Архитектурно-строительное проектирование общественных зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В общем объеме жилищно-гражданского строительства общественные здания составляют значительную часть, затраты на них доходят до 50 % от общих градостроительных затрат на селитебную территорию. Общественные здания относятся к сфере обслуживания и их внутренняя среда служит для различных жизненных процессов: воспитания и образования, общественного обслуживания, культуры, спорта и т. д. Все эти социальные и биологические процессы требуют соответствующих условий для реализации. Успешному функционированию внутренней среды зданий способствуют их особенная пространственная организация и проведение специальных мероприятий по защите жизненного пространства и самого человека от неблагоприятного воздействия климата. Архитектура пространственно организует бытовые и трудовые процессы людей, поэтому основным и первичным качеством зданий является их соответствие той функции, той деятельности, для которой они предназначены. Функциональные характеристики здания многообразны не только потому, что отражают сложность и разнообразные потребности человека и общества, природные особенности местности и уровень научно-технического развития. Представления о соответствии здания своему назначению, его удобстве существенно меняются во времени, поэтому степень приспосабливаемости зданий к новым требованиям, их гибкость являются одним из важнейших функциональных качеств.

Общественные здания и их комплексы - это искусственная среда, в которой протекают один или несколько процессов общественной жизнедеятельности людей; это ограниченное строительными конструкциями пространство, предназначенное для кратковременного или длительного пребывания в нем людей и защиты их от воздействий природных факторов. Главным фактором и основой объемно-планировочного решения общественных зданий и сооружений является функциональное назначение, т. е. та общественная деятельность человека, ради которой строится здание. Любому процессу как единому циклу свойственны особенности, которые зависят от его функционально-технологического характера, количества участвующих в нем людей, необходимого благоустройства, оборудования, мебели и в целом от организации внутреннего пространства.

Проектирование общественного здания представляет собой многогранный творческий процесс на основе единых государственных норм и стандартов. Цель настоящего учебного пособия - помочь студенту усвоить совокупность знаний о взаимосвязи конструкции и архитектурной формы, в области проектирования сложных общественных зданий (комплексов) с учетом градостроительных принципов.

Пособие содержит основы проектирования общественных зданий и их конструктивные особенности, призвано научить студентов создавать выразительный, привлекательный вид общественного здания, используя при этом целесообразные современные инженерные конструкции.

Во время разработки проекта изучаются нормы проектирования общественных зданий, специальные санитарные и противопожарные требования, предъявляемые к ним. Кроме этого, осуществляется знакомство с особенностями инженерного оборудования общественных зданий.

В качестве задания на разработку курсового проекта предлагаются общественные здания различной тематики. Конкретное задание выдается ведущим преподавателем в начале семестра.



1. Общественные здания. Требования и классификация

К общественным зданиям относятся: школы, детские сады, ясли, больницы, магазины, театры, музеи, здания правительственных учреждений, дворцы культуры, спортивные сооружения и др.

По этажности гражданские и общественные здания различают в зависимости от расположения пола к тротуару или отмостке:

- этаж, пол которого расположен не ниже тротуара или отмостки, называют надземным этажом;

- этаж, пол которого расположен ниже тротуара или отмостки, но не более чем на половину высоты помещения, называют цокольным или полуподвальным;

- этаж, пол которого ниже тротуара или отмостки более чем на половину этажа, называют подвальным;

- этаж, встроенный в пространство чердака называют мансардным.

Основные требования, предъявляемые к зданиям:

- функциональная целесообразность (полное соответствие назначению здания);

- прочность;

- устойчивость;

- долговечность;

- огнестойкость (в Беларуси существует восемь степеней огнестойкости);

- эксплуатационные требования: создание условий труда и быта;

- экономичность (зависит от рационального выбора материалов и методов работ);

- архитектурно-художественные требования.



1.1 Классификация зданий по степени огнестойкости

Согласно СНБ 2.02.0-98 «Пожарно-техническая классификация зданий, строительных конструкций и материалов», установлены пожарно-технические показатели строительных конструкций и материалов. В этом документе приведены показатели по горючести, воспламеняемости, распространению пламени, токсичности, дымообразующей способности строительных материалов.

К сожалению, для некоторых зданий эти классы сложно установить, т.к. не все конкретные типы зданий перечислены в СНБ 2.02.01-98. Приходится пользоваться аналогиями. Вот общий класс функциональной пожарной опасности Ф1. Он относится к зданиям для постоянного проживания и временного (в том числе круглосуточного) пребывания людей. Точное название нашего объекта в СНБ 2.02.01-98 не прописано, но по аналогии относим его к этому классу. Очень часто возникает путаница с административными зданиями. Скажем, какой-нибудь городской бизнес-центр как административное здание относят к классу Ф5.4., а класс Ф5.4 - это административные и бытовые здания промышленных предприятий. К ним совершенно иные требования, а на упомянутый бизнес-центр распространяется СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения».

В настоящее время идет переработка всех нормативных документов.

В СНБ 2.02.01-98 здания также подразделяются по степеням огнестойкости. Раньше, по СНиП 2.01.02-85* «Противопожарные нормы», было пять основных степеней огнестойкости - I, II, III, IIIа, IIIб, IV, IVa, V. В СНБ 2.02.01-98 указано восемь степеней огнестойкости - I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII. Эти показатели изменились.

Степень огнестойкости здания - очень важный критерий. Его надо правильно выбирать. По возможности целесообразно выбирать более низкую степень, чтобы дальше иметь меньшие затраты на противопожарные мероприятия. По классам пожарной опасности различные здания и сооружения подразделяются следующим образом.

Ф1 Для постоянного проживания и временного (в том числе круглосуточного) пребывания людей (помещения в этих зданиях, как правило, используются круглосуточно, контингент людей в них может иметь различный возраст и физическое состояние, для этих зданий характерно наличие спальных помещений):

Ф1.1 Дошкольные учреждения, дома престарелых и инвалидов, больницы, спальные корпуса школ-интернатов и детских учреждений;

Ф1.2 Гостиницы, общежития, спальные корпуса санаториев и домов отдыха общего типа, кемпингов, мотелей и пансионатов;

Ф1.3 Многоквартирные жилые дома;

Ф1.4 Одноквартирные, в том числе блокированные жилые дома;

Ф2 Зрелищные и культурно-просветительные учреждения (основные помещения в этих зданиях характерны массовым пребыванием посетителей в определенные периоды времени):

Ф2.1 Театры, кинотеатры, концертные залы, клубы, цирки, спортивные сооружения с трибунами и другие учреждения с расчетным числом посадочных мест для посетителей в закрытых помещениях;

Ф2.2 Музеи, выставки, танцевальные залы и другие подобные учреждения в закрытых помещениях;

Ф2.3 Сооружения, указанные в Ф2.1, на открытом воздухе;

Ф2.4 Учреждения, указанные в Ф2.2, на открытом воздухе.

Ф3 Предприятия по обслуживанию населения (помещения этих предприятий характерны большей численностью посетителей, чем обслуживающего персонала):

Ф3.1 Предприятия торговли;

Ф3.2 Предприятия общественного питания;

Ф3.3 Вокзалы;

Ф3.4 Поликлиники и амбулатории;

Ф3.5 Помещения для посетителей предприятий бытового и коммунального обслуживания (почт, сберегательных касс, транспортных агентств, юридических консультаций, нотариальных контор, прачечных, ателье по пошиву и ремонту обуви и одежды, химической чистки, парикмахерских и других подобных, в том числе ритуальных и культовых учреждений) с нерасчетным числом посадочных мест для посетителей;

Ф3.6 Физкультурно-оздоровительные комплексы и спортивно-тренировочные учреждения без трибун для зрителей, бытовые помещения, бани.

Ф4 Учебные заведения, научные и проектные организации, учреждения управления (помещения в этих зданиях используются в течение суток некоторое время, в них находится, как правило, постоянный, привыкший к местным условиям контингент людей определенного возраста и физического состояния):

Ф4.1 Школы и внешкольные учебные заведения, средние специальные учебные заведения, профессионально-технические училища;

Ф4.2 Высшие учебные заведения, учреждения повышения квалификации;

Ф4.3 Учреждения органов управления, проектно-конструкторские организации, информационные и редакционно-издательские организации, научно-исследовательские организации, банки, конторы, офисы;

Ф4.4 Пожарные депо.

Ф5 Производственные и складские здания, сооружения и помещения (для помещений этого класса характерно наличие постоянного контингента работающих, в том числе круглосуточно):

Ф5.1 Производственные здания и сооружения, производственные и лабораторные помещения, мастерские;

Ф5.2 Складские здания и сооружения, стоянки для автомобилей без технического обслуживания и ремонта, книгохранилища, архивы, складские помещения;

Ф5.3 Сельскохозяйственные здания;

Ф5.4* Административные и бытовые здания предприятий.

Производственные и складские помещения, в том числе лаборатории и мастерские в зданиях классов Ф1, Ф2, Ф3 и Ф4, относятся к классу Ф5.

1.2 Классификация зданий по классу сложности

Согласно СТБ П 2331-2013 здания и сооружения относятся к пяти классам сложности.

Классификацию зданий и сооружений применяют для определения необходимости осуществления административных процедур, стадийности проектирования и строительства, определения состава проекта и необходимости выполнения специальных расчетов, проведения государственных экспертиз, процедур подтверждения соответствия, аттестации и аккредитации.

Основанием для принятия решения по отнесению объекта строительства к определенному классу сложности являются технические характеристики (высота, объем, площадь, вместимость, протяженность здания или сооружения и др.).

В качестве дополнительных критериев учитывают функциональное назначение зданий и сооружений объекта строительства, их технико-экономические характеристики, прогнозируемые экономические, социальные и (или) экологические последствия при аварии на объекте.

Объекты строительства, включающие комплекс зданий и сооружений различного функционального назначения, относят к классу сложности К-1.

К классам сложности К-2, К-3, К-4 и К-5 относят объекты строительства, которые по функциональному назначению или техническим характеристикам не могут быть отнесены к более высокому классу сложности.

Объекты первого класса сложности (К-1):

1) высотные здания;

2) большепролетные здания и сооружения с пролетами 100 м и более. Производственные здания и сооружения площадью более 20 000 кв. м и их комплексы (заводы, фабрики, комбинаты);

3) здания и сооружения, на которых используют, хранят и транспортируют взрывчатые и взрывоопасные продукты, высокотоксичные и сильнодействующие ядовитые вещества согласно Закону Республики Беларусь «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 10 января 2000 г. № 363-З (в ред. от 9 ноября 2009 г.);

4) монументальные сооружения (памятники, обелиски и т.п.), включенные в установленном порядке в Государственный список историко-культурных ценностей Республики Беларусь;

5) объекты, включенные в установленном порядке в Государственный список историко-культурных ценностей Республики Беларусь;

6) здания и сооружения атомной энергетики;

7) здания и сооружения тепловой энергетики мощностью 5 МВт и более;

8) метрополитены;

9) аэродромы и основные здания и сооружения аэропортов;

10) железные дороги и предприятия железнодорожного транспорта (вокзалы, пассажирские павильоны, станционные сооружения) на линиях I категории (по РД РБ 09150.15.003-2001 Категорирование объектов Белорусской железной дороги по финансово-эксплуатационным показателям);

11) мачты, башни и т. п. высотой 100 м и более;

12) дымовые трубы высотой более 200 м;

13) постоянные основные гидротехнические сооружения I, II и III классов и их комплексы (за исключением мелиоративных гидротехнических сооружений);

14) резервуары нефти, нефтепродуктов и сжиженного газа общей вместимостью 10 000 куб. м и более;

15) подземные хранилища нефти, нефтепродуктов и газа (за исключением автозаправочных станций);

16) магистральные трубопроводы нефти, газа и нефтепродуктов;

17) трубопроводы высокого давления;

18) большие мосты (по ТКП 45-3.03-232-2011 (02250) «Мосты и трубы. Строительные нормы проектирования», утвержденному приказом Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь от 22 апреля 2011 г. № 133 (далее - ТКП 45-3.03-232-2011);

19) линии электропередачи напряжением 330 кВ и выше;

20) основные производственные здания подстанций напряжением 500 кВ и выше;

21) опоры и фундаменты высотой 100 м и более специальных переходов воздушных линий электропередачи через инженерные сооружения и судоходные реки;

22) магистральные инженерные сети и сооружения подземных коммуникаций различного назначения;

23) объекты, для проектирования и строительства которых требуется разработка специальных технических условий в соответствии с ТКП 45-1.01-234-2011 (02250) «Система технического нормирования и стандартизации Республики Беларусь. Специальные технические условия в области архитектуры и строительства. Порядок разработки, построения, изложения, согласования и утверждения», утвержденных приказом Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь от 15 апреля 2011 г. № 119 (в ред. от 2 апреля 2013 г.).

Объекты второго класса сложности (К-2):

- здания повышенной этажности (высотой 30 м и более);

- здания с массовым пребыванием людей;

- большепролетные здания и сооружения с пролетами 36 м и более;

- производственные здания и сооружения площадью св. 10 000 до 20 000 мІ;

- здания и сооружения (их комплексы) по хранению и переработке зерна;

- объекты агропромышленного комплекса:

- животноводческие комплексы (по производству молока - на 800 и более коров; по производству говядины - на 6 000 и более скотомест);

- свиноводческие (54 000 и более свиней в год);

- птицеводческие (по содержанию кур несушек - 50 000 и более голов; по производству мяса - 412,5 т и более);

- тоннели;

- средние мосты (по ТКП 45-3.03-232-2011);

- мачты, башни и т.п. высотой менее 100 м;

- дымовые трубы высотой 200 м и менее;

- основные здания и сооружения подстанций напряжением от 35 до 220 кВ;

- линии электропередачи напряжением от 6 до 220 кВ;

- опоры и фундаменты высотой менее 100 м специальных переходов воздушных линий электропередачи через инженерные сооружения и судоходные реки;

- здания и сооружения тепловой энергетики мощностью менее 5 МВт;

- ветроэнергетические и гелиоэнергетические установки;

- автомобильные дороги категорий I-а, I-б, I-в и сооружения на них;

- автозаправочные станции;

- резервуары нефти, нефтепродуктов и сжиженного газа (расходные склады) в составе котельных, дизельных и других предприятий;

- резервуары нефти, нефтепродуктов и сжиженного газа общей вместимостью менее 10 000 мі.

Объекты третьего класса сложности (К-3):

- здания и сооружения различного назначения высотой менее 30 м (не относящиеся к классам К-1 и К-2);

- производственные здания и сооружения площадью от 5 000 до 10 000 мІ;

- объекты агропромышленного комплекса;

- животноводческие комплексы (по производству молока - менее 800 коров; по производству говядины - менее 6 000 скотомест);

- свиноводческие (менее 54 000 свиней в год);

- птицеводческие (по содержанию кур несушек - менее 50 000 голов; по производству мяса - менее 412,5 т);

- тепличные комбинаты и теплицы площадью более 12 га;

- автомобильные дороги, кроме категорий I-а, I-б, I-в, и сооружения на них;

- внеплощадочные и внутриплощадочные распределительные инженерные сети подземных коммуникаций.

Объекты четвертого класса сложности (К-4):

- здания и сооружения различного назначения высотой до 15 м (не относящиеся к классам К-1, К-2 и К-3);

- тепличные комбинаты площадью 1 га и более;

- одноэтажные бесподвальные гаражи боксового типа с выездами непосредственно наружу (вместимостью 100 автомобилей и более);

- открытые площадки и стоянки для автомобилей (вместимостью 100 автомобилей и более).

Объекты пятого класса сложности (К-5):

- здания и сооружения различного назначения высотой до 7 м (не относящиеся к классам К-1, К-2, К-3 и К-4);

- временные здания и сооружения;

- теплицы площадью до 1 га;

- сооружения сезонного и вспомогательного назначения (навесы, ограждения и т.п.);

- объекты торгового сезонного и вспомогательного назначения с использованием павильонов, киосков комплектного заводского изготовления торговой площадью до 50 мІ;

- мобильные (инвентарные) здания или сооружения;

- садовые домики, хозяйственные строения на приусадебных, садовых и дачных участках.

- временные линии электроснабжения и связи (включая опоры линий электропередачи, связи и наружного освещения);

- объекты агропромышленного комплекса - отдельно стоящие объекты подсобного и вспомогательного назначения;

- одноэтажные бесподвальные гаражи боксового типа с выездами непосредственно наружу (вместимостью менее 100 автомобилей);

- открытые площадки и стоянки для автомобилей (вместимостью менее 100 автомобилей);

- склады без процессов сортировки и упаковки площадью до 200 мІ;

- объекты агроэкотуризма первой и второй категорий (по ТКП 45-3.02-191-2010 (02250) «Здания и помещения организаций отдыха и туризма. Правила проектирования», утвержденному приказом Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь от 3 мая 2010 г. № 141).



2. Функциональные основы проектирования административных и общественных зданий

Общественные здания и их комплексы - это искусственная среда, в которой протекают один или несколько взаимно связанных процессов общественной деятельности людей. Главным фактором, основой объемно-планировочного решения общественных зданий и сооружений является функционально назначение, т.е. та общественная деятельность человека, ради которой строится здание.

Здания различают по нескольким классификационным признакам:

- функциональному назначению;

- повторяемости (уникальные и типовые);

- градостроительной роли (общегородские, районные, микрорайонные);

- этажности (мало и многоэтажные);

- вместимости и конструктивному решению.

Функциональное назначение играет определяющую роль в объемно-планировочном решении здания. По этому признаку общественные здания делятся на специализированные (однофункциональные) и универсальные (многофункциональные).

Специализированные здания имеют определенное, не изменяющееся в течение всего срока эксплуатации назначение: школа, музей, больница, театр и т.п. Согласно назначению специализированные здания делят на четырнадцать основных групп:

- здравоохранения, физической культуры и социального обеспечения;

- просвещения;

- культуры (библиотеки, музеи и др.);

- искусства (театры, цирки, студии, кинотеатры и др.);

- научных организаций;

- учреждений финансирования;

- организаций и управления;

- организаций административного управления и других общественных организаций;

- коммунального хозяйства;

- бытового обслуживания населения;

- торговли и общественного питания;

- предприятий связи;

- предприятий транспорта;

- организации и учреждений строительства.

Для каждого вида общественных зданий характерен свой функционально-технологический процесс. Эти процессы разделяются на общие и специфические. К общим процессам относятся различная общественная или трудовая деятельность людей, разнообразные виды общественного обслуживания. Эти процессы требуют обеспечения необходимого для них пространства, организации движения людских потоков, зрительного восприятия и видимости, создания светового и инсоляционного режимов, благоприятной воздушной среды. Специфические процессы присущи только одному определенному роду деятельности людей, например, лечебно-оздоровительной, учебно-воспитательной и т. п.

В каждом общественном здании имеются главный функционально-технологический процесс и второстепенные. Например, в школах главный процесс - учебные занятия, а второстепенные - общественное питание и административно-хозяйственная деятельность. В некоторых общественных зданиях могут сочетаться несколько главных процессов. Например, в столовых, кафе, ресторанах протекают два главных процесса: процесс приготовления пищи и процесс питания людей. Первый из них имеет производственный характер, второй связан с обслуживанием посетителей.

Функциональные процессы в универсальных общественных зданиях отличаются их изменяемостью в зависимости от функции использования помещений. Эти изменения достигаются путем трансформации помещений.

Один из принципов функциональной организации внутреннего пространства общественного здания заключается в выявлении взаимосвязей между отдельными помещениями (или их группами) при сохранении их четкого разграничения. Принцип развития связей между частями внутреннего пространства при сохранении их четкого разграничения в общественных зданиях осуществляется при помощи так называемой группировки помещений.

Группировка внутренних пространств влияет на композиционное решение общественного здания. Когда ядро композиции располагается по оси симметрии, а второстепенные помещения группируются вокруг него, формируется симметричная схема. Когда ядро композиции располагается внецентренно, а соподчиненные элементы свободно группируются по отношению к нему, создается асимметричная схема композиции.

Один и тот же функциональный процесс может иметь несколько рациональных схем организации внутреннего пространства или объемно-планировочных схем. Возможные сочетания пространств внутри здания можно свести к семи основным схемам: ячейковой, коридорной, анфиладной, зальной, центрической, павильонной и смешанной или комбинированной.

Ячейковая схема состоит из частей, в которых функциональные процессы проходят в небольших равновеликих пространственных ячейках (школьные, лечебные здания), которые могут иметь общую коммуникацию, связывающую их с внешней средой.

Коридорная схема состоит из сравнительно небольших ячеек, связанных общей горизонтальной коммуникацией - коридором. Ячейки при этом могут располагаться с одной или двух сторон коридора (административные здания, больницы).

Анфиладная схема представляет собой ряд помещений, расположенных друг за другом и объединенных между собой сквозным проходом (музеи, выставки).

Зальная схема основана на создании единого пространства для функций, требующих больших нерасчлененных площадей, вмещающих большие массы людей (крытые рынки, спортивные здания, выставочные павильоны).

Центрическая схема состоит из большого зального помещения, вокруг которого группируются мелкие помещения (зрелищные здания).

Павильонная схема построена на распределении помещений или их групп в отдельных объемах-павильонах, связанных между собой единым композиционным решением (генеральным планом), например, павильонный рынок.

Смешанные или комбинированные схемы создаются путем сочетания и совместного использования вышеперечисленных схем (клубы, Дома культуры и др.).

Перечисленные выше схемы группировки пространств внутри зданий являются основой при формировании различных композиционных схем общественных зданий: компактной, протяженной или расчлененной. Компактная композиционная схема включает зальную, центрическую и комбинированную схемы группировок помещений. Протяженная (линейная) схема композиции основана на коридорной и анфиладной группировке помещений. Расчлененная композиционная схема формируется по принципу павильонной системы.

2.1 Функциональное зонирование в общественных зданиях

При проектировании крупных общественных зданий целесообразно проводить функциональное зонирование, т.е. разбивку на зоны из однородных групп помещений, исходя из общности их функционального назначения и внутренних взаимосвязей. Функциональное зонирование вносит в архитектурно-планировочное решение определенную четкость.

Различают два вида функционального зонирования: горизонтальное и вертикальное. В первом случае все внутренние пространства располагаются, как правило, в горизонтальной плоскости и объединяются в основном горизонтальными коммуникациями: коридорами или галереями. Во втором - внутренние пространства располагаются по уровням и связываются между собой вертикальными коммуникациями: лестницами, лифтами, эскалаторами.

Организация общественного здания определяется расположением и взаимосвязью его ядра (самого главного по функции и размерам помещения) со структурными узлами или группами помещений по горизонтали (в плоскости этажа) и вертикали (между этажами).

К структурным узлам в общественных зданиях относятся:

- входные группы (тамбуры, вестибюли, гардеробы);

- группы основных помещений (залы различного назначения, классы, аудитории, кабинеты и т.п.);

- группы подсобных и вспомогательных помещений (санузлы, кладовые, вентиляционные и т.п.);

- горизонтальные коммуникации (коридоры, галереи, холлы, фойе);

- вертикальные коммуникации (лестницы, лифты, эскалаторы).

Входы в общественные здания бывают главные с гардеробными, служебные и вспомогательные. Главные входы включают комплекс помещений: вестибюль с тамбурами (иногда и аванвестибюль), гардеробные, а также ряд вспомогательных помещений (справочное бюро, различные киоски и т. п.), которые размещаются в непосредственной связи с вертикальными коммуникациями. Как правило, в зданиях устраивается один главный вход, но в крупных общественных зданиях большой вместимости устраивается несколько главных входов и вестибюлей. Так, в крытых стадионах имеется несколько главных входов и вестибюлей для каждого сектора зрителей и для спортсменов. В большинстве зданий входы выполняют и эвакуационные функции.

В вестибюле происходит формирование людских потоков и распределение их по коридорам, лестницам, пандусам, лифтовым узлам или эскалаторам. Планировка и архитектурно-пространственное решение вестибюля определяются назначением здания, его вместимостью и общей планировочной структурой. Площадь вестибюля (вместе с гардеробом) определяют исходя из вместимости здания и режима его работы.

Тамбуры - небольшие шлюзовые устройства, которыми оборудуются входы в здание и которые защищают вестибюли от попадания холодного воздуха в зимнее время. Они бывают двойными и тройными. Между тамбуром и вестибюлем может быть дополнительный вестибюль - аванвестибюль. Основным требованием к тамбуру является выбор необходимых размеров шлюза по глубине, способствующих удобному и полному закрыванию первой двери до начала открывания следующей. В связи с этим минимальная глубина шлюза равна ширине дверных полотен, увеличенной на 20 см. Минимальная ширина шлюза принимается равной ширине дверного проема, увеличенной с двух сторон на 15 см. По эвакуационным требованиям все двери тамбура должны открываться наружу.

Перед входом в здание оборудуется входная площадка, над которой, как правило, устраивается навес для защиты от осадков.

Гардеробные проектируются для верхней одежды из расчета площади на одно место 0,08 мІ при вешалках консольного типа и 0,1 мІ при обычных вешалках. Глубина гардеробных не должна быть более 6 м. Исключение составляют гардеробные школ и спортивных сооружений. Барьер для выдачи одежды должен иметь ширину 0,6-0,7 м. Длина барьера в зданиях с массовым режимом движения устанавливается из расчета 1 пог. м барьера на 30 мест; в зданиях с равномерным немассовым режимом движения - 60 мест на 1 пог. м барьера. Перед фронтом барьера предусматривается свободное пространство шириной не менее 3 м для размещения сдающих и получающих одежду. Гардеробные могут быть односторонние, двусторонние и островные.

Группа основных помещений делится на три подгруппы:

- первая подгруппа помещений ячейкового характера относительно небольшой площади (50-100мІ) и высоты (3,3-3,6 м) с боковым естественным освещением, с применением в основном сетки колонн 6Ч6 м и 6Ч3 м (школьные классы, больничные палаты и т. п.);

- вторая подгруппа помещений большой площади (более 200 мІ) и относительно небольшой высоты (3,3; 3,6; 4,2 м), функциональный процесс в которых допускает размещение колонн с применением унифицированной и укрупненной сетки колонн (6Ч6, 6Ч9, 9Ч9 и 12Ч12 м) с естественным или смешанным освещением (торговые залы универсамов и универмагов, проектные залы и т.п.);

- третья подгруппа зальных безопорных помещений, в которых по функциональным требованиям не допускается размещение колонн. Такие залы имеют большие площади (более 1000 мІ) и высоту (6-12 м и более) с большепролетными конструкциями покрытия, с применением бокового и естественного верхнего или искусственного освещения (спортивные залы, выставочные залы, торговые центры, крытые рынки, залы кинотеатров и театров и т. п.).

Группа подсобных и вспомогательных помещений делится на две подгруппы:

- небольшие помещения ячейкового типа (лаборантские, кладовые, санузлы и т.п.);

- помещения большой площади (складские помещения магазинов и т.п.).

Санитарные узлы включают уборные, умывальные, а в некоторых случаях душевые, ванные, сушилки для одежды и т. п. Они размещаются в характерных местах плана здания: около лестничных клеток, вестибюлей, во внутренних углах здания, на основных путях движения людей в коридорах. В таких зданиях как больницы, детские дошкольные учреждения санитарные узлы располагают при палатах и групповых.

Количество санитарно-технических приборов устанавливают в зависимости от назначения здания, согласно соответствующим нормам и с учетом количественного соотношения между числом женщин и мужчин. Помещения уборных располагают на расстоянии не более 75 м от наиболее удаленного места пребывания людей.

Обычный санитарный узел состоит из двух помещений - шлюза, где размещаются умывальники, и уборной, где располагаются отдельные кабины с унитазами, а в мужских уборных - кабины и писсуары.

Горизонтальные и вертикальные коммуникации определены объемно-планировочным решением общественного здания, с их помощью осуществляется взаимосвязь помещений. Для связи помещений в пределах одного уровня (этажа) используются горизонтальные коммуникации, - коридоры, галереи, рекреации, проходы и т. п. Для связи помещений на разных уровнях используются вертикальные коммуникации: лестницы, лифты, пандусы, эскалаторы. Распределительными и соединительными коммуникационными узлами являются поэтажные лестнично-лифтовые холлы.

Коммуникационные помещения предназначены для движения людей и являются основными путями эвакуации людей из здания в экстремальных условиях. Коридоры должны иметь четкую планировочную схему, позволяющую посетителям здания свободно в нем ориентироваться. Поэтому коридоры должны быть прямолинейными с минимальным количеством поворотов, уступов и требуют естественного освещения. Коридоры, обстроенные помещениями с двух сторон при освещении с одного торца имеют максимальную длину 24 м, с двух торцов - 48 м. Ширина коридоров определяется в зависимости от интенсивности людского потока и его плотности (отношение числа эвакуирующихся из помещения к площади пути эвакуации) и должна соответствовать требованиям эвакуации. Наименьшая ширина главных коридоров принимается равной 1,5 м, второстепенных - 1,2 м.

Вертикальными коммуникациями являются такие конструктивные элементы, как лестницы и пандусы, а также различные механические подъемные средства: лифты, эскалаторы, подъемники.

По своему функциональному назначению и общему архитектурному решению выделяют лестницы входные, главные, вспомогательные, служебные, аварийные, пожарные. Главные лестницы предназначены для движения основного потока посетителей. Они располагаются в вестибюле и связывают его с основными (главными) помещениями. В зданиях I и II степени огнестойкости главные лестницы допускается делать открытыми и подчеркнуто парадными, широкими, с богатой отделкой. При этом должно обеспечиваться требуемое нормами количество эвакуационных лестниц. Главные лестницы выделяют, в основном, в зрелищных, спортивных, выставочных, крупных торговых и т. п. зданиях. В других случаях в здании может быть несколько равнозначных основных лестниц. Вспомогательные лестницы сооружают для дополнительной связи между этажами. Служебными лестницами пользуется, в основном, персонал общественного учреждения, поэтому лестницы размещаются при служебных входах в здание. Главная и особенно вспомогательные лестницы выполняют функцию путей эвакуации людей из здания.

В многоэтажных общественных зданиях, постоянно посещаемых людьми, пассажирские лифты предусматриваются:

- в зданиях высотой 2 этажа и выше - для инвалидов на креслах-колясках, а также высших учебных заведений, НИИ и т. д. при разности отметок пола первого и последнего этажа 13,2 м и более;

- в зданиях управления, кредитно-финансовых и пр., а также профилакториев и санаториев - 3этажа и выше;

- в зданиях больниц, амбулаторий, поликлиник, родильных домов устанавливается больничный лифт при высоте 2 этажа и выше.

В многоэтажных общественных зданиях используются пассажирские лифты грузоподъемностью 1000, 1600 кг и вместимостью соответственно 12-20 чел., грузовые с грузоподъемностью кабин 500-5000 кг, лифты малой грузоподъемности - до 100 кг (магазинные, библиотечные, кухонные и т. п.). Размер кабины лифта 1,4Ч2,1 м позволяет пользоваться инвалидам на креслах-колясках.

В многоэтажном общественном здании лифты, в зависимости от их количества и планировочного решения, размещаются одиночно или группой. Лифты блокируются с лестничными клетками. Группы лифтов размещаются в специальных лифтовых холлах. Ширина холла определяется расстановкой лифтов: при однорядном расположении - 2,2 м, при двухрядном, - от 3,3 до 5 м.



3. Конструктивные элементы зданий

Несмотря на различия, существующие между общественными и гражданскими зданиями разного назначения, как во внешнем виде, так и во внутренней структуре, все они состоят из ограниченного числа основных взаимосвязанных архитектурно-конструктивных элементов, выполняющих определенные функции.

Основные элементы здания можно подразделить на следующие группы:

- несущие, воспринимающие основные нагрузки, возникающие в здании;

- ограждающие, разделяющие помещения, а также защищающие их от атмосферных воздействий и обеспечивающие сохранение в здании определенной температуры;

- элементы, которые совмещают и несущие, и ограждающие функции.

К основным элементам (или частям) здания относятся фундаменты, стены, перекрытия, отдельные опоры, крыша, перегородки, лестницы, окна, двери.

Фундаментом называется подземная конструкция, основным назначением которой является восприятие нагрузки от здания и передача ее основанию.

Стены отделяют помещения от внешнего пространства (наружные стены) или от других помещений (внутренние стены), выполняя тем самым ограждающую функцию. Кроме того, стены могут нести нагрузку не только от собственного веса, но и от вышележащих частей здания (перекрытий, крыши и др.), осуществляя несущую функцию. Стены, воспринимающие, кроме собственного веса, нагрузку и от других конструкций и передающие ее фундаментам, называют несущими.

Стены, опирающиеся на фундаменты и несущие нагрузку от собственного веса по всей высоте, но не воспринимающие нагрузки от других частей здания, называются самонесущими.

Стены, которые служат только ограждениями и свой собственный вес несут в пределах одного этажа, опираясь на другие важные элементы здания, называются ненесущими.

Перекрытиями называют конструкции, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи. Перекрытия ограничивают этажи и расположенные в них помещения сверху и снизу (ограждающие функции) и несут, кроме собственного веса, полезную нагрузку, т.е. вес людей, оборудования и предметов, находящихся в помещениях (несущие функции). Кроме того, перекрытия играют весьма существенную роль в обеспечении пространственной жесткости здания, т.е. неизменяемости его конструктивной схемы под действием всех возможных нагрузок.

Перекрытия, в зависимости от их расположения в здании, бывают междуэтажные, разделяющие смежные по высоте этажи; чердачные, отделяющие верхний этаж от чердака; нижние, отделяющие нижний этаж от грунта, и надподвальные, отделяющие первый этаж от подвала.

По верху междуэтажных перекрытий настилают полы в зависимости от назначения и режима эксплуатации помещения. А нижняя поверхность перекрытия (или покрытия) образует потолок для нижележащего помещения.

Отдельными опорами называют стойки (столбы или колонны), предназначенные для поддержания перекрытий, крыши, а иногда и стен и передачи нагрузки от них непосредственно на фундаменты.

Перекрытия могут опираться или непосредственно на колонны, или, что чаще, на уложенные по ним мощные балки, называемые прогонами.

Колонны и прогоны образуют так называемый внутренний каркас здания.

Крыша является конструкцией, защищающей здание сверху от атмосферных осадков, солнечных лучей и ветра. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Крыша вместе с чердачным перекрытием образует покрытие здания. Мансардным этажом (или мансардой) называется этаж в чердачном пространстве, фасад которого полностью или частично образован поверхностью (поверхностями) наклонной или ломаной крыши.

В том случае, если в здании отсутствует чердак, функции чердачного перекрытия и крыши совмещаются в одной конструкции, которая называется бесчердачным покрытием.

Перегородками называют сравнительно тонкие стены, служащие для разделения внутреннего пространства в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются в каждом этаже на перекрытия и никакой нагрузки, кроме собственного веса, не несут.

Лестницы служат для сообщения между этажами. Из противопожарных соображений лестницы заключаются в специальные, огражденные стенами, помещения, которые называются лестничными клетками.

Для освещения помещений естественным светом и для их проветривания (вентиляции) служат окна, а для сообщения между соседними помещениями или между помещением и наружным пространством - двери. В некоторых случаях при необходимости ввода в помещение крупного оборудования или средств транспорта помимо дверей устраивают еще и ворота.

Кроме вышеперечисленных, существует ряд конструктивных элементов (балконы, входные площадки, приямки у окон подвала и др.), которые нельзя отнести ни к одной из указанных групп.



4. Конструктивные типы и схемы зданий

По характеру статистической работы все несущие конструкции подразделяются на плоскостные и пространственные. В плоскостных конструкциях все элементы работают под нагрузкой автономно, как правило в одном направлении, и не участвуют в работе конструкций, к которым они примыкают. В пространственных - все или большинство элементов работают в двух направлениях и участвуют в работе сопрягаемых с ними конструкций. Благодаря этому повышается жесткость и несущая способность пространственных конструкций и снижается расход материалов на их изготовление. Выбор типа и материала несущих конструкций при проектировании определяется величинами перекрываемых пролетов. При малых пролетах применяют простые плоскостные и стержневые конструкции, при больших - более сложные пространственные.

Конструктивный тип здания определяется пространственным сочетанием стен, колонн, перекрытий и других несущих элементов, которые образуют его остов.

В зависимости от пространственной комбинации несущих элементов различают следующие конструктивные типы зданий:

- с несущими стенами (бескаркасные), в которых большинство конструктивных элементов совмещает несущие и ограждающие функции;

- каркасные с четким разделением конструкций по их функциям - несущие и ограждающие. Пространственная система (каркас), состоящая из колонн, балок, ригелей и других элементов, вместе с перекрытиями в данном случае воспринимает все нагрузки, действующие на здание. Помещения от воздействия внешней среды защищаются наружными стенами;

- с неполным каркасом, в которых, наряду с внутренним каркасом, несущими являются и наружные стены.

Конструктивный тип здания характеризуется также определенными материалами и видами основных его строительных элементов (крупных железобетонных блоков, панелей и т.п.).

Каждый из рассмотренных выше конструктивных типов зданий в свою очередь может иметь несколько конструктивных схем, которые отличаются особенностями расположения несущих элементов и их взаимосвязью.

Для бескаркасных зданий характерны следующие конструктивные схемы:

- с продольными несущими стенами, на которые опираются перекрытия;

- с поперечными несущими стенами, когда наружные продольные стены, освобожденные от нагрузки перекрытий, являются самонесущими;

- совмещенная, - с опиранием перекрытий на продольные и поперечные стены.

Конструктивные схемы зданий с неполным каркасом могут быть:

- с продольным расположением ригелей;

- с поперечным расположением ригелей;

- безригельными.

В этих схемах несущие внутренние стены заменены колоннами и перегородками между ними, что уменьшает расход стеновых материалов. Нагрузки от ригелей и перекрытий воспринимаются также и наружными стенами.

Стоечно-балочная конструкция является наиболее простой и распространенной среди плоскостных. Она состоит из вертикальных и горизонтальных стержневых несущих элементов. Вертикальный элемент - стойка (колонна, столб) - представляет собой прямолинейный стержень, который воспринимает все вертикальные нагрузки от горизонтального элемента (балки), горизонтальные нагрузки, приходящиеся на стойку, и передает усилия от этих воздействий на фундамент. При этом сама стойка работает на сжатие и изгиб. Горизонтальный элемент стоечно-балочной системы - балка (брус) - прямолинейный стержень, работающий на поперечный изгиб под действием вертикальных нагрузок. Сопряжения вертикальных и горизонтальных элементов могут иметь различную жесткость, что отражается на характере их совместной работы. При шарнирном опирании балки обладают свободой горизонтальных перемещений и поворота на опоре, в связи с этим они передают на стойки только вертикальные усилия. При жестком сопряжении балки со стойкой обеспечивается совместность их деформаций и перемещений в узле сопряжения и возможность передачи изгибающего момента от балки на стойку. Такой вариант стоечно-балочной системы носит название рамы или рамной конструкции, а жесткий узел сопряжения балки со стойкой - рамного узла. Стоечно-балочные конструкции выполняют с различным числом пролетов и ярусов (этажей). Система несущих конструкций здания в виде многопролетной и многоэтажной стоечно-балочной конструкции называется каркасной системой.

По характеру статической работы различают три системы каркасов - рамную, рамно-связевую и связевую. В рамных каркасах все вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимают рамы с жесткими узлами. Каркас, состоящий из поперечных и продольных рам (рамный каркас), обладает пространственной жесткостью: его деформации под влиянием силовых воздействий минимальны и не нарушают эксплуатационных качеств здания. Каркас из стоечно-балочных конструкций с шарнирными сопряжениями пространственной жесткостью не обладает. Для ее обеспечения вводятся специальные конструкции вертикальных связей, и вся система несущих конструкций здания называется каркасно-связевой или связевым каркасом. В качестве связей могут быть использованы отдельные стены (диафрагмы жесткости), рамы, раскосы и др.

В рамных и связевых каркасах горизонтальными диафрагмами жесткости служат конструкции перекрытий. Каркасные конструкции применяют в общественных зданиях при необходимости организации открытых внутренних пространств большой площади или многократной трансформации планировочных решений.

Стоечно-балочные конструкции зародились в глубокой древности. В современном строительстве стоечно-балочные конструкции выполняют преимущественно из железобетона, реже из стали или дерева либо в сочетании железобетона и стали (например, железобетонные колонны и стальные фермы). Конструктивные модификации элементов стоечно-балочных конструкций чрезвычайно разнообразны. Каркас проектируют, как правило, сборным железобетонным.

В действующем общесоюзном унифицированном каркасе для гражданских зданий принята сетка колонн 6Ч6,6Ч4,5 и 6Ч3, в ряде случаев применяют и другие - (6+3)Ч6; 9Ч6; (9+3+9)Ч6; (9+6+9)Ч6 м. Сечение всех колонн принято 300Ч300, 400Ч400 мм. Одноэтажные колонны приняты для этажей высотой 2,4; 3,0; 3,3; 3,6; 4,2; 4,8; 6,0; 7,2 м. Двухэтажные колонны - для этажей высотой 3,0; 3,3; 3,6 м. Трех- и четырехэтажные колонны - длиной до 14,4 м. Стыки колонн промежуточных этажей выполняют в уровне 730 мм над верхом ригелей перекрытия (для удобства монтажа). Фундаменты под колонны, в основном, отдельно стоящие.

Колонны устанавливаются в типовые сборные фундаменты стаканного типа или в сборные подколонники, опирающиеся на монолитные ступенчатые фундаменты.

Нижние колонны снабжены оголовником для стыка по высоте только сверху, верхние - только снизу, средние - с обеих сторон. Средние колонны могут быть высотой в один и два этажа. Наличие средних колонн высотой в один и два этажа позволяет более гибко комбинировать этажность и высоту в связи с особенностями функциональной схемы здания.

Конструкция каркаса запроектирована с частичным защемлением ригелей в колоннах. Практически принятые соединения можно считать шарнирным, так как узел сопряжения колонны с ригелем не способен воспринимать изгибающие моменты от ветровых нагрузок. Такой каркас не обладает рамными свойствами, а работает по связевой схеме. Все нагрузки, вызывающие горизонтальное перемещение каркаса, воспринимаются сквозными вертикальными диафрагмами жесткости.

Высота ригелей на опоре:

- 300 мм для пролетов до 9 м включительно;

- 600 мм для пролета 12 м;

- 450 мм для легкого каркаса (рядовые);

- 900 мм для тяжелого каркаса (рядовые);

- 480 мм для легкого каркаса (фасадные).

Все ригели устанавливают на консоли колонн. Панели перекрытий в каркасных системах применяют многопустотные высотой 220 мм (для пролетов 6 и 9 м) и 300 мм (для пролета 12 м), ребристые и панели типа «ТТ» и «Т» высотой 600 мм (для пролетов 9 и 12 м).

4.1 Типы каркасов

Каркас представляет собой совокупность вертикальных (колонны) и горизонтальных (ригели) линейных несущих конструкций. Ригели могут отсутствовать, в этом случае их роль выполняют безбалочные плиты перекрытий. Сетка колонн каркаса может колебаться в широких пределах от 3Ч3 до 15Ч15 м и определяется величиной укрупненного модуля, принятого в проекте.

Каркасы применяют в общественных зданиях по условиям гибкой планировочной структуры помещений и при значительных ветровых нагрузках на здание. Каркасы выполняют из дерева, железобетона и металла.

В учебном курсовом проектировании многоэтажных зданий применяют преимущественно железобетонный унифицированный каркас межвидовой серии 1.020 (связевой каркас) для обычных условий строительства.

Каркас состоит из колонн, ригелей и диафрагм жесткости. В комплекте чертежей унифицированного сборного железобетонного каркаса дополнительно разработаны также чертежи фундаментов, лестничных маршей, наружных ограждающих конструкций, плит перекрытий и узлов сопряжений конструкций между собой. Плиты перекрытий в учебном проекте могут быть приняты стандартные.

Сетка колонн в плане в унифицированном каркасе основана на укрупненном модуле 6М. При пролетах свыше 6 м может применяться укрупненный модуль плана 15М. В учебном проекте шаги и пролеты следует назначать кратными укрупненным модулям независимо от наличия у студента данных о реальных конструктивных элементах, разработанных применительно к выбранным параметрам.

Привязка конструкций каркаса к координационным осям осуществляется следующим образом: оси всех колонн каркаса и оси диафрагм жесткости совмещаются с модульными координационными осями. При необходимости устройства деформационных швов устанавливают парные колонны с расстоянием между ними в осях 600 мм. Привязка панелей наружных стен нулевая, т. е. внутренняя грань панели и наружная грань колонны совмещаются (на практике имеется монтажный зазор 20мм). Настилы и ригели, расположенные вдоль фасада, совмещаются внешней гранью с внешней гранью колонн.

Колонны предусмотрены сечением 300Ч300 мм (при сетке колонн не более 6Ч6 м и в зданиях высотой до четырех этажей) и 400Ч400 мм высотой на один, два, три и четыре этажа.

Ригели перекрытий имеют пролет от 1,8 до 7,2 м таврового сечения с полками понизу для опирания на них плит перекрытий. Высота ригелей 600 (при пролете до 6 м и сетке опор до 6Ч6 м) и 750мм при больших пролетах или сетке опор.

Диафрагмы жесткости представляют собой стенки толщиной 140 мм с полками сверху для опирания на них плит перекрытий. Координационная ширина диафрагм 3 м.

Стыки колонн между собой рекомендуется применять без металлического оголовка со сваркой арматурных выпусков. Стык ригеля с колонной принимается по схеме «со скрытой консолью».

В безбалочных каркасах плиты перекрытия опирают непосредственно на колонны. Плиты перекрытия могут быть сборные, сборно-монолитные и монолитные железобетонные. В последнем случае шаг опор (сетка колонн) может быть нерегулярным в связи с особенностями архитектурно-планировочного решения. Кроме того, в каркасах с безбалочными монолитными перекрытиями они могут быть предварительно изготовлены на уровне земли и с помощью закрепленных к колоннам подъемников подняты в проектное положение (метод подъема перекрытий). Этот метод открывает широкий простор для архитектурных фантазий.

Типы каркасов различаются по следующим признакам:

- по материалам: железобетонные каркасы (монолитным, сборным, сборно-монолитным) и металлические каркасы.

- устройству горизонтальных связей: с продольным, поперечным, перекрестным расположением ригелей и с непосредственным опиранием перекрытий на колонны (безригельное решение).

- характеру статической работы: рамные с "жесткими" (монолитными) соединениями элементов в узлах (пересечениях) каркаса; связевые со сварными соединениями узлов, отличающиеся простотой конструктивного исполнения, но по принципу геометрической неизменяемости системы, имеющие связи жесткости, устанавливаемые между колоннами и ригелями каркаса; рамно-связевые с жесткими соединениями узлов в поперечном направлении и сварными соединениями - в продольном направлении.

Каркасный тип здания целесообразен там, где требуются помещения с большой свободной площадью, а также в условиях, когда здание воспринимает большие статические или динамические нагрузки.

...