Архитектурно-строительное проектирование общественных зданий



4.2 Обеспечение пространственной жесткости зданий

Здание в целом и отдельные его элементы, подвергающиеся воздействию различных нагрузок, должны обладать:

- прочностью, которая определяется способностью здания и его элементов не разрушаться от действия нагрузок;

- устойчивостью, обусловленной способностью здания сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок;

- пространственной жесткостью, характеризующейся способностью здания и его элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.

Общая устойчивость и пространственная жесткость здания зависят от взаимного сочетания и расположения конструктивных элементов, прочности узлов соединений и т.д.

В зданиях с несущими стенами пространственная жесткость обеспечивается:

- внутренними поперечными стенами, в том числе и стенами лестничных клеток, соединяющимися с продольными наружными стенами;

- междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и расчленяющими их по высоте на ярусы.

В каркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается:

- совместной работой колонн, ригелей и перекрытий, образующих геометрически неизменяемую систему;

- устройством между стойками каркаса специальных стенок жесткости;

- стенами лестничных клеток, лифтовых шахт;

- надежными соединениями узлов.

Указанные конструктивные решения дают лишь общие конструктивные представления о мерах по обеспечению пространственной жесткости здания.



4.3 Деформационные швы

Здания большой протяженности подвержены деформациям под влиянием колебаний температуры наружного воздуха в течение года, неравномерных осадок грунта основания, сейсмических явлений и других причин. Во всех этих случаях в стенах, перекрытиях, покрытиях и других частях здания могут появиться трещины, резко снижающие прочность и эксплуатационные качества здания. Для предупреждения появления трещин в несущих и ограждающих конструкциях предусматривают деформационные швы, разрезающие здание на отсеки. В зависимости от назначения применяют следующие деформационные швы: температурные, осадочные, антисейсмические и усадочные.

Температурные швы делят здание на отсеки от уровня земли до кровли включительно, не затрагивая фундамента, который, находясь ниже уровня земли, испытывает температурные колебания в меньшей степени и, следовательно, не подвергается существенным деформациям. Расстояние между температурными швами принимают в зависимости от материала стен и расчетной зимней температуры района строительства.

Отдельные части здания могут быть разной этажности. В этом случае грунты основания, расположенные непосредственно под различными частями здания, будут воспринимать разные нагрузки. Неравномерная деформация грунта может привести к появлению трещин в стенах и других конструкциях здания. Другой причиной неравномерной осадки грунтов основания сооружения могут быть различия в составе и структуре основания в пределах площади застройки здания. Тогда в зданиях значительной протяженности даже при одинаковой этажности могут появиться осадочные трещины. Во избежание появления опасных деформаций в зданиях устраивают осадочные швы. Эти швы, в отличие от температурных, разрезают здания по всей их высоте, включая фундаменты.

Если в одном здании необходимо использовать деформационные швы разных видов, их по возможности совмещают в виде так называемых температурно-осадочных швов.

Антисейсмические швы применяются в зданиях, строящихся в районах, подверженных землетрясениям. Они разрезают здание на отсеки, которые в конструктивном отношении должны представлять собой самостоятельные устойчивые объемы. По линиям антисейсмических швов располагают двойные стены или двойные ряды несущих стоек, входящих в систему несущего остова соответствующего отсека.

Усадочные швы делают в стенах, возводимых из монолитного бетона различных видов. Монолитные стены при твердении бетона уменьшаются в объеме. Усадочные швы препятствуют возникновению трещин, снижающих несущую способность стен. В процессе твердения монолитных стен ширина усадочных швов увеличивается, по окончании усадки стен швы наглухо заделывают.



5. Основные технологии возведения гражданских зданий

Для возведения гражданских зданий применяются различные технологии: панельная, монолитная и сборно-монолитная; для кирпичных и блочных зданий - технология ручной кладки несущих стен, для деревянных - технология рубленных бревенчатых стен, и т.д. Все более широкое распространение получают системы быстровозводимых (полнокомплектных) зданий из легких металлоконструкций.

5.1 Монолитное и сборно-монолитное домостроение

Упрощенно технология возведения конструкций из монолитного бетона выглядит следующим образом: непосредственно на стройплощадке монтируются специальные формы - опалубки, повторяющие контуры будущего конструктивного элемента, например, колонны, стены и т. д., в которые устанавливается по проекту каркас из арматуры и заливается бетон. После набора бетоном необходимой прочности получается готовый конструктивный элемент здания. Опалубочные элементы либо демонтируются (при применении сборно-разборных опалубок), либо становятся частью стены (при использовании несъемной опалубки).

Степень трудоемкости этих четырех процессов можно представить таким образом: устройство опалубки - 25-35 %, армирование 15-25 %, бетонирование и уход за бетоном 20-30 %, распалубливание 20-30 %.

В настоящее время перспективность данной технологии признана как строителями, так и заказчиками, она эффективна в первую очередь для возведения комбинированных конструктивных систем (с монолитным каркасом и наружными стенами из штучных материалов).

Кроме того, использование монолитного железобетона целесообразно при возведении фундаментов, подземных частей зданий и сооружений, пространственных конструкций, высотных зданий и др., а также при строительстве в сейсмических районах.

Рассмотрим основные преимущества монолитного домостроения. Прежде всего, это возможность создания свободных планировок с большими пролетами за счет перехода к неразрезным пространственным системам.

Другим преимуществом данной технологии является возможность создания практически любых криволинейных форм, что также расширяет спектр решений при создании уникальных архитектурных образов зданий.

Конструкции, выполненные по монолитной технологии, практически не имеют швов, следствием чего является отсутствие проблем со стыками и с их герметизацией, а также повышение теплотехнических и изоляционных свойств.

Расход стали снижается на 7-20 %, а бетона - до 15 % по сравнению с конструкциями из сборного железобетона.

При всех достоинствах монолитного домостроения данная технология (впрочем, как и всякая другая) не лишена и некоторых недостатков. Производственный цикл в данном случае переносится на строительную площадку под открытым небом, а это значит, что дождь, снег, ветер, жара и холод будут создавать дополнительные трудности производству монолитных конструктивных элементов. Особые сложности возникают при бетонировании в зимних условиях. Проведение строительных работ при отрицательных температурах требует применения специальных способов приготовления, подачи, укладки и выдерживания бетона. Соответствующее технико-экономическое обоснование позволяет определить возможность применения какого-либо из существующих методов зимнего бетонирования, а чаще их комплекса.



5.2 Панельное домостроение

Современное строительство невозможно представить без полносборного домостроения. Для того чтобы здание соответствовало требованиям сегодняшнего дня по теплосбережению, комфортности, архитектурной выразительности и т.д., внедряются новые технологии и новые материалы.

Несущие стены панельных зданий состоят из панелей высотой в этаж. В отличие от крупных блоков стеновые панели не самоустойчивы: при возведении их устойчивость обеспечивают монтажные приспособления, при эксплуатации - специальные конструкции стыков и связей. Перекрытия выполняются из железобетонных настилов или панелей размером на конструктивно-планировочную ячейку ("панель на комнату").

Большинство конструкций при данной технологии возведения зданий выполняет сразу несколько функций: наружные стены - несущие и теплозащитные, внутренние - несущие и звукоизоляционные функции и т. д.

Данную технологию отличает высокая пространственная жесткость, которая обеспечивает сейсмостойкость сооружений при землетрясениях.

Стеновые панели сегодня - это исключительно многослойные конструкции с применением эффективных теплоизоляционных материалов. Для их изготовления применяются как традиционный железобетон, так и другие материалы, среди которых наибольшее распространение получили металлические листовые материалы (сэндвич-панели). Рассмотрим подробнее данные типы индустриальных стеновых панелей.

5.2.1 Панели из железобетона

В настоящее время, как уже отмечалось выше, выпускаются наружные стеновые панели, соответствующие требованиям теплосбережения. Этим требованиям соответствуют трехслойные панели с эффективным утеплителем. Трехслойная панель - это слоистая панель, имеющая наружный и внутренний железобетонные слои и теплоизоляционный слой, расположенный между ними.

Железобетонные панели могут быть как полносборными конструкциями (соединение слоев происходит в процессе изготовления на заводе, а монтаж панели на стройплощадке - как готового стенового элемента), так и сборными - монтаж осуществляется установкой каждого слоя отдельно.

Особенностями конструкций трехслойных железобетонных панелей заводского изготовления являются:

- экономичность с точки зрения скорости возведения здания, затрат на монтаж;

- меньшая зависимость строительных работ от погодных условий при соблюдении принципа непроникновения влаги в изоляционные конструкции;

- жесткая теплоизоляция, воспринимающая силы растяжения и среза, перераспределяет нагрузки между бетонными слоями, вследствие чего значительно возрастает несущая способность панели.

Необходимо также отметить еще одну особенность современных железобетонных панелей, касающуюся технологии производства. Это современные опалубки (мобильно изменяемые), позволяющие изготавливать панели необходимых размеров и конфигураций под каждый конкретный проект. Благодаря этому архитектор, используя индустриальные панели, может создавать запоминающийся уникальный образ каждого здания.

Полносборные железобетонные панели могут быть несущими, самонесущими и навесными (ненесущими). В жилых зданиях большей частью применяются несущие стеновые панели, на внутренний слой которых опираются плиты перекрытия. В административных зданиях обычно используются навесные панели и несущий каркас.

Для полносборных железобетонных конструкций стеновых панелей применяют все основные виды бетона: тяжелый, легкий на пористых заполнителях и ячеистый. Марка бетона выбирается на основании требований по долговечности и прочности.

Железобетонная панель имеет рабочую арматуру, как правило, конструктивную, а также может иметь и расчетную арматуру, предназначенную для восприятия усилий, возникающих при изготовлении, транспортировке панелей и при монтаже стены. В качестве арматуры применяют сварные сетки и пространственные каркасы.

В качестве теплоизоляционного слоя трехслойных панелей в настоящее время чаще всего используют плиты из пенополистирола и из жесткой минеральной ваты. Могут применяться и другие теплоизоляционные материалы. Толщину теплоизоляционного слоя устанавливают в соответствии с теплотехническим расчетом.

Наружный слой панели предназначен для защиты в процессе эксплуатации основных слоев от внешних климатических воздействий и выполнения декоративных функций. Виды наружной отделки панелей можно разделить на три основные категории: поверхности, обработка которых осуществляется по свежему бетону; поверхности, обработка которых осуществляется по затвердевшему бетону; собственно, облицовка плиткой.

5.2.2 Сэндвич-панели

Трехслойные панели с утеплителем, облицованные с двух сторон листовым материалом, чаще всего называются сэндвич-панели благодаря своей многослойной структуре. Сэндвич-панели могут быть заводского изготовления или поэлементной сборки. Сэндвич-панели по своему назначению могут быть стеновые и кровельные. Они представляют единую систему быстровозводимых зданий. В рамках данного раздела мы будем рассматривать только стеновые изделия.

Стеновые сэндвич-панели выпускаются в основном самонесущими, но предлагаются также специальные конструкции, которые можно использовать в качестве облицовочных изделий. В этой главе основное внимание уделим самонесущим сэндвич-панелям, получившим наибольшее распространение.

Применение панелей типа сэндвич с эффективным утеплителем является перспективным, так как обеспечивает:

- сжатые сроки монтажа;

- низкие затраты на капитальное строительство (благодаря небольшому весу панелей для монтажа не нужна специальная техника, требуется облегченный фундамент, и т. д.);

- возможность демонтажа (с сохранением конструкционных свойств);

- богатый выбор отделки и цветовой гаммы.

Сэндвич-панели ведущих производителей, как правило, обладают антикоррозийным финишным покрытием, небольшим весом, высокой прочностью, влагостойкостью, огнестойкостью и высокими шумоизоляционными характеристиками.

Одним из несомненных достоинств сэндвич-панелей является их технологичность. Производители предлагают услуги по компьютерному проектированию в системе CAD, которая обеспечивает гибкий и быстрый расчет конструкций здания. Полная разработка необходимой технической документации с расчетом и поставкой всех необходимых комплектующих для монтажа панелей (уголков, нащельников, крепежа, герметиков) практически сводит работу на стройплощадке к сборке по принципу конструктора.

Сэндвич-панели применяются при строительстве объектов самого различного назначения - от промышленных и административных зданий до спортивных сооружений. Широко применяются для строительства объектов автосервиса, моек, автозаправочных станций, складских помещений. Сэндвич-панели применяются и для устройства теплых контуров вокруг сушильных камер, и т. п.

Идеально подходят для изготовления холодильных систем различного объема. Десятки больших складов низкотемпературного хранения были построены из сэндвич-панелей. Для данных зданий особенно важны такие технические качества панелей, как отличные теплоизоляционные свойства и высокая устойчивость к поглощению влаги.

Такие отличительные особенности сэндвич-панелей, как гигиеничность поверхности и простота поддержания чистоты исключительно важны для пищевой промышленности, где облицовка должна быть не чувствительна к обработке специальными моющими средствами и хорошо переносить как влажные условия, так и повышенную температуру.

Подходят сэндвич-панели в качестве ненесущих элементов для строительства в сейсмичных районах.

Сэндвич-панели могут быть заводского изготовления или собираться прямо на объекте, так называемые панели «поэлементной сборки». Наибольшее распространение получили панели заводского изготовления.

5.2.3 Сэндвич панели заводского изготовления

Размеры выпускаемых панелей у разных производителей свои, они зависят от технологических возможностей производства. Максимальные размеры панелей примерно следующие: длина - до 12000 мм, ширина - до 1200 мм, толщина - от 50 до 300 мм.

Расчет толщины панели производится в зависимости от ветровых нагрузок и пролета (расстояние между элементами несущего каркаса), и требуемого сопротивления теплопередачи (мІС)/Вт. Обычно у производителей имеются специально разработанные таблицы, облегчающие выбор необходимых размеров панелей.

Существует несколько способов производства сэндвич-панелей:

- ручная сборка;

- автоматические линии поточного типа;

- сэндвичи, получаемые путем вспенивания наполнителя между двух листов облицовки (только с пенополиуретановым утеплителем).

В зависимости от назначения облицовка сэндвич-панелей может быть выполнена из алюминия, нержавеющей и оцинкованной стали, а также из фанеры, гипсокартонной плиты, ДСП, ДВП и т.д. Например, если при строительстве офисного здания предполагается дальнейшая обработка стен обоями, разумно использовать сэндвич-панели, облицованные с внешней стороны сталью, а с внутренней - гипсокартоном.

Для помещений с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями выпускается специальное покрытие, которое может находиться в непосредственном контакте с пищевыми продуктами. Стойкая поверхность этого покрытия не боится санитарной обработки, которая необходима на предприятиях пищевой промышленности.

Выпускаются панели с противопожарной защитой, в которых между утеплителем и стальным листом находится слой из гипсокартонной плиты. Производятся также огнестойкие панели, в которых используется особо огнеупорная каменная вата, а поверхностный слой изготавливается из прокатанных и гальванизированных горячим способом стальных листов, покрытых пластиковым покрытием.

На внешней и внутренней поверхностях могут применяться различные металлы, например, алюминий и сталь. Применяются металлические листы как гладкие, так и профилированные. Выпускаются панели, окрашенные под натуральный камень (гранит, мрамор и т.д.). Возможна окраска в любые цвета. Для обеспечения прочного соединения облицовки и утеплителя используется высококачественный клей на полиуретановой основе. В качестве утеплителя может применяться: минеральная вата, пенополистирол, пенополиуретан. Для теплоизоляционного сердечника сэндвич-панелей применяют также самозатухающий вспененный пенополистирол. При производстве используется сырье с антипиренами, что делает пенополистирол трудносгораемым материалом.

Несущей конструкцией зданий, на которую монтируются сэндвич-панели, могут быть деревянный, металлический или железобетонный каркасы. Небольшой вес панелей, как уже говорилось выше, позволяет снизить стоимость фундамента при строительстве здания, а также сэкономить на применении дорогой грузоподъемной техники (работать с панелями могут один-два человека).

Высокие эксплуатационные характеристики зданий и сооружений с применением сэндвич-панелей во многом зависят от удачно решенного стыка панелей. Как и в случае железобетонных панелей, решению «замка» производители уделяют особое внимание.

Стыки панелей должны обеспечивать: прочность соединения конструкции, отсутствие «мостиков холода», не допускать проникновения паров влаги в утеплитель, воспринимать термические изменения размеров сэндвич-панелей. Обычно стыковка панелей производится пазо-гребневым соединением, что обеспечивает защиту от влаги и в достаточной степени прочность. Толстые панели могут иметь двойное пазо-гребневое соединение. Швы и стыки могут дополнительно заполняться герметизирующей мастикой, прокладками из полиуретана, неопрено-полиуретановой лентой или полиуретановой пеной. Крепление самих панелей к элементам каркаса может быть видимое и скрытое. Для крепления используются самонарезающиеся винты или специальные крепежные элементы (клямеры).

Оформление углов здания, дверных и оконных проемов, частей, примыкающих к цоколю и крыше, осуществляется с использованием специальных холодногнутых профилей или угловых панелей. Для увеличения возможностей дизайна выпускаются панели с ложными стыками как по длине, так и по ширине панелей.

5.2.4 Сэндвич-панели поэлементной сборки

Сэндвич-панели поэлементной сборки - это условное название, но вполне отражающее основную идею ограждающей конструкции. Ограждающая конструкция такого типа состоит из кассет (закрепляемых на несущем каркасе здания), в которые вставляется утеплитель (обычно минеральная вата), далее крепится ветровой барьер, а затем наружная поверхность стены (облицовка). Внутренняя кассета выполняется из оцинкованной стали с полимерным покрытием или без него. Она должна обладать высокой прочностью, огнестойкостью и длительной усталостной прочностью. При расчете необходимо учитывать тип нагрузки (давление и всасывание) и местонахождение кассеты в конструкции.

В фасадных конструкциях кассеты эффективно предотвращают от распространения огня по ячейкам. Даже в случае выгорания оконного блока огонь не распространится по поверхности кассеты на смежные ячейки или верхние этажи.

Глубина кассеты выбирается в соответствии с толщиной теплоизоляции, которая будет в нее заложена (примерно от 100 до 200 мм). Толщина теплоизоляции зависит от требований по теплосбережению.

В качестве облицовки могут применяться: металлический сайдинг, профилированные плиты, а также кассеты.

Порядок монтажа элементов данной конструкции следующий: первая кассета крепится над цоколем здания путем закрепления ее за оба края к стойке каркаса не менее чем тремя фиксирующими элементами. Способ закрепления выбирается в зависимости от ситуации, так как существуют различные влияющие на это факторы, например, давление. Уплотнительная лента устанавливается в стыке между кассетой и каркасом во время закрепления кассет. Стыки между кассетами закрываются двумя уплотнителями из EPDM или составом для уплотнения швов. Следующая кассета устанавливается на верхний край нижней кассеты, и они закрепляются вместе с помощью шурупов.

После того как кассета загерметизирована и прикреплена к каркасу, в нее вставляется минеральная вата. Устанавливается ветровой барьер. Опорные прогоны ставятся в соответствии с требованиями материала облицовки. Они будут создавать воздушный промежуток между ветровым барьером и внешней облицовкой. Промежуток должен быть не менее 20 мм, тогда в нем может циркулировать воздух и вся конструкция будет проветриваться. Наружная облицовка делается так, как этого требует конкретный материал.

5.3 Быстровозводимые здания (полнокомплектные) из легких металлоконструкций

Технология строительства быстровозводимых зданий из легких металлоконструкций переживает в настоящее время бурное развитие. Ее растущая популярность связана в первую очередь с тем, что она решает проблему образования «мостиков холода» в наружных стенах при использовании металлических конструкций (характеризующихся, как известно, высокой теплопроводностью). Разработаны специальные стальные конструкции, так называемые «термопрофили», имеющие минимальное поперечное сечение и прорезанные в шахматном порядке сквозными канавками для увеличения пути прохождения теплового потока. Это позволяет при уменьшении несущей способности примерно на 10 % уменьшить теплопроводность на 80-90 %, в зависимости от типа профиля.

Помимо «термопрофилей» при строительстве быстровозводимых зданий применяются также внутренние стеновые профили с улучшенными виброакустическими характеристиками, стальная обрешетка, металлические стропила или фермы и т.д. Все стальные элементы конструкции являются оцинкованными, что защищает их от коррозии на длительное время.

Конструкция стены при данной системе быстровозводимых зданий включает в себя каркас из стальных перфорированных профилей («термопрофилей»); обшивки со стороны помещения из гипсокартонных листов; слой пароизоляции; слой теплоизоляции, чаще всего из минераловатных плит (располагаемых в полости каркаса); наружную обшивку из гипсокартонных листов и защитно-декоративного слоя той или иной конструкции.

Ширина профиля определяется толщиной утеплителя, которая подбирается в соответствии с требованиями по теплоизоляции здания. Для обшивки внутренних поверхностей быстровозводимых зданий используют гипсокартонные или гипсоволокнистые листы, возможно также применение цементно-стружечных плит и других материалов. В качестве ветрозащитного барьера используется гипсокартонная ветрозащитная плита, древесноволокнистая плита или плиты из других ветрозащитных материалов.

Защитно-декоративный слой может быть выполнен из любого фасадного материала: облицовочного кирпича; деревянной вагонки; винилового или металлического сайдинга; панелей, имитирующих камень или кирпич; профлистов с полимерным покрытием, фасадных кассет и т. д. При этом облицовка крепится по принципу «вентилируемого фасада».

Благодаря утеплителю, воздухопроницаемости и ветрозащите, конструкция обладает высокими показателями влажностного режима. Воздухопроницаемость конструкции обеспечивается тщательным настилом сплошной пароизоляционной пленки под гипсокартонную плиту с соблюдением при этом инструкции по устройству пароизоляции. Осуществляются также и другие мероприятия.

Стены могут собираться поэлементно непосредственно на соответствующим образом выполненном фундаменте или предварительно изготавливаться в виде панелей той или иной степени готовности (на стройплощадке, на участке предварительной сборки или в заводских условиях), а затем монтироваться (при необходимости с последующей доделкой). Следует отметить, что все стальные профили для монтажа сборочных единиц обрезаются в размер на заводе согласно спецификации, что избавляет строителей от подгонки деталей по месту.

В случае использования готовых панелей монтаж происходит гораздо быстрее, при этом благодаря их небольшому весу наличие на стройке тяжелой грузоподъемной техники не требуется.

Данная технология может также применяться и для возведения многоэтажных объектов. В данном случае панели (размером на комнату), собранные из «термопрофилей», являются самонесущими элементами, в которых горизонтальные усилия, относящиеся к панелям, посредством вертикальных стоек передаются к нижним и верхним направляющим профилям панели, откуда они посредством элементов крепления передаются к междуэтажным перекрытиям здания.

Достоинства технологии быстровозводимых зданий:

- полная заводская готовность всех элементов системы (сокращение времени строительства);

- комплектность поставки;

- малый вес конструкций (нет необходимости устраивать фундаменты глубокого заложения, для подъема конструкций не требуются тяжелые грузоподъемные механизмы);

- простота монтажа (благодаря легкости каждого элемента и точному размеру сборка каркаса на строительной площадке напоминает сборку конструктора, все элементы соединяются при помощи самосверлящих шурупов);

- исключение мокрых процессов;

- свободная планировка внутреннего пространства здания;

- готовность внутренней поверхности наружных стен под чистовую отделку;

- высокое энергосбережение;

- огнестойкость;

- экологичность;

- долговечность;

- возможность разнообразных решений фасадов.



6. Общие указания по выполнению курсового проекта

Архитектурно-конструктивный проект общественного здания выполняется согласно варианту задания и типовой схеме, прилагаемой к заданию, после изучения раздела «Общественные и административные здания» курса «Архитектура зданий и градостроительство». Паспорт типового проекта и экспликация помещений, прилагаемые к заданию, не обязательны и используются лишь в качестве примера для облегчения самостоятельной работы. Прямое копирование схемы не желательно.

Цель проекта - по заданной планировочной схеме, с использованием методики архитектурного проектирования общественных зданий, с учетом современного уровня развития архитектурно-проектировочных решений, конструктивных решений, строительной техники, материалов и технологий. Разработать объемно-планировочное решение оригинального административного, общественного комплекса. В работе студенту необходимо самостоятельно, с учетом данных индивидуального задания на проектирование, на одном листе формата А1 выполнить проект оригинального общественного здания в соответствие с его назначением и функциональной целесообразностью.

При выполнении проекта студенты должны:

- научиться использовать специальную техническую литературу, каталоги индустриальных строительных изделий, типовые проекты, строительные нормы;

- освоить приемы проектирования общественных зданий и сооружений;

- закрепить навыки чтения и графического оформления архитектурно-строительных чертежей.

Работа над курсовым проектом выполняется в три этапа:

- изучение рекомендуемой литературы, ознакомление с выданным вариантом задания, эскизная проработка объемно-планировочного и конструктивного решений зданий; проработка отдельных узлов и стыков конструкций.

- разработка проекта в тонких линиях, окончательная доработка узлов и деталей, подготовка всех расчетов и описаний для расчетно-пояснительной записки.

- графическое оформление чертежей основных архитектурно-конструктивных элементов здания в карандаше или в электронном виде с применением современных электронных средств и программ, составление пояснительной записки.



7. Состав проекта

Курсовой проект состоит из графической части, выполняемой на ватмане формата А1 (в объеме одного листа) и пояснительной записки объемом не менее 15 страниц формата А4.

7.1 Графическая часть

1 Главный фасад М 1:100 (М 1:200) с отмывкой или указанием облицовочных материалов.

2 Планы неповторяющихся этажей (в количестве ориентировочно адекватному заполнению чертежного листа, в М 1:100 (М 1:200).

3 Поперечный разрез (разрезы) здания по лестничной клетке М 1:100 (М 1:200).

4 Планы чердачного перекрытия М 1:200 или Генплан М 1:200-1:5000 (по решению преподавателя).

5 План крыши М 1:200.

6 Не менее двух деталей или узлов М 1:10 или М 1:20.

7.2 Пояснительная записка

В пояснительную записку входят:

1 Паспорт проекта с основными технико-экономическими показателями. Который состоит из графической и текстовой части. В верхней части листа формата А4 вычерчивается главный фасад, под ним план типового этажа. Масштаб произвольный. На фасаде проставляются основные отметки, на плане - основные оси и общие размеры. В текстовой части указываются технико-экономические показатели здания: общая площадь, полезная площадь, строительный объем, коэффициенты и др.

2 Оглавление.

3 Исходные данные (по заданию на проектирование).

4 Климатические данные пункта строительства (по нормативным документам):

- климатический район строительства;

- абсолютная минимальная температура;

- наиболее холодные сутки (обеспеченностью 0,98);

- наиболее холодные сутки (обеспеченностью 0,92);

- наиболее холодная пятидневка (обеспеченностью 0,92);

- глубина промерзания грунта;

- влажностно-климатическая характеристика района строительства.

5 Санитарно-гигиенические требования:

- расчетная температура воздуха в помещениях;

- относительная влажность в помещениях;

- минимальная высота помещения и др.

6 Характеристика класса сложности здания и требования функционального процесса:

- описание функционального процесса, протекающего в общественном здании, с приведением функциональной схемы;

- характеристика общественного здания по классу сложности;

- характеристика здания по пожарной опасности и огнестойкости;

- группа возгораемости и минимальные пределы огнестойкости основных строительных конструкций;

- требования по освещенности;

- санитарно-техническое оборудование и др.

7 Объемно-планировочное решение здания, описание номенклатуры помещений и их площадей, функциональная взаимосвязь помещений между собой.

8 Конструктивное решение здания: фундаменты, стены, колонны, перекрытия, кровля, лестницы, перегородки, полы, окна, двери, гидроизоляция и т.д., с указанием серии и марки конструктивных элементов.

9 Инженерное оборудование здания (канализация, вентиляция, освещение, телефон, интернет).

10 Наружная и внутренняя отделка здания.

11 Физико-технические расчеты: акустический расчет (обеспечение оптимального времени реверберации в помещении массового пользования или расчет звукоизоляции однослойной однородной перегородки), расчет эвакуации людей из здания (задается руководителем проектирования).

12 Технико-экономические показатели по проекту здания.

13 Список использованной литературы.

Пояснительная записка выполняется не менее чем на 15 листах белой писчей бумаги формата А4, пастой или чернилами на одной стороне листа. Страницы должны иметь рамку, которая отступает от левой стороны листа на 20 мм, а с остальных сторон - по 5 мм. Страницы нумеруются арабскими цифрами в верхнем правом углу листа.

Каждый раздел пояснительной записки должен начинаться с нового листа.

В начале пояснительной записки подшивается задание на проектирование, далее - оглавление, с нумерацией страниц разделов и подразделов в той последовательности, в которой это изложено выше.



8. Указания по разработке проекта

Общественное здание должно иметь центральное отопление, водопровод, канализацию, энергоснабжение, газ (если предусматриваются газовые плиты), радио- и телефонные сети.

В зависимости от исходных данных необходимо:

- принимать симметричные конструктивные схемы, равномерное распределение жесткостей конструкций и масс;

- располагать стыки сборных элементов вне зоны максимальных усилий, обеспечивать монолитность и однородность конструкций;

- предусматривать условия, облегчающие развитие в элементах конструкций и их соединениях пластических деформаций, обеспечивающих при этом общую устойчивость здания;

- применение сборных унифицированных строительных конструкций и деталей заводского изготовления.

Проект выполняется в единой модульной системе проектирования (ЕМС) с применением укрупненных планировочных модулей.

Здание должно быть простым, с четкими пропорциями, архитектурными акцентами входов, балконов (лоджий) и т. д.



9. Указания по оформлению чертежей

Приступая к проектированию здания, необходимо изучить выданное задание, ознакомиться с технической литературой и нормами строительного проектирования. Все чертежи, входящие в состав графической части, должны быть оформлены в соответствии с требованиями ЕСКД, СПДС.

Для установления оптимальной компоновки отдельных чертежей на листе рекомендуется использовать ранее выполненные эскизы в качестве шаблонов. Можно также применять шаблоны, вырезанные из бумаги, размер которых соответствует габаритным размерам чертежей. Передвигая шаблоны по листу, можно достичь хорошего варианта расположения чертежей, не забывая про место для узлов конструкций.

Для составления эскиза фасада следует пользоваться эскизом плана, с которого переносят необходимые горизонтальные размеры (всего здания, оконных и дверных проемов, лоджий и т. д.), и эскизом разреза, с которого на фасад переносятся вертикальные размеры и основные высотные отметки.

Размеры плит перекрытий и других конструкций подбираются по каталогам индустриальных конструкций в соответствии с сериями и марками этих элементов.

При разработке конструкции лестницы следует обратить внимание на правильный выбор конструктивной схемы и на разбивку лестницы. В результате ее разбивки окончательно уточняются (на плане и разрезе) размеры лестничной клетки, которые зависят от высоты здания, размеров ступеней и ширины лестницы.

Установив конструкции указанных выше элементов здания, необходимо выбрать конструктивные решения полов, перегородок, заполнения оконных и дверных проемов.

Размеры на всех чертежах даются в миллиметрах, а отметки - в метрах.



9.1 Планы здания

Планом называется горизонтальное сечение здания на уровне низа оконных проемов, проектируемое на горизонтальную плоскость. Чертеж плана дает представление о конфигурации здания и расположении всех помещений этажа, их связи между собой, размерах и форме, о расположении лестничных клеток, оконных и дверных проемов и их размерах. В плане отражается также конструкция здания, система опор, пролеты перекрытий, толщина наружных и внутренних стен, столбов, колонн и их взаимная связь.

Заданием предусмотрено разработать планы неповторяющихся этажей по полученной студентом схеме-эскизу, а также самостоятельно улучшить планировку и отразить изменения на чертежах.

Приступая к разработке плана, следует уточнить конструктивную схему здания, толщину внутренних стен, колонн и перегородок, размеры оконных и дверных проемов и т. д.

Вычерчивание планов начинают с нанесения координационных (разбивочных) осей и привязки к ним наружных и внутренних стен. Привязка конструктивных элементов зданий к модульным разбивочным осям осуществляется с учетом возможности использования строительных изделий одних и тех же размеров для средних и крайних однородных элементов. Процесс определения расположения конструктивного элемента, детали или встроенного оборудования в плане или разрезе здания по отношению к модульной разбивочной оси называют привязкой. В узком смысле привязка выражает расстояние от модульной разбивочной оси до грани или оси элемента.

При проектировании зданий руководствуются следующими правилами привязки:

а) в наружных несущих стенах внутреннюю грань следует размещать на расстоянии от модульной разбивочной оси, равном половине номинальной толщины внутренней несущей стены 6/2 или кратном М или М/2. Допускается также совмещать внутреннюю грань стены с модульной разбивочной осью, если при этом не увеличивается количество типоразмеров плит перекрытий;

б) во внутренних стенах геометрическую ось совмещают с модульной разбивочной осью, отступать от этого правила допускается при привязке стен лестничных клеток и стен с вентиляционными каналами для возможности применения унифицированных элементов лестниц и перекрытий;

в) в наружных самонесущих и ненесущих стенах внутренняя грань совмещается с модульной разбивочной осью.

На планах показывают стены, перегородки, оконные и дверные проемы с заполнением, лестничные клетки, вентиляционные каналы и т. д. В кухнях, ванных комнатах и туалетах следует показать установку санитарно-технического оборудования.

Необходимо помнить, что в типовом строительстве оконные проемы располагают посередине продольного шага, а в одном здании не должно быть больше двух-трех типов окон.

Внутри контура плана наносят: размеры помещений в свету, их площади; толщину стен, перегородок, их привязку к разбивочным осям; марки оконных и дверных блоков; наименование помещений и др. На плане также необходимо показать направления открывания дверей, причем полотна дверей в открытом положении не должны загромождать помещение.

На чертеже плана здания необходимо указать две линии (цепочки) размеров:

- на второй размерной линии проставляют размеры между модульными разбивочными осями несущих конструкций (наружных стен, внутренних капитальных стен или столбов);

- на первой размерной линии указывают общие (габаритные) размеры между осями наружных стен здания.

Первая размерная линия располагается на расстоянии 15-20 мм от внешнего контура здания. Если здание имеет выступающие части (эркер, крыльцо, ступени входа), то это расстояние принимают от наиболее выступающей части. Размерные линии следует располагать на расстоянии 7-10 мм друг от друга.

На расстоянии 2-3 мм от крайней размерной линии все разбивочные оси заканчивают кружками диаметром 7-10 мм, в которых указывают маркировочные цифровые и буквенные обозначения.

По горизонтали для обозначения вертикальных осей в кружках проставляют слева направо арабские цифры, по вертикали для обозначения горизонтальных осей указывают снизу вверх в алфавитном порядке русские заглавные буквы. Буквы З, О, X, Ы не применяют. Конец и начало одной оси обозначают одной и той же цифрой или буквой. Если план здания симметричен и имеет небольшие габариты, то простановка размеров и маркировка осей делается только слева и снизу плана.

Внутри плана здания ширину и глубину каждого помещения не проставляют, площади и названия помещений составляют в экспликацию на листе и в пояснительной записке.

На планах указывают линии разреза. Разрез обозначается арабскими цифрами или прописными буквами русского алфавита. Направление взгляда для разреза по плану принимают, как правило, снизу вверх и справа налево. Вне контура плана наносят линии сечения разрезов со стрелками, показывающими направление взгляда, и обозначают их цифрами или буквами по ГОСТу.

9.2 Разрез

Разрезом называется вертикальное сечение здания или сооружения (поперечное или продольное), проектируемое на соответствующие вертикальные плоскости проекций.

Разрезы дают представление о внутренних пространствах помещений, их высотах, о конструкции стен и междуэтажных перекрытий, о размещении лестничных клеток, конструкции лестниц, характере оконных и дверных проемов, о взаимном расположении помещений друг над другом.

Заданием предусматривается выполнение разреза по лестничной клетке, который разрабатывается после планов здания. Секущая плоскость разреза должна проходить между отдельными опорами, стенами, перегородками, балками, фермами и обязательно через проемы. В целях наглядности изображения допускается делать ступенчатые разрезы.

До выполнения разреза необходимо выбрать тип фундаментов, определить глубину их заложения, выбрать конструкции перекрытий, покрытий, лестничной клетки, кровли и т. д., определить высоту этажа. Глубина заложения фундаментов принимается без расчета, на основании глубины промерзания грунта в зоне строительства.

На разрезе показывают только те элементы здания, которые непосредственно попадают в плоскость разреза: стены, перекрытия, перегородки, лестницы, площадки и т. д. Все конструктивные элементы, попадающие в плоскость сечения, необходимо вычертить сплошной основной линией и выделить условными обозначениями материалы. Видимые линии контуров элементов, не попадающие в плоскость сечения, следует выполнить сплошной тонкой линией. Линии невидимых контуров (столбчатые фундаменты под отдельные опоры или стены, скрытые проемы и т. п.) наносят штриховой линией, толщиной, равной толщине сплошной тонкой линии.

На разрезе, вне контура чертежа, на расстоянии 15-20 мм от наружной поверхности стены проводят три вертикальные размерные линии:

- на первой указывают габаритные размеры оконных и дверных проемов, расстояние между проёмами по высоте, высоту цоколя (размеры проставляют цепочкой);

- на второй проставляют общие размеры от уровня земли до верха карниза и от уровня земли до подошвы фундамента;

- на третьей указывают следующие вертикальные отметки: глубины заложения подошвы фундамента, поверхности земли, верха отмостки, пола первого этажа, низа и верха проемов, верха карниза, верха трубы и верха конька крыши.

Отметкой называется выраженное в метрах превышение уровня данной горизонтальной плоскости над уровнем, принятым на ноль. За нулевую отметку принимают обычно уровень чистого пола первого этажа (ур. ч. п. ±0.000). Отметки выше пола первого этажа обозначают знаком плюс (+), ниже пола первого этажа знаком минус (-). Цифру отметки проставляют на линии-полочке условного знака с равносторонним треугольником, вершина которого показывает уровень отметки. Вершину треугольника можно направлять вверх или вниз, в зависимости от расстояния между отметками.

Под разрезом размещают две горизонтальные наружные размерные линии:

- на первой указывают размер между осями несущих конструкций (наружных и внутренних капитальных стен) и привязку наружных стен к крайним координационным осям;

- на второй проставляют общий (габаритный) размер между осями наружных капитальных стен здания.

Под размерными линиями располагают в кружках маркировочные обозначения осей соответственно обозначениям на плане.

На разрезе наносят: координационные оси, отметки низа фундамента и уровня земли, низа и верха проемов, козырька над входом, отметки чистого пола этажей, лестничных площадок, потолка верхнего этажа, парапетов, а также расстояние между координационными осями.

Поясняющие надписи к многослойным конструкциям следует делать над рядами горизонтальных линий - выносок, объединенных одной вертикальной линией, пересекающей конструкцию. В практике проектирования эту систему линий называют флажком. Размещение надписей на флажке должно соответствовать порядку расположения слоев конструкции - сверху вниз. Конструкции кровли и перекрытий крыши указывают в выносной надписи (на флажке), как для многослойной конструкции.

Вычерчивание разреза начинают с нанесения координационных осей, обозначения их марок и размеров между ними. Затем тонкими линиями проводят наружные и внутренние грани стен, намечают уровень земли, наносят высоту помещений и толщину перекрытий по всем этажам здания и вычерчивают конструкции чердака и кровли.

Далее вычерчивают часть здания ниже нулевой отметки, т. е. цоколь, отмостку, входные площадки, фундаменты.

Внутри контура разреза указывают расстояние от чистого пола до низа оконного проема, расстояние от верха оконного проема до низа перекрытия, высоту дверных проемов, высоту помещения, толщину перекрытия, привязку стен к координационным осям и толщину стен.

На разрезе маркируют те узлы, которые будут выполняться в чертежах деталей.

Под разрезом проставляют размеры между координационными (разбивочными) осями, их маркировку.

9.3 Фасад

Фасадом называется изображение наружного вида здания или сооружения, проектируемое на вертикальную плоскость проекции. Чертеж фасада дает представление о внешнем виде изображаемого сооружения и его архитектурной композиции, о пропорциях и соотношениях его элементов, об общих размерах и размерах его частей. Фасад здания должен соответствовать чертежам планов и разрезов, а архитектурные формы фасада - конструкциям здания. Фасад выполняется в масштабе, позволяющим выявить его эстетические и архитектурные свойства в полной мере (обычно в 2 раза больше, чем планы этажей). Если фасад здания выполняют в цвете, то необходимо выполнить дополнительно технический фасад с указанием разрезки на конструктивные элементы ограждающих конструкций (панели, крупные блоки).

Фасад выполняется после разработки планов и разреза. Вычерчивается главный фасад со стороны улицы. Чертеж фасада удобно выполнять, перенося размеры простенков и окон с разреза здания (их масштабы обычно совпадают). Высота здания, положение карниза, нижние и верхние отметки оконных проемов должны быть сверены с соответствующими высотами на разрезе.

Указывают также отметки уровня земли и парапетов, отметку козырька крыльца и крайние координационные оси. При желании студента можно показать антураж вокруг здания. Фасад отмывают тертой сухой тушью или красят акварелью, выполняют компьютерный чертеж в цвете.

Над фасадом выполняется надпись, указывающая, в каких осях он вычерчен, например: «Фасад 1-12». Под фасадом наносят первую и последнюю координационные оси.

9.4 План кровли

План кровли начинают разрабатывать с нанесения координационных осей и привязки к ним наружных стен. Затем наносят все надстройки (выходы на крышу, вентиляционные шахты и т. д.), показывают ограждения, парапет, водосточные воронки, направление уклонов и их величину.

Внешние размерные линии проставляются по аналогии с планом перекрытия.



9.5 Выполнение чертежей лестниц

Для графического построения лестницы необходимо знать высоту этажа, ширину марша, количество маршей в этаже и размеры ступеней или уклон марша.

Для вычерчивания лестницы в разрезе высоту этажа делят на отрезки, равные величине подступенка, через полученные точки проводят горизонтальные линии. Горизонтальную проекцию марша (его заложение) разбивают на отрезки, равные величине проступи, и через полученные точки проводят вертикальные прямые.

Полученная сетка пересечения горизонтальных и вертикальных линий позволяет выявить ступенчатый профиль лестницы. Найденный профиль служит основным для вычерчивания конструкции маршей и площадок. При вычерчивании лестницы необходимо следить за тем, чтобы нижний и верхний проступенки обоих маршей, примыкающих к одной площадке, находились в одной плоскости, т. е. на одной вертикальной линии в разрезе.

В тех случаях, когда вход в здание предусмотрен через лестничную клетку под первой промежуточной площадкой, проход под площадкой двухмаршевой лестницы (при высоте этажа 2,8-3,6 м) возможен лишь при устройстве дополнительного цокольного марша в 3-6 ступеней, ведущего на первую этажную площадку. Проход под площадкой должен иметь высоту не менее 2,1 м до низа выступающих конструкций. В целях использования стандартных элементов лестницы марши проектируют одинаковой длины, и только один цокольный марш будет короче. Подъем цокольного марша должен соответствовать разнице между уровнем пола первого этажа и уровнем земли. Стрелкой всегда обозначают направление движения по лестнице вверх.

В плане лестницы показывают внутренние размеры ширины и длины лестничной клетки, ширину маршей и промежутка между ними, ширину лестничных площадок, величину проступи и длину заложения марша. В разрезе лестницы проставляют отметки лестничных площадок, пола этажей, указывают ширину лестничных площадок и величину заложения марша, общую длину лестничной клетки, размеры основной ступени, а также все необходимые размеры маршей, площадок и других элементов, отличающихся от принятого типового решения лестницы. Если в конструкциях лестницы использованы стандартные сборные железобетонные элементы и детали, то на чертеже разреза лестницы указывают их маркировку по каталогу.

9.6 Архитектурно-конструктивные детали и узлы

Для разработки деталей рекомендуются следующие конструктивные элементы здания: утепление наружных стен (в частности - метод «термошуба»); сопряжение лестничных маршей с лестничными площадками; узел ригеля, детали устройства внутреннего водоотвода; узлы крепления перегородок; карнизный узел; крепление козырька над входом; детали полов, сопряжения междуэтажных и чердачных перекрытий с наружными стенами и др.

Детали должны быть привязаны к координационным осям и содержать все необходимые размеры, отметки и надписи. На планах или разрезе должны быть соответствующие ссылки на деталь.



10. Физико-технические расчеты

10.1 Расчет эвакуации людей из здания

Расчетное время эвакуации людей t_р следует определять, как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути t_i по формуле

где t₁ - время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин;

t₂, t₃,..., t_i - время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути.

Время движения людского потока по первому участку пути t₁, мин, вычисляют по формуле

где l₁ - длина первого участка пути, м;

v₁ - значение скорости движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, определяется по таблице 2 [10] в зависимости от плотности D, м/мин.

Плотность людского потока (D₁) на первом участке пути, м²/м², вычисляют по формуле:



где N₁ - число людей на первом участке, чел.;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, принимаемая равной, м², взрослого в домашней одежде - 0,1; взрослого в зимней одежде - 0,125; подростка - 0,07;

₁ - ширина первого участка пути, м.

Скорость v движения людского потока на участках пути, следующих после первого, принимается по таблице 10.1 в зависимости от значения интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути, которое вычисляют для всех участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле:

где _i, _i-1 - ширина рассматриваемого i-гo и предшествующего ему участка пути, м;

q_i, q_i-1 - значения интенсивности движения людского потока по рассматриваемому i-му и предшествующему участкам пути, м/мин, значение интенсивности движения людского потока на первом участке пути (q = q_i-1), определяемое по таблице 2 [10] по значению D₁, установленному по формуле (1).

...