Учебник для ВУЗов

Проектно-сметное дело

>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

2.3. Основные конструктивные элементы зданий и сооружений и требования к ним

Любое здание или сооружение независимо от своего строения и назначения можно рассматривать как совокупность отдельных конструктивных элементов. Конструкция каждого элемента, его размеры и материал определяются на основе расчетов и технико-экономического сравнения. То или иное конструктивное решение принимают исходя из экономичности и требований, предъявляемых к элементам зданий и сооружений, и отражают в проектно-сметной документации. Расчет каждого элемента должен производиться максимально точно и предусматривать заданный запас прочности, так как разрушение какой-либо конструкции здания или сооружения может привести к разрушению всего строения.

К основным конструктивным элементам зданий и сооружений относят: каркас, фундаменты, стены, перекрытия, покрытие, кровлю. Все конструктивные элементы должны быть прочными, долговечными, экономичными, изготовляться индустриальными методами при минимальных затратах труда и времени.

Каркас представляет собой систему несущих элементов здания, которые воспринимают нагрузку от различных конструкций, оборудования и атмосферных осадков. Основу каркаса любого здания составляют поперечные рамы, которые состоят из стропильных ферм или балок и колонн, жестко закрепленных в фундаменте. Конструкция каркаса должна удовлетворять следующим требованиям:

• кономическим — возведение каркаса здания не должно требовать больших денежных затрат;
• эксплуатационным — размеры каркаса должны обеспечивать при строительстве удобство обслуживания различных механизмов, а также возможность вентиляции и освещения;
• производственно-монтажными каркас должен иметь простую форму, состоять из небольшого числа элементов, в конструкции каркаса должно быть как можно больше однотипных элементов.

Фундамент — подземная часть здания или сооружения, воспринимающая нагрузку от расположенных выше конструкций и элементов здания и передающая ее на грунт.

По виду применяемого материала фундаменты делятся на каменные (бутовые), чаще всего применяемые в сельскохозяйственном строительстве, бетонные, сборные бетонные, железобетонные и кирпичные. Для защиты фундамента и стен зданий и сооружений от воздействия влаги сооружают гидроизоляционный слой из водонепроницаемых битумных материалов.

Одной из основных характеристик любого фундамента является усадка, именно на основе этой характеристики выбирается тот или иной вид фундамента; кроме того, фундаменты должны обладать прочностью, долговечностью и морозостойкостью.

Фундаменты бывают мелкого и глубокого заложения. К фундаментам мелкого заложения можно отнести фундаменты:

• ленточные — в виде непрерывной бетонной ленты под всем периметром здания или сооружения;
• столбчатые — в виде отдельно стоящих столбов под стенами здания, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Такие фундаменты более выгодны, чем ленточные, поскольку требуют меньше материала и затрат на земляные работы.

К фундаментам глубокого заложения относятся свайные и фундаменты на опускных колодцах. Применение их целесообразно в слабых фунтах и при высоком уровне стояния воды.

Стены являются основными ограждающими конструктивными элементами здания, выполняющими зачастую и несущие функции.

Нижняя часть стены называется цоколем, а верхняя — карнизом.

В зависимости от конструктивной схемы здания стены бывают:

• несущие, способные кроме собственной массы воспринимать нагрузку от перекрытий, кровли, ветра и т.д.;
• самонесущие, способные воспринимать нагрузку от собственной массы стен всех этажей здания и ветровую нагрузку;
• ненесушие, или навесные, воспринимающие нагрузку от собственной массы и ветра в пределах одного этажа высотой не более 6 м.

В зависимости от назначения и конструктивных особенностей здания стены могут быть: деревянные, каменные, сборные крупнопанельные или крупноблочные, внутренние и наружные. Стены производственных зданий могут сооружаться из кирпича, керамзитобетонных или асбестоцементных изделий.

Наружные каменные стены отапливаемых помещений проектируют толщиной от 250 до 500 мм; они должны удовлетворять требованиям прочности, теплоизоляции и звукоизоляции, морозостойкости, атмосфероустойчивости, а также архитектурной выразительности.

Внутренние стены должны отвечать требованиям прочности и звуко- и теплоизоляции. Конструкции и материалы стен должны быть максимально индустриальными и отвечать требованиям огнестойкости, чтобы избежать обрушения конструкции всего здания или сооружения при пожаре или в других чрезвычайных ситуациях, сопровождающихся воспламенением веществ.

Перекрытие представляет собой горизонтальную ограждающую конструкцию, которая служит для разделения здания на этажи и обеспечивает его пространственную жесткость, воспринимая как вертикальные нагрузки отлюдей, оборудования, материалов, находящихся в помещении, так и горизонтальные ветровые нагрузки, передающиеся от стен зданий. Перекрытия подразделяются на подвальные, межэтажные и чердачные. Они состоят из несущей части, в роли которой выступают балки или плиты, и изолирующего слоя из тепло- и звукоизоляционного материала. В многоэтажных зданиях перекрытия выполняют из крупноразмерных плит, которые укладывают поверх балок или на полки ригелей. В промышленных зданиях применяют более экономичные по расходу материалов ребристые плиты. В малоэтажных зданиях могут сооружаться деревянные перекрытия, причем роль несущих элементов выполняют балки, изготовленные из брусьев или досок хвойных пород деревьев.

Покрытие — верхняя ограждающая часть здания, которая служит для защиты внутренних помещений от воздействия внешней среды и атмосферных осадков. Такое покрытие в жи-лищно-гражданском строительстве обычно называют совмещенной крышей или бесчердачным покрытием.

Покрытие должно отвечать изоляционным требованиям, обладать достаточной прочностью, пожарной безопасностью, долговечностью и рядом других общих для всех строительных конструкций свойств. В качестве несущих конструкций покрытий в гражданском строительстве могут применяться балки, фермы, рамы, а также крупные железобетонные многослойные панели, в промышленном строительстве — сборный железобетон, клееная древесина, дерево, металл облегченных профилей или элементы из металла и дерева. На несущие конструктивные элементы укладываются паро- и теплоизолирующие плиты, стяжка или выравнивающий слой кровли.

Кровля — конструктивный элемент здания, выполняющий роль ограждения верхнего покрытия или крыши. От материала кровли и качества проведения работ по ее сооружению во многом зависит долговечность, а также нормальная эксплуатация здания. В промышленном строительстве кровля выполняется из рулонного рубероида или асбестоцементных листов, в гражданском — из металлочерепицы и других современных материалов. Рулонные материалы наклеивают на выравнивающий слой покрытия с помощью горячих или холодных битумных мастик. При применении асбестоцементных материалов крышу покрывают слоем рубероида или пергамина, после чего укладывают асбестоцементные листы.

Полы являются одним из основных конструктивных элементов зданий и включают в свой состав шесть элементов:

• покрытие — верхний конструктивный элемент пола, который непосредственно подвергается эксплуатационному воздействию;
• прослойка — промежуточный слой, служащий основанием для покрытия;
• стяжка — специальный слой, образующий жесткую или плотную корку;
• гидроизоляционный слой - элемент пола, который не допускает проникания жидкостей из помещения через пол и грунтовых вод внутрь помещения;
• подготовка — элемент пола на грунте, который распределяет нагрузку по всему основанию; о теплоизоляционный слой — конструктивный элемент пола, который уменьшает его общую теплопроводность.

Полы должны быть прочными, не деформироваться под воздействием механических нагрузок и тепловых воздействий, не выделять пыли и не искрить при ударах, быть бесшумными и обеспечивать необходимую звукоизоляцию всего перекрытия, а также легко очищаться от загрязнений.

Лестницы в зависимости от их назначения разделяются на следующие типы: основные (главные), вспомогательные (служебные), аварийные, пожарные, чердачные, подвальные и цокольные.

Лестницы состоят из наклонных элементов — маршей и горизонтальных — лестничных площадок. Лестницы всех типов должны:

• иметь необходимую пропускную способность для своевременной эвакуации всех людей со всех этажей здания;
• отвечать современным требованиям противопожарной безопасности;
• иметь естественное освещение;
• быть достаточно прочными, чтобы выдержать перемещение по ним людей и грузов;
• иметь удобные выходы.

Лестницы изготовляют из различных материалов — железобетона, стали, дерева.

При проектировании здания или сооружения необходимо использовать как можно больше типизированных и унифицированных элементов, поскольку такие элементы будут наиболее индустриальными и их применение существенно сократит сроки разработки и объем проектно-сметной документации.