I.1.3. Основные части и конструктивные элементы зданий

Курс лекций

РАЗДЕЛ I: ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Тема I.1. Общие сведения о зданиях и сооружениях.

I.1.1. Классификация зданий по основным признакам

I.1.2. Требования, предъявляемые к зданиям .

I.1.3. Основные части и конструктивные элементы зданий.

I.1.1. Здания – это наземные постройки, имеющие внутреннее пространство и предназначенное для удовлетворения тех или иных потребностей человека (жилые дома, школы, театры, заводы).

Инженерные сооружения – это наземные а так же подземные, подводные и отдельные специальные (мосты, мачты, резервуары, плотины, станции метро и др.) объекты, не имеющие внутреннего пространства,

По своему назначению здания делят на:

- гражданские

- промышленные

- сельскохозяйственные

Гражданские здания: -жилые (жилые дома, гостиницы, общежития);

-общественные (школы, магазины, театры, спортивные комплексы)

Промышленные: - производственные (в которых осуществляется производство какого-либо вида продукции);

- обслуживающие(склады, транспортные боксы и пр.);

- вспомогательные(котельные, трансформаторные, насосные, и пр.);

- административно-общественные(заводоуправление, столовые, клубы, спортзалы, поликлиники, лаборатории и пр).

По характеру выполняемых в них процессов такое деление является условным. Например, здание насосной, рассматриваемое отдельно, является производственным, а в комплексе предприятия его можно считать вспомогательным.

Сельскохозяйственные – деление то же, что и у промышленных. Сельскохозяйственные здания предназначены для обслуживания различных отраслей сельского хозяйства (животноводческие фермы, птицефермы, теплицы и др.)

Промышленные сооружения служат для хранения, перемещения и переработки сырья и материалов, полуфабрикатов.

 

 

 

Рис.1.1. Основные виды зданий: а - жилые; б - общественные;

в - промышленные и сельскохозяйственные.

 

Промышленные сооружения весьма разнообразны (резервуары для нефтепродуктов и воды, водонапорные башни, конструкции подземных сооружений, опоры и эстакады под технологические трубопроводы, газгольдеры, линии электропередач т.д.).

Следует отметить, что многоэтажные этажерки для размещения химического, нефтехимического и другого оборудования выполняются из конструкций многоэтажных зданий. Этажерки не единственные сооружения, которые строятся используя номенклатуру конструкций промышленных зданий.

Внутреннее пространство здания состоит из отдельных помещений.

Помещения – это огражденное со всех сторон единое пространство внутри здания. Помещения, полы которых находятся на одном уровне, образуют этаж.

Этажи (в зависимости от расположения) бывают: подвальные, цокольные, наземные и мансардные.

Подвальные – если заглубления более половины высоты помещения.

Цокольные - если заглубления менее половины высоты помещения.

Наземные этажи – это все этажи, уровень пола которых выше уровня земли вокруг здания.

Мансардный этаж – расположен в пределах чердака.

При определении этажности здания принимают во внимание только наземные этажи. Заглубленные этажи учитывают только в том случае, если уровень пола первого этажа превышает уровень земли на 2м и более.

По степени распространенности – различают здания массового строительства (жилые дома, магазины, школы, заводские цеха) и уникальные здания (театры, музеи, административные здания, областные и республиканские здания).

Все здания по своему народнохозяйственному значению и градостроительному положению делят на 4 класса. Класс здания устанавливается нормативными документами.

К зданиям I класса предъявляются повышенные требования долговечности, огнестойкости, комфортности, а к зданиям IV класса – самые минимальные требования. Такое деление необходимо, что бы выявить для них экономически целесообразные планировочные и конструктивные решения, материалы.

По материалу основных конструкций здания подразделяют на деревянные, каменные, железобетонные, металлические, композитные.

 

I.1.2.

Требования, предъявляемые к зданию

Функциональная целесообразность

Прочность

Архитектурная выразительность

Экономичность

 

Рис. 1.2. Основные требования к зданиям и сооружениям.

 

Функциональная целесообразность здания заключается в его полном соответствии своему назначению. Функциональной целесообразности должны подчиняться объемно-планировочные (состав и размеры помещений, их взаимосвязь) и конструктивные решения (конструктивная схема здания, материал основных конструкций, отделочные материалы).

В соответствии с функциональным назначением к отдельным помещениям предъявляют требования по обеспечению надлежащей освещенности, температуры и влажности, звукоизоляции и др., обеспечивающие нормальные условия эксплуатации,

называемые параметрами производственной среды.

Технические требования по обеспечению помещений вентиляцией, отоплением, водо- и газоснабжением, канализацией, лифтами, лестницами, а так же требования к отделке помещений можно объединить и считать требованиями к инженерному обеспечению и благоустройству здания.

Прочность – способность здания не разрушаться, вне зависимости от условий эксплуатации . Прочность здания обеспечивается прежде всего прочностью основных конструкций.

Понятие прочности очень “объемно”. Это:

- устойчивость – т.е. сопротивление сдвигу, опрокидыванию;

- жесткость – неизменяемость геометрических форм и размеров;

- долговечность – способность противостоять катастрофам, воздействию паров, мороза, жары, микроорганизмов.

Сегодня важно определить оптимальный срок службы здания, поскольку темпы производства постоянно ускоряются а требования к комфортности условий пребывания людей в зданиях повышаются и, когда здание морально устаревает, не успев «состарится» физически, оно перестает быть пригодным для тех производств или общественных процессов, удовлетворению которых оно было предназначено.

Различают три степени долговечности:

I – для зданий со сроком службы не менее 100 лет;

II – не менее 50 лет;

III – не менее 20 лет.

Степень долговечности определяется характеристиками основных конструкций здания, основных материалов, имеющих надлежащую огнестойкость, морозостойкость, влаго- и биостойкость, стойкость против коррозии.

Огнестойкость здания – зависит от прочностных характеристик основных строительных и отделочных материалов.

Предел огнестойкости –это время, прошедшее от начала возгорания до потери несущей способности и устойчивости, или до образования сквозных трещин или до опасного повышения температуры (выражается в часах).

Таким образом, предел огнестойкости – время, в течении которого конструкция не теряет своих эксплуатационных качеств и продолжает быть преградой для распространения огня.

Пример: кирпичная стена δ = 380мм = 11ч,

деревянная стена отштукатуренная с двух сторон – 0,5ч,

металлическая незащищенная конструкция - 0,25ч.

Архитектурная выразительность – это красота в архитектуре , ориентирующая на создание прочного, удобного и эстетически привлекательного облика здания.

Экономичность строительства – одно из важных требований, возрастает с увеличением масштабов строительства и характеризуется такими показателями, как стоимость 1кв.м площади, 1куб.м объема здания, единицы выпускаемой продукции и пр.

 

I.1.3. . Здание состоит из отдельных взаимосвязанных между собой частей, имеющих определенное назначение.(рис.1.3) Эти части подразделяются на три основные группы.

- объемно-планировочные элементы – крупные части, на которые делится весь объем здания (этаж, лестничная клетка, веранда, чердак, мансарда и т.д.).

 

 

Рис.1.3. Объёмно-планировочные и конструктивные элементы здания:

I - чердак; I I - лестничная клетка; I I I - подвал; IV - этаж;

1 - крыльцо; 2 - дверь; 3 - окно; 4 - стропила; 5 - крыша; 6 - чердачное пере-

крытие; 7 – наружная стена; 8 – междуэтажное перекрытие; 9 – отмостка;

10 – перегородка; 11 – перекрытие над подвалом; 12 – внутренняя стена;

13 – фундамент; 14 – лестница.

 

- конструктивные элементы – отдельные части здания, которые определяют структуру здания, составляют его скелет (фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия, лестницы и др.).

- строительные изделия – сравнительно мелкие элементы, из которых слагаются конструктивные элементы (стены выкладываются из отдельных кирпичей, лестницы -

из ступеней и косоуров, перекрытия – из отдельных плит и балок и т.д.).

По назначению – все конструктивные элементы здания подразделяются на несущие и ограждающие.

Несущие – воспринимают все нагрузки, возникающие в здании или действующие на здание.

Ограждающие – определяют помещения от внешнего пространства и одно помещение от другого.

В ряде случаев конструктивные элементы выполняют и несущую и ограждающую функции одновременно.

Фундаменты – это нижние подземные части здания, которые воспринимают на себя всю нагрузку от здания и действующих на него сил (ветер, снег, и т.д.) и распределяют эту нагрузку на грунт.

Стены – вертикальное ограждение конструкции. Бывают наружные и внутренние, несущие, самонесущие и ненесущие (навесные).

Несущие стены – воспринимают нагрузку от перекрытий и крыши здания и передают их с собственным весом на фундамент.

Самонесущие стены – тоже опираются на фундамент, но передают ему лишь собственный вес, т.к. являются только ограждающими конструкциями и не воспринимают нагрузок от перекрытий и крыши.

Навесные стены – только ограждающие конструкции, но опираются не на фундамент, а на колонны или перекрытия с помощью специальных конструктивных деталей.

Отдельные опоры (колонны, стойки, столбы) – вертикальные несущие элементы, воспринимающие нагрузку от перекрытий и других элементов здания и передающих эту нагрузку в месте с собственным весом на фундамент.

Перекрытия – горизонтальные ограждения, разделяющее внутреннее пространство здания на отдельные этажи. Они являются несущими конструкциями, вос- принимающими всю полезную нагрузку (массу людей, оборудования, мебели) и передающи-

Перекрытия, разделяющие наземные этажи, называют междуэтажными.

Перекрытие между первым этажом и подвалом – подвальное, а между верхним этажом и чердаком – чердачное.

Крыша – конструкция, защищающая здание от атмосферных осадков. Крыша состоит из водонепроницаемой оболочки – кровли и поддерживающих ее несущих конструкций.

При отсутствии чердака верхнее перекрытие называют совмещенным покрытием.

Лестница – конструкция, которая служит средством сообщения между этажами.

Перегородки – вертикальные ограждающие конструкции, отделяющие одно помещение от другого.

Основные несущие конструкции здания, а именно фундаменты, стены, отдельные опоры и перекрытия воспринимая и передавая друг другу нагрузки, действующие внутри здания, включаются в совместную работу и составляют единственную пространственную и конструктивную систему, которая получила название несущий остов здания.

Тема I.2. Объемно-планировочная и конструктивная организация зданий.

I.2.2. Конструктивные схемы зданий. I.2.3. Типизация, унификация, модульная координация зданий.  

Тема I.3. Особенности объемно-планировочной и конструктивной

Организации промышленных зданий.

зданиям. I.3.2. Каркасы одноэтажных промышленных зданий. Типы, основ- ные элементы.

Контрольные вопросы по темам.

Тема I.1. Общие сведения о зданиях и сооружениях.

I.1.1. Классификация зданий по основным признакам.

I.1.2. Требования, предъявляемые к зданиям .

I.1.3. Основные части и конструктивные элементы зданий.

1. Что такое здание, каковы основные классификационные признаки зданий и сооружений?

2. На какие виды делятся здания в зависимости от назначения?

3. На какие классы делятся здания по народнохозяйственному и градостроительному значению?

4. Что означает понятие прочность, как одно из основных требований к зданиям?

5. Что такое предел огнестойкости здания, чем характеризуется?

6. Какие компоненты включает в себя несущий остов здания?

7. Какие основные части и конструктивные элементы входят в состав здания?

Тема I.2. Объемно-планировочная и конструктивная организация зданий.

I.2.2. Конструктивные схемы зданий. I.2.3. Типизация, унификация, модульная координация зданий. 1. Что такое строительные системы и каковы их отличительные признаки?

Тема I.3. Особенности объемно-планировочной и конструктивной

Организации промышленных зданий.

зданиям. I.3.2. Каркасы одноэтажных промышленных зданий. Типы, основ- ные элементы.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Тема 1. Типологические и конструктивные характеристики основных

Частей и элементов здания.

Вопросы.1. Фундаменты: ленточные; столбчатые; сплошные; свайные. 2. Стены из мелкоразмерных элементов: кирпичные; из керамиче- ких блоков; из мелких блоков.

Тема 2. Особенности проектирования и конструирования полносборных

Зданий из крупных элементов.

Вопросы.1. Здания из крупных блоков: конструктивные схемы; разрезка стен; стыки и сопряжения стен и перекрытий. 2. Бескаркасные крупнопанельные здания: типы панелей стен и

Тема 3. Особенности проектирования и конструирования одноэтажных

Каркасных промышленных зданий.

Вопросы.1. Правила привязки конструктивных элементов одноэтажных производственных зданий к модульным осям. 2. Подбор элементов железобетонного каркаса одноэтажного про -

Контрольные вопросы по темам.

Тема I. Общие сведения о зданиях и сооружениях.

I.1. Классификация зданий по основным признакам.

I.2. Требования, предъявляемые к зданиям .

I.3. Основные части и конструктивные элементы зданий.

1. Что такое здание, каковы основные классификационные признаки зданий и сооружений?

2. На какие виды делятся здания в зависимости от назначения?

3. На какие классы делятся здания по народнохозяйственному и градостроительному значению?

4. Что означает понятие прочность, как одно из основных требований к зданиям?

5. Что такое предел огнестойкости здания, чем характеризуется?

6. Какие компоненты включает в себя несущий остов здания?

7. Какие основные части и конструктивные элементы входят в состав здания?

Тема 2. Объемно-планировочная и конструктивная организация зданий.

2.2. Конструктивные схемы зданий. 2.3. Типизация, унификация, модульная координация зданий. 1. Что такое строительные системы и каковы их отличительные признаки?

Тема 3. Особенности объемно-планировочной и конструктивной

Организации промышленных зданий.

зданиям. 3.2. Каркасы одноэтажных промышленных зданий. Типы, основ- ные элементы.