (ограждающие функции); они, кроме собственного веса, несут полезную нагрузку, т. е. вес людей, оборудования, транспортных и других устройств и предметов (несущие функции).
Кроме того, перекрытия обеспечивают пространственную жесткость зданий, т. е. неизменяемость их геометрической формы под влиянием нагрузок. В многоэтажных зданиях различают следующие перекрытия:
· а) междуэтажные, разделяющие смежные по высоте этажи;
· б) чердачные, отделяющие верхний этаж от чердака;
· в) нижние, отделяющие нижний этаж от грунта;
· г) надподвальные, отделяющие первый этаж от подвала.
Отдельными опорами называются стойки (столбы, колонны), предназначенные для поддержания перекрытий, площадок, транспортных устройств и др. конструкций и передачи нагрузок от них на фундаменты.
Перекрытия могут опираться или непосредственно на колонны (безбалочные перекрытия), или на уложенные по колоннам балки, прогоны. Колонны и прогоны составляют так называемый внутренний каркас здания.
Крыша является конструкцией, ограждающей здание от наружного пространства сверху. Верхний водонепроницаемый слой крыши называется кровлей. Крыша вместе с чердаком образует покрытие здания.
В промышленных зданиях покрытия чаще всего строятся бесчердачные, т. е. элементы чердачного перекрытия и крыши совмещаются в одной конструкции.
Лестницы служат для сообщения между этажами. В целях пожарной безопасности они заключаются в отдельные помещения — лестничные клетки, огражденные огнестойкими или несгораемыми стенами.
Окна служат для освещения помещений естественным светом и для их проветривания, а двери и ворота — для сообщения между отдельными помещениями в здании и между помещениями и наружным пространством.
Фонари устраиваются в покрытиях для естественного освещения и проветривания помещений, если это не может быть удовлетворительно решено при помощи окон.
Требования предъявляемые к промышленным зданиям и их конструктивным элементам.
Каждое промышленное здание должно отвечать следующим основным требованиям:
а) соответствовать своему назначению, т. е. тому виду деятельности, для которого оно предназначено: по планировке и размеру помещений, по конструктивному решению и инженерному оборудованию, по внутренней и наружной отделке;
б) быть надежным в эксплуатации, т. е. обладать надлежащими прочностью и устойчивостью;
в) иметь необходимую капитальность, которая характеризуется долговечностью и степенью огнестойкости.
Определяющими для первой группы требований являются проектные решения, а в части состояния инженерного оборудования и отделки — условия эксплуатации.
Прочность и устойчивость здания зависит от прочности отдельных конструкций и их взаимной связи, обеспечивающей зданию пространственную жесткость.
Эти качества задаются нормами и техническими условиями (ТУ) на проектирование строительных конструкций, стандартами на материалы, ТУ на изготовление и монтаж, которыми определяется нормативная надежность конструкций. При проектировании задается проектная надежность, а в процессе изготовления и монтажа создается фактическая надежность конструкций и здания в целом.
После возведения здания или сооружения надежность его должна обеспечиваться систематическим наблюдением за состоянием конструкций, надлежащим эксплуатационным уходом за ними и своевременным ремонтом.
Долговечность здания, т. е. способность сохранять прочность и устойчивость в течение длительного времени, обусловливается долговечностью его основных конструкций.
Она зависит от сопротивляемости материалов, из которых выполнены конструкции, различным физическим и химическим воздействиям, т. е. от таких свойств материалов, как механическая прочность, водо- и морозостойкость, устойчивость против коррозии и загнивания.
Очевидно, что долговечность строительных конструкций в значительной степени определяется и условиями их эксплуатации. Долговечность зависит также от качества строительных и монтажных работ при возведении зданий, т. е. от тщательности изготовления и взаимного сопряжения конструкций, от соблюдения всех других технических правил производства строительно-монтажных работ, выработанных теорией и практикой строительного дела.
Для конструкций зданий, эксплуатирующихся в нормальных условиях, различают следующие степени долговечности:
1-я степень — при ориентировочном сроке службы более 100 лет;
2-я степень — при сроке службы от 50 до 100 лет;
3-я степень — при сроке службы от 20 до 50 лет.
Конструкции со сроком службы менее 20 лет считаются недолговечными и применяются только для временных сооружений.
Огнестойкость здания зависит от противопожарных свойств основных конструкций. Такими свойствами являются:
а) степень возгораемости;
б) предел огнестойкости.
По степени возгораемости все строительные конструкции подразделяются на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые — в зависимости от того, из какого материала они изготовлены. Несгораемыми называются конструкции, выполненные из несгораемых материалов.
Трудносгораемыми — конструкции, выполненные из трудносгораемых, а также конструкции из сгораемых материалов, защищенные от огня штукатуркой или облицовкой из несгораемых материалов. Сгораемыми являются конструкции, выполненные из сгораемых материалов и не защищенные от огня.
Пределом огнестойкости считается время (в часах или долях часа), в течение которого конструкция может сопротивляться действию огня до потери несущей способности и устойчивости, или до образования сквозных трещин, или когда на противоположной от огня поверхности температура достигает 150° С.
Предел огнестойкости зависит от характера конструкции, размеров поперечного сечения и других факторов. Группы возгораемости и пределы огнестойкости строительных конструкций устанавливаются противопожарными нормами.
Эти же нормы устанавливают степень огнестойкости зданий в зависимости от группы возгораемости и предела огнестойкости их основных конструкций.
Установлено пять степеней огнестойкости зданий. К 1-й и 2-й степеням относятся каменные здания, имеющие основные конструкции с разными пределами огнестойкости; к 3-й степени - каменные здания с несгораемыми и трудносгораемыми конструкциями; к 4-й — деревянные здания, защищенные от возгорания штукатуркой; к 5-й степени огнестойкости — деревянные неоштукатуренные здания.