Особенности малоэтажного строительства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Малоэтажные жилые здания

1.1 Общие сведения

1.2 Фундаменты малоэтажных жилых зданий

1.3 Остовы малоэтажных зданий со стенами из каменных материалов

1.4 Несущие остовы из дерева

1.5 Остовы с применением металла и пластмасс

1.6 Перекрытия и полы

1.7 Крыши и кровли

1.8 Элементы малоэтажного строительства

2. Одноэтажные производственные и гражданские здания

2.1 Общие сведения

2.2 Несущие остовы одноэтажных зданий с применением плоскостных и пространственных конструкций покрытий

2.3 Элементы несущего остова

2.4 Безраспорные плоскостные конструкции

2.5 Распорные плоскостные конструкции

2.6 Перекрестные системы

2.7 Висячие системы

2.8 Пневматические и тентовые покрытия

2.9 Элементы одноэтажных зданий



Введение

Здания - это наземные сооружения, имеющие внутреннее пространство, предназначенное для проживания, труда, удовлетворение тех или иных потребностей человека и общества (жилые дома, производственные корпуса, клубы, больницы и т.п.). Следует отличать здания от инженерных сооружений (мостов, эстакад, тоннелей), к которым они не относятся. Внутреннее пространство зданий чаще всего расчленено на отдельные помещения - часть внутреннего объема здания, огражденная со всех сторон. Совокупность всех таких помещений, полы которых расположены на одном уровне, образуют этаж здания. Отдельные этажи имеют определенное название:

- подвал - этаж, заглубленный в землю.

- цоколь - этаж, уровень пола которого заглублен от уровня тротуара или отмостки не более чем на половину высоты помещения.

- надземный - этаж (первый, второй, третий), расположенный над уровнем земли.

- чердак - этаж, расположенный между крышей и перекрытием над последним этажом здания.

- мансарда - этаж, выгороженный внутри чердачного пространства, образованного скатной крышей и предназначенного для размещения жилых или подсобных отапливаемых помещений.

- технический - этаж, который может располагаться в любой части здания, предназначенный для размещения инженерного оборудования и прокладки коммуникаций.

Материальную оболочку здания составляют взаимосвязанные конструктивные элементы, каждый из которых имеет свое назначение: стены, фундаменты, крыши и т.п. Конструктивные элементы подразделяют на несущие и ограждающие, в зависимости от нагрузок и воздействий, которым подвержено здание. Воздействия в свою очередь подразделяются на силовые и не силовые. К силовым относятся: нагрузки от собственной массы частей здания, людей, оборудования, мебели, снега, ветра и т.п. Воздействия не силового характера: атмосферные осадки, потоки тепла и влаги, влажность, шум и вибрация. Назначение несущих конструкций заключается в восприятии всех видов нагрузок и воздействий силового характера, а назначение ограждающих - изолировать пространство зданий от внешней среды, разделять это пространство на отдельные помещения, а также защищать эти помещения от не силовых нагрузок. Примеры несущих конструкций: фундаменты, колонны, балки; ограждающих: перегородки, кровли, окна, двери. Многие конструктивные элементы могут совмещать в себе несущие и ограждающие функции.

По назначению здания подразделяются на две большие группы: гражданские и производственные. Гражданские предназначаются для проживания и обеспечения бытовых, общественных и культурных потребностей человека. Производственные - для обеспечения условий нормального производственного процесса, для защиты оборудования и работающих за этим оборудованием людей. Гражданские здания подразделяются на жилые и общественные, а производственными являются основные и вспомогательные здания промышленных предприятий, агроиндустриальных комплексов и т.п.

Особенностью гражданских зданий является большое количество отдельных помещений небольшой площади. Особенность производственных зданий, резко отличающая их от жилых, наличие крупных общих помещений, не разграниченных перегородками и иногда достигающих размеров нескольких гектаров.

Важным видом классификации зданий является классификация по этажности.

Так, в жилищном строительстве принято группировать жилые здания по числу этажей: малоэтажные (1-3 этажа), средней этажности (до 5 этажей), многоэтажные (6 и более этажей), повышенной этажности (10-25 этажей), высотные. А в общественных зданиях предложен другой признак - высота зданий: до 30м - здания повышенной этажности, до 50м - здания I категории многоэтажных, до 75м - II категории, до 100м - III категории, выше 100м - высотные. В промышленном строительстве учитываются типологические особенности: принято считать, что двухэтажные многопролетные здания имеют свою специфику, в связи с чем их выделяют в отдельную группу, а сами здания подразделяют на: одно-, двух-, многоэтажные.

Мы рассмотрим особенности строительства малоэтажных зданий, основываясь на «Архитектурных конструкциях» под редакцией З.А. Казбек-Казиева.



1. Малоэтажные жилые здания

1.1 Общие сведения

Малоэтажные жилые здания обычно строят в сельской местности и в зонах рабочих поселков высотой 1-3 этажа. Основную группу таких зданий составляют одноквартирные и двухквартирные дома усадебного типа, в надземной части которых располагают не более двух этажей, а в подземной - один подвальный или цокольный этаж.

В состав малоэтажного жилого дома входят следующие основные элементы:

- фундамент (подземные конструктивные элементы зданий, воспринимающие все нагрузки от вышерасположенных вертикальных элементов несущего остова и передающие эти нагрузки на основание).

- стены (наружные и внутренние конструктивные элементы, которые одновременно выполняют как несущие так и ограждающие функции).

- перегородки (вертикальные ограждающие конструкции, отделяющие одно помещение от другого и опирающиеся на междуэтажные перекрытия или на пол первых этажей).

- перекрытия (горизонтальные конструкции, разделяющие здание на этажи, нижняя поверхность которых называется потолком).

- крыша (верхняя конструкция, отделяющая помещения здания от внешней среды и защищающая их от атмосферных осадков и других внешних воздействий).

В совокупности данные элементы составляют остов здания. Система остова состоит из взаимосвязанных несущих и загружающих частей. Так, в одноэтажном здании несущие элементы чердачного перекрытия (балки) должны воспринимать нагрузку от собственной массы, массы материалов ограждения и массы предметов, которые могут оказаться на чердаке в процессе эксплуатации здания (полезная нагрузка) и передать ее на стены. По отношению к стенам чердачное перекрытие является загружающей частью остова, а стена - его несущей частью. Одновременно для несущих элементов чердачного перекрытия масса ограждения (утеплитель и др.) и полезная нагрузка являются тоже загружением. В свою очередь стены воспринимают нагрузку перекрытия чердака, крыши и собственной массы, передают ее на фундаменты, которые с собственной массой передают все воспринятое на основание. Все эти элементы должны удовлетворять требованиям прочности и жесткости, а к вертикальным элементам еще прибавляется требование устойчивости.

Расположение вертикальных несущих элементов надземной части малоэтажного жилого дома определяет систему его остова. Существуют дома с системами стенового остова, остова с перекрестными несущими стенами и коробчатого остова. Все системы несущего остова малоэтажных жилых зданий имеют коробчатую структуру, геометрическую неизменяемость и надежность работы которой обеспечивает взаимосвязь стен с фундаментами и перекрытиями при соблюдении определенных пропорций в размерах элементов.

1.2 Фундаменты малоэтажных жилых зданий

Фундамент является основным конструктивным элементом несущего остова здания, принимающим на себя все нагрузки строения и передающим их на грунт. Материалоемкость фундамента в объеме малоэтажного жилого дома составляет 10-30%. Изготовляют фундаменты из таких строительных материалов, как естественный камень, бутобетон и красный кирпич, а также используют монолитный бетон и бетонные и железобетонные блоки. Плоскость нижней части фундамента называют подошвой, ее уширение - подушкой, а грунт под ней - основанием.

Различают следующие виды фундаментов малоэтажных жилых зданий:

1. Ленточные фундаменты в виде сплошных стенок устанавливают по всему контуру стен. Для их изготовления используют любые строительные материалы, кроме дерева.

2. Столбчатые фундаменты состоят из столбов и фундаментных балок, которые выставляют также по всему периметру стен. Они принимают нагрузку от стен и передают ее на столбы, которые устанавливаются в местах пересечения стен и в промежутках между ними, в зависимости от нагрузки здания и несущей способности грунта.

3. Фундаменты на коротких сваях исключают из процесса строительства операции по земляным работам. Короткие сваи забивают в грунт и они удерживаются там в основном за счет сил бокового сцепления с грунтом. Сваи располагают под стенами по аналогии со столбчатыми фундаментами, но с меньшим шагом, который устанавливается расчетами.

4. Фундаменты в виде сплошной железобетонной плиты под малоэтажные дома проектируют только в случаях строительства зданий на грунтах с неравномерной осадкой или вспучиванием и при высоком уровне стояния грунтовых вод. Плиту выполняют из монолитного тяжелого железобетона толщиной не менее 100мм.

Фундаменты малоэтажных зданий в первую очередь защищают от дождевых и талых вод. С этой целью по периметру наружных стен устраивают отмостку из асфальта, асфальтобетона или плоских камней на слое песка и с подстилкой жирной глины. Чтобы преградить доступ капиллярной влаги в помещения, на границе контакта фундамента со стенами устраивают гидроизоляцию. Ее выполняют из раствора цемента с водонепроницаемыми добавками, а располагают на определенном уровне от поверхности отмостки и пола. При этом боковую поверхность фундамента или стены, соприкасающуюся с грунтом пола, обмазывают горячим битумом от уровня гидроизоляции стен с фундаментом до верха подготовки пола.

1.3 Остовы малоэтажных зданий со стенами из каменных материалов

При проектировании малоэтажных домов обычно используют две схемы конструктивного решения наружных стен - сплошные стены из однородного материала и облегченные многослойные стены из материалов различной плотности. Для возведения внутренних стен используют только сплошную кладку. При проектировании наружных стен по схеме сплошной кладки предпочтение отдают менее плотным материалам.

Для изготовления стен таких домов используют искусственные и естественные мелкие камни. В строительстве применяют искусственные обжиговые камни (кирпич глиняный полнотелый, пустотелый, пористый и керамические блоки); безобжиговые камни (силикатный кирпич, пустотелые блоки из тяжелого бетона и блоки сплошные из легкого бетона); естественные мелкие камни - рваный бут, пиленые камни (туф, пемза, известняк). Стены выкладывают из камней с заполнением зазора между ними цементно-песчаным раствором. Кладка бывает двухрядной и многорядной.

Облегченные наружные стены проектируют двух типов: с утеплителем между двух стенок сплошной кладки и с облицовкой утеплителем стены сплошной кладки. В первом случае различают три основных конструктивных варианта стен - стены с горизонтальными выпусками анкерных камней, стены с вертикальными диафрагмами из камней (колодцевая кладка) и стены с горизонтальными диафрагмами. Первый вариант используется только в случаях применения в качестве утеплителя легкого бетона. Второй вариант приемлем для утеплителя в виде заливки из легкого бетона и укладки термо-вкладышей. Третий вариант используют при утеплителях из сыпучих материалов.

Для утепления каменных стен со стороны улицы применяют жесткий пенный утеплитель из легких бетонов или пеностекла в сочетании с прочной облицовкой. Для утепления стен с внутренней стороны используют полужесткий плитный утеплитель (минералвата), располагающийся вплотную к поверхности первых или с оставлением воздушной прослойки.

Наружная стена дома состоит из следующих основных элементов: цоколь, проемы, карниз или парапет. Внутренняя стена включает только элементы проемов.

Цоколь устраивают в нижней части стен высотой не менее 0,5м. Этот элемент предназначен для сохранения стен от разрушающего действия брызг и атмосферных осадков. Наружную поверхность цоколя выполняют из прочных и морозостойких материалов (хорошо обожженный красный кирпич, морозостойкий природный камень, например, гранит, керамическая плитка, морозостойкая штукатурка). Существуют три конструктивных решения цоколя каменных стен - утолщение нижней части стены, облицовка стены плиткой или набетонкой и цоколь в подрезку, т.е. тоньше стены. Первое решение применяют при выполнении этой части стены функций элемента фундамента из камней. Второе решение применяют для повышения долговечности нижней части кладки стены и третье - когда цоколь выполняют из сборных бетонных блоков или монолитного железобетона, с морозостойким лицевым слоем.

Проемы оконные и дверные в каменных стенах служат для крепления коробок окон и дверей. Часть стены между проемами называют простенком. Нижнюю часть дверного проема (порог) решают в зависимости от конструкции дверей, а оконных проемов (подоконники) - в зависимости от конструкции окон. В боковых и верхних притолоках наружных каменных стен по возможности устраивают четверти, которые необходимы для герметизации соединения оконных и дверных коробок со стенами. В качестве четверти служит выступ кирпича у наружной поверхности стены на 75мм или камня на 100мм. Во внутренних стенах притолоки делаются без четвертей. Проемы перекрывают перемычками, которые принимают на себя нагрузку от вышележащей кладки, от перекрытий и передают ее на простенки. Для возведения каменных стен малоэтажных зданий используют следующие конструктивные решения перемычек: клинчатые, арочные, сборные железобетонные, рядовые и армокаменные. Клинчатые и арочные перемычки используют только в тех случаях, когда это диктуется решением фасада, из-за трудоемкости их возведения. Чаще в строительстве используют сборные железобетонные перемычки. На фасаде с открытой кладкой они выделяются в виде горизонтальных бетонных полос. В их группе различают брусковые, брусковые усиленные и плитные.

Рядовые перемычки перекрывают проемы шириной до 2 м. При их изготовлении под нижний ряд камней укладывают арматуру из круглой или полосовой стали. Арматуру укладывают в слой цементно-песчаного раствора, а концы стенки заводят в простенки.

Армокаменные перемычки используют для перекрытия проемов шириной более 2 м. Они отличаются от рядовых тем, что армируются сварными каркасами. Арматурные каркасы закладывают в вертикальные швы кладки камней.

Конструктивные элементы верхней части наружной стены малоэтажного дома предназначены для защиты ее наружной поверхности от смачивания влагой атмосферных осадков. Эту часть стен проектируют по двум схемам - с выносом кровельной части за пределы плоскости стены (карниз) или с возвышением верхней части стены над уровнем крыши (парапет).

Карнизы проектируют трех типов - напуском рядов кладки, свесом специального элемента и свесом элемента крыши.

Парапеты проектируют двух типов - с устройством обратного стока и водосброса.

На каменные стены опирают различные элементы перекрытий. Деревянные балки часторебристых перекрытий опирают на наружные несущие стены в открытые гнезда, закрепляя их в стене Т-образным стальным анкером. Железобетонные балки часторебристых перекрытий опирают на каменную стену, заделывая опорные гнезда цементно-песчаным раствором.

Отделка фасадов каменных стен предназначена для повышения эстетического уровня жилых домов и предохранения поверхности стен от разрушающего влияния погоды. Отделку наружной поверхности стен из камней осуществляют четырьмя основными способами - расшивкой швов, оштукатуриванием, укладкой в наружном слое камней с повышенным качеством поверхности, облицовкой листовым материалом или плитками из более красивого и долговечного материала.

Простейшей отделкой каменных стен является расшивка швов. Швы на фасадах расшивают с заглаживанием обыкновенным или цветным раствором с приданием швам различного профиля.

Оштукатуривают обычно фасады стен с облегченной кладкой. Поверхность стены, предназначенной под оштукатуривание, выкладывают впустошовку, т.е. не заполняя швы на глубину до 15мм. Штукатурку наносят на поверхность стены набрызгом, поверхность штукатурки заглаживают или оставляют шероховатой. Раствор под штукатурку готовят на обычном цементе и песке и окрашивают фасадной краской.

Более долговечной и простой отделкой фасадов можно считать кладку стен с применением лицевых камней. С этой целью используют лицевой кирпич и лицевые керамические камни аналогичных размеров с камнями основной кладки, но отличающимися однотонностью и чистотой цвета, четкостью граней и большей морозостойкостью за счет использования высококачественных хорошо обожженных глин.

Листовым материалом облицовывают стены с наружным расположением слоя утеплителя или кладку из камней малой плотности. Для этого используют листы асбофанеры, гофрированного металла, различных атмосферостойких пластиков. Крепят листовой материал к поверхности стен с помощью стальных кляммер, пристреленных дюбелями, накладкой реек или по деревянным рейкам.

Аналогичные приемы используют при отделке внутренних стен.

1.4 Несущие остовы из дерева

Малоэтажные жилые здания, возводимые из дерева, относятся к IV классу. Это значит, что степень огнестойкости конструкций таких зданий не нормируется, срок их службы определен в 20-50лет, а этажность не должна превышать два этажа. Как правило, в строительстве используют хвойные породы; из них наибольшее применение получила сосна. Лиственные породы разделяют на ценные и малоценные. Дуб, бук и др. - ценные твердолиственные породы, обладающие хорошей стойкостью к загниванию и большой прочностью - используются в строительстве для изготовления крепежных мелких деталей и элементов отделки. Малоценные породы (береза, липа, осина и др.) идут на возведение малоответственных деталей, находящихся в зданиях в хорошо проветриваемых местах, а также на возведение временных сооружений (складов, сараев, навесов и т.п.).

Малоэтажные жилые здания со стенами из бревен являются традиционным типом русского национального жилища. При их возведении используется один и тот же конструктивный принцип: сруб из бревен. Для возведения здания по возможности подбирают бревна одной толщины и без внешних признаков повреждения. Они очищаются от коры и обстругиваются до нужных размеров. Конструктивной основой бревенчатого дома является сруб, собираемый из венцов, уложенных друг на друга. Венцом называется один ряд бревен, уложенных по периметру многоугольника и связанных между собой в углах врубками с разницей по высоте в полдерева. Последовательно уложенные друг на друга бревна сплачивают между собой деревянными шипами, которые вместе с врубками обеспечивают достаточную жесткость собираемого сруба. Для предотвращения продуваемости швы между бревнами заделывают конопаткой из пакли войлока или мха.

Существует достаточно много способов соединения венцов по углам. Чаще применяют два способа рубки углов: с остатком и без остатка.

Рубка угла с остатком («в чашу») - наиболее распространенный способ соединения бревен в венцы. Наличие остатка в срубе делает это соединение менее теплопроводным. Величина остатка принимается не менее 150мм, что позволяет избежать его скалывания при рубке. Такой длины остаток гарантирует, что атмосферная влага не дойдет до угла с торца бревна вдоль его волокон. Чаша предотвращает смещение бревна вдоль своей продольной оси. В поперечном направлении каждое бревно удерживается потайным шипом.

Рубка угла без остатка («в лапу») - более трудоемкий способ сплачивания бревен, но вместе с тем и более экономичный с точки зрения расхода древесины. Отсутствие остатка делает угол более теплопроводным и в большей степени подверженным атмосферному увлажнению. Чтобы избежать этого, угол снаружи рекомендуется обшивать досками. Концы, уложенные друг на друга, как бы заклиниваются, предотвращая смещение бревен в продольном и поперечном направлении. Обеспечивая надежность соединения.

Самой распространенной конструктивной системой жилых домов с рублеными стенами, является так называемая «пятистенка» - сруб, состоящий из четырех наружных и одной внутренней стены.

Наружная обшивка предохраняет сруб от дождя и снега. Она выполняется из строганных досок, располагаемых горизонтально или вертикально на прибитых к срубу брусьях. Внутреннюю обшивку выполняют из гипсовой сухой штукатурки, древесно-стружечных или древесно-волокнистых плит. Наиболее трудоемка обшивка «вагонкой» по рейкам. Окончательную отделку фасадов и интерьеров здания целесообразно проводить по истечении 1,5-2лет, когда завершится основная усадка сруба.

Цоколь выполняется из каменных материалов (кирпича, бетона, бута и др.). Для предотвращения доступа влаги и загнивания окладных венцов, на цоколе размещают гидроизоляционные слои (рубероид, толь) и сухую антисептированную прокладку из доски толщиной 40-50мм. По завершении отделки сруба перед окладным венцом и подкладной доской устраивается откос из цементного раствора, который покрывается отливом из доски или из полосы оцинкованной стали.

Существуют малоэтажные каркасные здания, стены которых представляют собой легкую решетку из деревянных вертикальных брусков и горизонтальных элементов - балок, обвязок, перемычек, которые придают жесткость каркасу. Пространство между стойками заполняют утеплителем (плитами и матами минеральной ваты), оставляя места для оконных или дверных проемов. Расстояние между стойками принимается равным 6м. Балки перекрытий над стойками каркаса располагаются с тем же шагом. Стойки выполняют высотой в один или два этажа. В одноэтажном здании получают так называемый платформенный вариант каркаса, в двухэтажном здании - разрезной каркас. Далее устраивают по рейкам наружную обшивку досками типа «вагонки», волнистых или плоских асбестоцементных листов, листов из стеклопластика или из легких сплавов, или оштукатуривают фасад с последующей окраской. Внутренняя обшивка может быть выполнена рейками или плитными материалами (сухая штукатурка, твердые древесно-волокнистые плиты и др.). Помещения могут быть оштукатурены под окраску. Устройство каркаса во внутренних несущих стенах не отличается от каркаса несущих наружных стен.

Также существуют малоэтажные здания из деревянных панелей и щитов, для возведения которых на заводах изготавливают плоскостные элементы панелей или щитов наружных и внутренних стен, перекрытий чердачных, междуэтажных и первого этажа. На строительной площадке по готовому нулевому циклу производят монтаж панелей глухих наружных стен, стен с заполненными на заводе оконными и дверными проемами, панелями внутренних стен с элементами инженерного оборудования и т.д. Конструктивной основой щита является рама из брусков, образующая обвязку по его периметру. Щиты устраиваются высотой в этаж и длиной до 1200мм. Они имеют дощатую или фанерную обшивку. Внутреннюю полость заполняют утеплителем (по аналогии со стенами с деревянным каркасом). Недостатком конструкции из щитов является значительное количество соединений.

1.5 Остовы с применением металла и пластмасс

Малоэтажные здания с применением металла и пластмасс используются ограниченно - преимущественно в мобильных сооружениях.

Малоэтажные здания из облегченных панелей. Панели, используемые в малоэтажном здании, по конструктивному оформлению их несущей части подразделяют на бескаркасные и с встроенным рамочным обрамлением. Панели имеют многослойную конструкцию типа «сэндвич». Наименьшее число слоев равно трем: две верхние защитные обшивки из листового материала и средний - утепляющий слой. Обшивка выполняется из алюминия, стали, стеклопластика, водостойкой фанеры и разнообразных плит. Для защиты стали от коррозии применяют водостойкие краски и цинкование. Обшивки из фанеры и плит покрывают водостойкими эмалями. Для устройства внутренней обшивки чаще всего используются эти же материалы; находят применение и гипсокартонные листы. Утепляющим слоем служат заливочные или плитные пенопласты. Плиты пола, как и панели несущих стен, монтируют на специальной раме из стали, которая является основанием всего блок-контейнера. Сопряжения между панелями блок-контейнера жесткие, обеспечивающие неизменяемость узлов, рассчитаны на герметизацию стыков с помощью упругих прокладок или заливочных композиций пенопластов.

Каркасно-панельные малоэтажные здания имеют несущий остов в виде жесткого, металлического, рамного каркаса с заполнением легкими панелями слоистой конструкции. Для каркасов обычно используют строительную сталь различных марок, а для облегчения конструкции - алюминий. Заполнение коробов каркаса пенопластом, вспучивающимся в элементах, придает им жесткость, увеличивает несущую способность и улучшает теплозащиту помещений. Ограждающие панели стен также являются многослойными, как в рассмотренном выше типе. Отличие состоит в снижении к ним требований прочности и жесткости. Для наружной обшивки панелей используют тонкие стальные или алюминиевые листы, стеклопластик, водостойкую фанеру или древесно-волокнистые плиты с пленочным водоотталкивающим покрытием. Внутренняя обшивка панелей чаще всего выполняется из древесно-волокнистой или древесно-стружечной плиты; находят применение и гипсокартонные листы. Утеплителями служат пенопласты различных марок, а также минеральная вата. Наличие несущего каркаса в блок-контейнерах определяет ряд существенных особенностей в проектировании и назначении размеров проемов. Соединения блок-контейнеров между собой осуществляется болтовыми стяжками. При этом зазор герметизируется прокладкой гернита и закрывается снаружи нащельниками.

Малоэтажные здания из объемных блоков. Под объемными блоками подразумеваются в отличие от уже рассмотренных блок-контейнеров такие элементы, выполняемые в металле или пластмассе, которые работают под нагрузкой как оболочковые системы. Они представляют собой пространственно жесткие скорлупы. Серийно выпускаемые объемные блоки системы ЦУБ выполнены в виде сварной круговой цилиндрической оболочки из листовой стали толщиной 2,0 мм. Диаметр цилиндра - 3,2 м, длина - 9,6 м. Жесткость оболочки обеспечивает стальной каркас, выполненный из гнутых тонкостенных профилей. Утеплителем служат плиты из полистирольного пенопласта. Торцовые стены представляют собой трехслойные панели типа «сэндвич» с наружной обшивкой из стального листа. Внутренняя обшивка выполнена из водостойкой фанеры и склеена пластиком. Готовый объемный блок представляет собой единую монолитную трехслойную конструкцию. Это два защитных слоя скорлуп из стеклопластика и средний слой из пенопласта, вспученного между ними. Пенопласт прочно связывает в одно целое обе скорлупы. Объемный блок не требует специальной влагозащиты, так как его наружный слой диффузно герметичен, а углы его целесообразно проектировать скругленными.

1.6 Перекрытия и полы

Малоэтажные жилые здания массового строительства по капитальности относятся к III-IV классам, соответственно долговечность конструкций перекрытий должна быть не ниже III степени, а их огнестойкость не ограничивается: перекрытия могут быть и сгораемыми, и трудносгораемыми и несгораемыми. Перекрытия ограждают (изолируют) внутренние помещения от внешних воздействий. Технические решения, обеспечивающие хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства перекрытий, различны. В качестве звуко- и теплоизоляционных материалов в малоэтажном строительстве применяют плитные и рыхлые материалы, такие как легкие или ячеистые бетоны, минеральная вата и др.; хорошими звукоизоляторами являются засыпки из песка или шлака. Для погашения звуков от ударов и трения (ходьба, передвижение мебели) применяются прокладки из упругих материалов (древесных плит). Прокладки укладывают на деревянные или железобетонные балки в местах опирания лаг или настила или на плиту перекрытия, пароизолировав их. Перекрытия бывают деревянные и железобетонные, балочные и плитные, сборные и монолитные. Простейшая конструкция междуэтажного перекрытия состоит из деревянных стандартных брусковых балок прямоугольного сечения, черепных брусков квадратного сечения, стандартного щитового наката, слоев толя и звукоизоляции, а также дощатого пола, укладываемого по лагам.

Конструкция пола состоит из ряда последовательно лежащих слоев. Покрытием пола (чистым) называется верхний слой пола, непосредственно подвергающийся износу и другим эксплуатационным воздействиям.

Покрытия полов подразделяются на полы из штучных материалов (досок, паркета, линолеума и др.) и сплошные (бетонные, асфальтовые и др.). Наименование пола устанавливают по наименованию его покрытия.

Прослойка - промежуточный соединительный (клеевой) слой, связывающий покрытие с нижележащим элементом пола (стяжкой) или перекрытием или же служащий для покрытия упругой постелью.

Стяжка - слой, служащий для выравнивания поверхности подстилающего слоя или основания и для придания покрытию требуемого уклона. Материалом для стяжки служат цементно-песчаный раствор, бетон, легкий бетон, асфальт, древесно-волокнистые плиты.

Основанием для пола являются перекрытие или слой грунта, воспринимающие все нагрузки, действующие на пол. Особого внимания заслуживают полы первых этажей. Их выполняют по трем схемам: полы по балкам, полы по лагам и полы на грунте.

Несущая конструкция пола первого этажа по балкам аналогична конструкции пола междуэтажного перекрытия. Отличием является место расположения пароизоляционного слоя, который располагается между дощатым полом и настилом. В полах по лагам (полы из досок, паркетные доски, щиты) лаги опирают на кирпичные или бетонные столбики, которые ставят на известковую подготовку, укладываемую на грунт. На столбики укладывают слой рубероида. Полы на грунте применяют в некоторых первых этажах. По грунту укладывается подстилающий слой (подготовка), служащий для распределения нагрузки от пола на основание. Подстилающий слой бывает: известково-песчаный, асфальтобетонный, шлаковый гравийный, бетонный. Под подготовкой устанавливают гидроизоляцию.

1.7 Крыши и кровли

Скатные крыши являются одной из разновидностей покрытий зданий, ограждающих их сверху от различных атмосферных воздействий. Они выполняются в виде одной или нескольких наклонных плоскостей - скатов, способствующих быстрому стечению дождевых и талых вод, и устраиваются над чердаком. Скаты состоят из верхнего водонепроницаемого ограждающего слоя - кровли и поддерживающих ее несущих элементов крыши - стропил и обрешетки, которые защищают ее от всех видов силовых воздействий - от снеговых нагрузок, ветра и собственной массы. Применение таких крыш в зданиях высотой более пяти этажей не рекомендуется. Покрытия с уклонами бывают пологими и плоскими. По количеству скатов разделяются на одно-, двух-, четырех- и многоскатные. Ребро двугранного угла, образуемого в вершине крыши двумя скатами, называется коньком. Треугольный скат крыши, расположенный в торце вытянутого в плане здания, называется вальмой, неполный торцовый скат - полувальмой.

Стропильными конструкциями (или просто стропилами) называют, совместно с обрешеткой, несущий остов крыши. Они подразделяются на наслонные и висячие.

Наслонные стропила применяют в тех случаях, когда в здании имеются два или несколько рядов вертикальных опор (стен или столбов), расстояния между которыми не превышают 5-8м. Основным элементом наслонных стропил являются наклонные одно-, двух- или многопролетные балки, распологаемые вдоль скатов (стропильные ноги), работающие на изгиб по балочной схеме. Помимо этих элементов наслонные стропила включают также систему прогонов, стоек, подкосов, лежней, поддерживающих стропильные ноги и передающих нагрузку на нижерасположенные стены или столбы.

Висячие стропила применяют в тех случаях, когда в здании внутренние опоры стены или столбы отсутствуют и вследствие значительного расстояния между наружными стенами устройство наслонных стропил с образованием скатов невозможно. В этих случаях пролет между наружными стенами перекрывают стропильными фермами, применение которых имеет целью одновременно решить два вопроса: при отсутствии внутренних вертикальных опор образовать одно-, двускатную крышу и при тех же условиях подвесить несущие конструкции чердачного перекрытия. Стропильной фермой называют такую несущую конструкцию, которая состоит из системы стержней, шарнирно соединенных своими концами. Места соединения называют узлами ферм. Стержни наружного контура образуют верхние и нижние пояса ферм. Расположенные внутри контура вертикальные стержни называются стойками (или подвесками), наклонные стержни подкосами (или раскосами). Все стержни совместно образуют решетку, вследствие чего фермы называют решетчатой конструкцией. Материал висячих стропил скатных крыш - в основном дерево в виде досок, брусьев, бревен. Растянутые элементы иногда выполняются из стальных стержней (фермы называют металлодеревянными). Редко применяются и металлические фермы.

Кровли выполняют изоляцию чердачного помещения от атмосферных осадков и ветра.

Металлическая кровля выполняется из оцинкованных или черных листов кровельной стали стандартных размеров: 510-710ммХ710-3000ммХ0,25-2мм. Листы соединяют между собой с помощью фальцев, которые бывают двух типов - стоячие и лежачие. Стоячие располагают вдоль скатов крыши, лежачие - поперек и в ендовах. Лежачие фальцы загибают в направлении стока воды; при небольших уклонах и в ендовах их делают двойными. Кровлю крепят к обрешетке кляммерами.

В массовом жилом строительстве наибольшее распространение получили кровли из асбестоцементных волнистых листов. Листы бывают нескольких типов из: обыкновенного профиля, усиленного, среднего и унифицированного профилей. Листы укладывают по обрешетке из брусков 50Х50мм (с шагом 370-525мм и более) с напусками: внахлестку поперек ската на 0,5 волны и вдоль ската. Крепление плит осуществляется оцинкованными шурупами или гвоздями с антикоррозионной шляпкой через отверстия, рассверленные в гребне волны.

Кровлю из плоских асбестоцементных листов устраивают по сплошной или разреженной обрешетке из досок толщиной 25мм. Одновременно применяют рядовые, краевые, фризовые и коньковые плитки. Их крепят к настилу гвоздями, а между собой с помощью кнопок и скоб. Такая кровля имеет ряд преимуществ - долговечность, небольшую массу, негорючесть.

Черепичные кровли наиболее долговечны. Благодаря большому разнообразию они позволяют получать богатую цветовую гамму и выразительность форм. Их недостаток - большой вес. В нашей стране наиболее распространены три вида: пазовая (штампованная и ленточная) и плоская ленточная. Штампованная имеет пазы и гребни по краям, обеспечивающие водонепроницаемость сопряжений, при напуске черепицы на черепицу вдоль одной из боковых сторон и верхней на нижнюю. Пазовая ленточная черепица имеет пазы только по краям, которые перекрывают только боковые швы. Плоская ленточная черепица Проше по своей конструкции, чем пазовая. С нижней стороны она имеет только один выступ - шип, которым цепляется за бруски обрешетки. Недостаток ленточной черепицы - ее вес.

Кровлю из естественного шифера выполняют так же, как кровлю из плоских асбестоцементных плит, прибивая гвоздями к обрешетке.

Кровлю из рулонных материалов в скатных крышах применяют в основном для хозяйственных построек. Их делают из рубероида.

Весьма декоративны кровли из бронированных рубероидных плиток, покрытых цветной минеральной крошкой, впрессованной в покровный битумный слой. Плитки пришивают широкошляпочными гвоздями к сплошной обрешетке, к которой предварительно пришит слой пергамина. Плитки пришиваются с напуском в два-три слоя.

Организованный наружный водоотвод обязателен для зданий в 3-5 этажей. Он осуществляется желобами, расположенными в нижней части кровли, и навесными водосточными трубами. Навесные желоба из кровельной стали подвешиваются на металлических крюках, которые крепятся к стропильным ногам или к кобылкам кровельной конструкции. Водосточные трубы крепят к стенкам стальными ухватами или хомутами, расположенными по вертикали с шагом 1,5м.

1.8 Элементы малоэтажного строительства

Верандой называется застекленное крытое неотапливаемое помещение, пристроенное к зданию или встроенное в него. Веранды устраивают в малоэтажных жилых домах, в зданиях пионерских лагерей, клубов, санаториев и т.п. По условиям эксплуатации веранды относят к летним помещениям, так же как и террасы, отличающиеся от веранд отсутствием остекления, а в остальном конструктивно схожих с ними. Веранды и террасы в жилых домах выполняют в виде легких каркасных пристроек балочно-стоечного типа. Остекление веранд - одинарное с открывающимися или раздвижными створками. В верандах обычно устраивают чердачные перекрытия, в террасах, обдуваемых воздухом, в чердачных перекрытиях нет необходимости. Площадка перед входом, на которую ведут три-четыре ступени, обычно ограждаемые навесом, поддерживающие его стойки и кронштейны, все вместе называются крыльцом.

В малоэтажных зданиях также устраивают входные тамбуры. Так называют проходное пространство (шлюз) между наружной и внутренней дверьми. Тамбуры устраивают как внутри помещений за наружной стеной, так и в виде пристроек к зданию. В первом случае его выгораживают перегородками или внутренними стенами. Во втором - ограждают глухими или остекленными наружными стенами, такими же, как стены здания. Глубина тамбура между дверьми не менее 1,2-1,4м.

Деревянные лестницы устраиваются на тетивах и косоурах. Тетивы бывают врезные и с прибоинами, на которые опираются и прибиваются проступи и подступенки. Лестницы на косоурах выполняют составными из двух досок, в одной из которых устроены ступенчатые вырезы - к ним прибиваются проступи и подступенки. В тетиве прибоины расположены ниже верхней грани доски, к которой они прибиты, а в косоуре - выше. Проступи кладут на вырезы косоуров, выпуская их за наружную грань косоура на 30-60мм. Ограждения лестниц выполняют также деревянными. Во внутриквартирных лестницах допускается устройство забежных ступеней и винтовых лестниц.

архитектурный конструкция малоэтажный здание



2. Одноэтажные производственные и гражданские здания

2.1 Общие сведения

В отличие от малоэтажных жилых, одноэтажные производственные и общественные здания, как правило, неизмеримо крупнее, капитальнее, их строительные решения разнообразнее и значительнее, а несущие конструкции часто представляют собой оригинальные инженерные сооружения. Их особенностью является их размеры в плане, которые могут достигать десятков и сотен метров и в длину, и в ширину. При образовании помещений такой большой площади, практически не разгороженных стенами и перегородками, весьма важным конструктивным элементом становятся покрытия, решение которых во многом определяют и архитектурный облик, и технические достоинства зданий. Наиболее характерным профилем одноэтажного производственного здания является многопролетный с устройством внутреннего отвода воды вдоль каждого ряда колонн (внутреннего водостока). Одной из особенностей одноэтажных зданий является возможность обеспечения внутреннего пространства в любом месте, не считая пристенного, освещенного окнами. Различают здания с естественным, искусственным и совмещенным (интегральным) освещением.

Другой особенностью одноэтажных производственных зданий является оснащение их подъемно-транспортным оборудованием, необходимым для перемещения деталей, грузов, монтажа. В зависимости от числа пролетов одноэтажные здания подразделяются на одно- и многопролетные, а также мелкопролетные, среднепролетные, большепролетные.

Одноэтажные производственные здания являются наиболее распространенным типом промышленного строительства. Учитывая это, строительство таких зданий ориентировано главным образом на массовое применение индустриальных изделий, на применение унифицированных и типизированных проектных решений. Важной особенностью производственных зданий является их принадлежность к отрасли.

Основным материалом каркасов и несущих элементов покрытий является сборный железобетон. Стальные конструкции используются обычно в виде ферм и прогонов, стальными выполняют колонны при большой высоте одноэтажного здания.

2.2 Несущие остовы одноэтажных зданий с применением плоскостных и пространственных конструкций покрытий

Для большинства плоскостных несущих конструкций покрытий одноэтажных зданий в качестве вертикальных опор используются колонны каркаса и редко стены. Наиболее распространены две системы каркасного остова. В первой балки, фермы и т.п. - так называемые стропильные конструкции - опираются непосредственно на колонны. Во второй - те же стропильные конструкции опираются на балки или фермы, расположенные вдоль здания. Эти балки или фермы, названные подстропильными, применяются при необходимости увеличения шага колонн. При этом все остальные конструктивные элементы здания (плиты и фермы покрытия, фонари и т.п.) не изменяются, в том числе и колонны крайних рядов. Конструктивные схемы обоих систем одинаковы: в направлении пролета колонны работают на восприятие усилий от всех вертикальных и горизонтальных нагрузок как стойки, защемленные в фундамент, шарнирно связанные со стропильными конструкциями, которые благодаря такой связи не участвуют в работе колонн на изгиб.

Особенности сечения колонн обеих систем: при изменении габаритов здания ширина их сечения в направлении шага не изменяется; в направлении же пролета высота сечения тем больше, чем выше здание и чем юольше пролет.

В одноэтажном здании распространены также системы несущего остова с опиранием конструкций покрытия по контуру (на три-четыре опоры по углам, на опоры по всем сторонам и т.п.). При таких конструктивных системах используются и связевые конструктивные схемы, и рамные, когда вертикальные опоры работают на восприятие всех видов нагрузок по обоим направлениям как стойки, защемленные в фундамент. Форма сечения таких опор - квадратная, круглая, многоугольная.

Несущей опорой шатровых плоскостных конструкций (арок, сводов) чаще всего служат фундаменты, реже пилоны.

2.3 Элементы несущего остова

Колонны. По расположению в плане подразделяются на колонны крайних и средних рядов. Различают также колонны для бескрановых и крановых зданий. Для бескрановых зданий высотой до 9,6м сборные колонны имеют постоянное сечение; при большей высоте сечение переменное. Для крановых зданий сечение всех колонн переменное, развитое в их подкрановой части. По материалу колонны подразделяют на железобетонные и стальные. Железобетонные, как правило, сборные; для высоких зданий они состоят из двух-трех элементов, соединяемых на месте строительства на сварке с помощью закладных частей. Металлические колонны применяют в основном для крановых (с кранами грузоподъемностью не ниже 20 т) и для высоких зданий.

Условия статической работы: колонны, защемленные в фундамент, работают на внецентренное сжатие; бескрановые - с малым эксцентриситетом; крановые - с большим. Для восприятия опорного момента, действующего в плоскости пролета, сечения колонн развивают в этом направлении. При увеличении высоты колонн растет величина опорного момента и по условиям оптимизации форма сечения колонн изменяется в такой последовательности: прямоугольная, двутавровая, двухветвевая - для железобетонных колонн; двутавровая, то же с развитыми полками, двухветвевая - для металлических. Для очень тяжелых кранов (свыше 100т) монтируют раздельные металлические колонны. Для кранов до 30т и для бескрановых зданий применяют также железобетонные центрифугированные колонны.

Размеры сечений прямоугольных железобетонных колонн изменяются следующим образом: сплошного сечения - 400Х400 до 500Х800мм; двутавровые - 400Х600 до 400Х800мм; двухветвевые - от 400Х1000 до 600Х2400мм. Короткие ригели двухветвевых колонн устанавливают через 1500-3000мм по высоте. Чем выше колонна, тем глубже ее заделка в фундамент, тем длиннее нижняя часть колонны.

Изменение сечений сплошных стальных колонн производится увеличением высоты стенки двутавра и формы их полок (широкополочные двутавры, сварные двутавры из листовой стали, уголки, швеллеры и т.п.). Изменение двухветвевых - увеличением высоты сечения и увеличений площади сечений каждой из ветвей, выполняемых из проката. Соединяющая их решетка может привариваться к ветвям колонн как внутри их, так и снаружи.

В отличие от железобетонных стальные колонны не заводятся в стакан фундаментов, и нет нужды в изменении их длины. Колонны крепятся к фундаментам стальными базами, состоящими из опорной плиты из стального листа и ребер жесткости. По мере увеличения опорного момента, для его восприятия целесообразно увеличить плечо внутренней пары сил, т.е. расстояние между опорными болтами. Для этой цели развивается длина опорного листа, устраиваются траверсы и т.п. Для двухветвевых колонн базу лучше делать общую, но можно и раздельную. Для защиты от коррозии подпольную часть колонн вместе с базой обетонивают.

Подкрановые балки предназначены для движения мостовых кранов по уложенным на них рельсам. Балки выполняют железобетонными и стальными. Форма их сечений тавровая или двутавровая с развитой верхней полкой. На опоре балки жестко закреплены с колонной по вертикали и горизонтали. Балки делают сплошного или сквозного сечения.

Вертикальные связи. Устанавливаются для обеспечения геометрической неизменяемости (пространственной жесткости) здания в продольном направлении. Связи выполняют из стальных прокатных или сварных профилей в виде раскосов, крестов, ферм и т.п. Их устанавливают вдоль каждого продольного ряда колонн раздельно для подкрановой части каркаса и для его надкрановой части (до верха колонн). Крепят болтами или монтажной сваркой.

Колонны фахверка. В одноэтажных зданиях помимо основного каркаса применяют и дополнительный - фахверк - каркас стен. Он устанавливается в плоскостях торцевых и продольных стен. Необходимость в фахверке диктуется большими расстояниями между стойками основного каркаса в продольных стенах, при их шаге свыше 6-9 м, а так же и в торцевых стенах. Он придает стенам устойчивость. Колонны фахверка устанавливаются на собственных фундаментах.

2.4 Безраспорные плоскостные конструкции

Балки и фермы представляют собой два основных вида безраспорных плоскостных конструкций.

Балки являются наиболее простыми несущими конструкциями и эффективно используются до достижения перекрываемого ими пролета определенной величины. Для железобетона этот предельный рациональный пролет составляет примерно 18 м, для металлических - 15 м, для деревянных - 12 м. Если пролет превышает указанные величины, целесообразно перейти на использование ферм. Хотя их изготовление несколько сложнее, чем изготовление балок, но зато фермы обладают меньшей массой, что существенно влияет на расход материалов как самих ферм, так и для опор и фундаментов, на которые они опираются. В то время как у балок материал распределен по всему их сечению, у ферм он сосредоточен только в верхнем и нижнем поясах, в стойках и раскосах, которые эти пояса соединяют. Поэтому в отличие от балок, работающих на изгиб целым своим сечением, все элементы решетки фермы работают только на сжатие и растяжение, т.е. материал используется полнее, чем у балки. Наиболее распространены железобетонные балки и фермы. Так же они бывают стальные, алюминиевые и деревянные.

2.5 Распорные плоскостные конструкции

К основным распорным конструкциям относятся рамы и арки (цилиндрические своды, опертые на фундаменты по всей длине, можно рассматривать как разновидность арки со значительно увеличенной шириной). Рамы могут быть разнообразного очертания как с одним пролетом, так и со многими. Чем сложнее рама, тем большему числу ограничительных условий она должна удовлетворять, например в отношении надежности фундаментов, распределения нагрузок и т.п. Поэтому чаще всего в строительстве применяются однопролетные рамы, а комбинируя их с балками, можно получить конструкции разнообразных очертаний с разным числом пролетов. Арки чаще всего проектируются кругового очертания, так как такие арки выполняются просто как в монолитном, так и в сборном варианте. Однако ось арки может быть очерчена и в виде других плавных кривых, например параболы и эллипса, а так же кривых, состоящих из отрезков окружностей разных радиусов.

Рамы и арки могут быть бесшарнирными с жесткой заделкой опор, двухшарнирными (с шарнирным опиранием на фундамент) и трехшарнирными, у которых помимо двух шарниров на опорах есть еще один, который обычно располагают посередине пролета.

Распорные конструкции требуют выполнения особого вида фундаментов, тем больше развитого во внешнюю сторону от пролетов, чем больше распор, который, как известно, увеличивается с увеличением числа шарниров и при уменьшении отношения высоты сечения конструкции к пролету. Все плоскостные распорные конструкции обладают достаточной жесткостью в своей плоскости.

Своды, которые можно рассматривать как разновидности арок большой ширины, в настоящее время изготавливаются преимущественно из железобетона, реже из бетона или камня. Наиболее простую конструкцию представляют собой гладкие цилиндрические своды, опирающиеся по всей длине своими нижними краями на фундаменты. Основными несущими элементами служат поперечные ребра, представляющие собой несущие арки, и подпольные ребра являющиеся связями.

Комбинируя между собой пересекающиеся цилиндрические поверхности, можно получить сомкнутый на квадратном или прямоугольном плане свод, многогранный купол, четырехгранный с горизонтальной вставкой, так называемый зеркальный свод, а также цилиндрический свод с врезкой цилиндров меньших размеров, называемый еще сводом с распалубками. Свод, образуемый пересечением двух цилиндров, открытый наружу, на квадратном плане, называется крестовым сводом, который в отличии от остальных сводов опирается на четыре стоящие отдельно фундамента.

2.6 Перекрестные системы

Перекрестные системы покрытий состоят из несущих линейных элементов, пересекающиеся в плане под углом 90° или 60°. При этом если конструкция состоит из несущих элементов, расположенных параллельно сторонам квадрата или прямоугольника, и составляет сетку из квадратных ячеек, то такая конструкция называется ортогональной, если под 45° - диагональной.

Наличие несущих пересекающихся элементов позволяет нагрузку на покрытие предавать на опоры не в одной вертикальной плоскости, как в плоскостных конструкциях, а сразу в двух или даже в трех вертикальных плоскостях. Это существенно уменьшает величину усилий и прогибов в такой конструкции, что позволяет уменьшить ее конструктивную высоту до - пролета в зависимости от нагрузок и формы в плане покрытия.

...