Arkhitektura_i_stroitelnye_konstruktsi1

В зависимости от характера работы различают жёсткие (трапециидальные или с уступами) фундаменты, материал которых воспринимает только сжимающие усилия, и гибкие, работающие на сжатие с изгибом.

Монолитные ленточные фундаменты применяют при строительстве малоэтажных зданий. В зданиях средней этажности и в многоэтажных зданиях применяют сборные ленточные фундаменты. Бетонные блоки стен фундаментов имеют форму параллелепипеда с пазами по торцам (рис. 4.4.1).

Рис. 4.4.1. Элементы сборных ленточных фундаментов:

а –бетонный сплошной блок; б – то же, пустотелый; в – железобетонная сплошная подушка; г – то же, ребристая; 1 – монтажные петли.

Сборные ленточные фундаменты менее трудоёмки. Их устраивают из элементов заводского изготовления – железобетонных подушек и бетонных полнотелых или пустотелых фундаментных блоков. Сборные подушки фундаментов бывают прямоугольной, трапециидальной или иной формы, их укладывают на утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100 – 150 мм вплотную друг к другу с нормированным зазором 20 мм (непрерывные фундаменты) или с разрывом от 200 до 900 мм (прерывистые фундаменты). (рис. 4.4.2.).

Рис. 4.4.2. Ленточный сборный фундамент:

а – поперечный разрез и раскладка элементов фундамента по фасаду; б – общий вид; 1 – армированный пояс; 2 – стена; 3 – фундаментные блоки; 4

– подушки; 5 – монолитная заделка; 6 – песчаная подготовка.

31

Монолитные железобетонные фундаменты устраивают в тех случаях, когда требуется значительная ширина подушки фундамента при небольшой её высоте, и такие фундаменты называют гибкими, так как их подушки работают на изгиб. Ширина верхнего обреза железобетонных фундаментов может быть меньше толщины опирающейся на них стены.

При проектировании фундаментов особое внимание следует уделять горизонтальной и вертикальной гидроизоляции стен.

Вкаркасных зданиях возможно применение фундаментов в виде перекрещивающихся лент под колонны каркаса.

При строительстве зданий на слабых грунтах по фундаментным подушкам и по верхнему обрезу фундаментных стеновых блоков устраивают монолитные железобетонные распределительные пояса для восприятия усилий, вызванных неравномерной осадкой грунта оснований.

Вкрупнопанельном и объёмно-блочном домостроении стенки ленточных фундаментов, устанавливаемых на подушки, могут выполняться из крупноразмерных ребристых цокольных панелей под наружные стены и безраскосных железобетонных ферм (фундаментных рам) под внутренние стены или в виде объемных фундаментных блоков.

4.3.2. Столбчатые фундаменты

Столбчатые (отдельные) фундаменты устраивают под стойки каркаса, а также под стены бескаркасных зданий при прочных основаниях и незначительных нагрузках на них либо если слой грунта, служащий основанием, залегает на значительной глубине.

В здания с несущими и самонесущими стенами фундаментные столбы устанавливают в углах здания, в местах пересечения и примыкания стен, под простенками, а также в промежутках на расстоянии 2,5 – 4,0 м. По фундаментам устраивают сборную или монолитную фундаментную балку, служащую опорой для стены. Песчаная подушка высотой не менее 0,6 м необходима для того, чтобы избежать действия на фундаментную балку сил пучения.

4.3.3. Сплошные фундаменты

Сплошные фундаменты устраивают под высотные здания, заводские трубы, насосные станции и др. Они могут быть: 1) в виде гладких плит; 2) в виде ребристых плит (с ребрами вверх или вниз); 3) коробчатые.

4.3.4. Массивные фундаменты

Массивные фундаменты устраивают под башни, мачты, мостовые опоры, колонны, станки и другое оборудование.

32

4.4. Свайные фундаменты

Они нашли широкое применение. Особенно целесообразны при наличии слабых, неравномерно деформируемых оснований.

Основные элементы – сваи и ростверк.

Сваи представляют собой погруженные в грунт или изготовленные в грунте стержни, передающие нагрузки от сооружения на основание.

По материалу сваи могут быть железобетонные, бетонные, деревянные и металлические.

По характеру работы сваи делят на сваи-стойки и висячие сваи. Сваи- стойки передают нагрузки на прочный грунт преимущественно нижним концом. Висячие сваи не достигают прочного основания и передают нагрузку на сжимаемые грунты преимущественно боковой поверхностью.

По способу изготовления различают забивные сваи, сваи-оболочки, набивные сваи, буровые сваи и винтовые сваи.

Свайные ростверки – это плиты или балки, объединяющие оголовки свай и обеспечивающие их совместную работу. Различают ростверк в виде:

1)свайного куста, объединяющего небольшое количество свай (под колонны, мачты, дымовые трубы);

2)свайной полосы (под стены);

3)свайного поля, объединяющего большое количество свай и устраиваемого по всей площади здания.

Во всех случаях расстояние в осях между сваями принимается не менее 3d, где d – диаметр круглой или сторона квадратной сваи.

5. Покрытия гражданских зданий

5.1. Общие сведения о покрытиях

Покрытия предназначены для защиты зданий от атмосферных воздействий – осадки, солнечная радиация, температурные воздействия и др.

Покрытия могут быть чердачными и бесчердачными (совмещенными); плоскими (с уклоном скатов i 2,5%), пологими или малоуклонными (2,5 i10%) и скатными (i 10%); с внутренним или наружным организованным или неорганизованным водоотводом.

5.2. Скатные чердачные крыши

Применяют, главным образом, в зданиях малой и средней этажности со стенами из каменных материалов или дерева. Включают несущие элементы (стропила) и основание кровли (обрешетку). Уклон скатов зависит от материала кровли, района строительства и эстетических требований.

33

Стропила по характеру работы делят на наслонные (распорная система) и висячие (безраспорная система)

Наслонные стропила устраивают в зданиях с продольными внутренними несущими стенами, а также в зданиях с поперечными несущими стенами или отдельными опорами, если расстояние между ними не превышает 6 м.

Основные элементы наслонных стропил (стропильные ноги, прогоны, мауэрлат, стойки, подкосы, лежень, ригель, кобылки и др.) выполняют из брусьев, бревен или досок.

Конструктивная схема наслонных стропил в каждом конкретном случае определяется в зависимости от ширины здания, наличия опор, материала кровли и др.

Висячие стропила – это деревянные или металлодеревянные фермы, которые устанавливают в зданиях пролетом до 18 м, не имеющих промежуточных опор.

Для скатных чердачных крыш характерен наружный организованный или неорганизованный (здание высотой не более 2 этажей не выходит фасадом на улицу и имеет вынос карниза не менее 600 мм).

Для чердачных скатных крыш применяют волнистые асбестоцементные листы (обычного, усиленного и унифицированного профиля), различные виды черепиц, кровельную сталь, алюминиевые листы и т.д.

5.3. Бесчердачные или совмещенные покрытия

Такие покрытия, не имеющие чердачного пространства, допускается применять в зданиях не более 4-х этажей, так как они имеют существенные недостатки:

-недолговечность;

-невозможность определения места протекания;

-трудность ремонта.

Использование современных и долговечных кровельных материалов в значительной степени снижает вероятность появления дефектов.

По конструкции совмещенные покрытия могут быть

невентилируемыми и вентилируемыми. В последнем случае устройство воздушной прослойки над утеплителем или отверстий в утеплителе позволяет удалить влагу из утеплителя, а, следовательно, улучшить теплотехнические свойства покрытия.

Для совмещенных покрытий чаще всего применяют многослойные рулонные кровли.

5.4. Чердачные малоуклонные покрытия.

Применяются в крупноэлементных многоэтажных зданиях. Могут быть с теплым и с холодным чердаком.

34

Холодный чердак имеет неограниченную область применения. Основной недостаток – большое число пропусков каналов, а, следовательно, большую вероятность протечек.

1 – утепленное чердачное перекрытие;

2 – стеновая панель;

3 – неутепленная фризовая панель; 4 – вентиляционный блок, утепленный в уровне чердака; 5 – водосборная воронка;

6 – утепленный в уровне чердака стояк.

В зданиях с теплым чердаком его используют как вентиляционную камеру. Чердак каждой секции изолирован.

1 – неутепленное чердачное перекрытие;

2 – утепленная стеновая панель;

3– оголовок-диффузор вентблока;

4– вытяжная шахта (общая для секции);

5– неутепленный стояк.

Кровли чердачных покрытий могут быть рулонными и безрулонными. При безрулонной кровле защитные функции выполняет водонепроницаемый бетон кровельной панели, защищенный гидроизоляционными мастиками (кремнийорганическими), наносимыми на поверхность панели в заводских условиях.

Уклон ската безрулонной кровли должен быть не менее 5%, а уклон лотка не менее 3%. Кровельные панели имеют ребра, выступающие над поверхностью кровли на 10 см.

1 – корытообразная кровельная панель;

2 – П-образный нащельник;

3 – цементно-песчаный раствор

6. Лестницы

По назначению делятся на:

-основные или главные (общего пользования);

-вспомогательные (чердачные, подвальные, запасные, пожарные, аварийные);

-входные.

По расположению в здании:

-внутренние закрытые;

-внутренние открытые;

-внутриквартирные;

-наружные.

Лестницы состоят из лестничных маршей и лестничных площадок. Уклон лестницы определяется как тангенс угла наклона марша и зависит от ее назначения (1/3;1/2; 1/1,75; 1/1,5; 1/1,25). Ширина лестничных маршей и

35

площадок зависит от назначения лестницы, габаритов перемещаемых предметов и требуемой пропускной способности.

По конструктивному решению лестницы могут быть:

-мелкоэлементные;

-крупноэлементные.

Мелкоэлементные лестницы чаще применяют в зданиях малой и средней этажности со стенами из каменных материалов или дерева. К ним относятся лестницы по железобетонным косоурам, по металлическим косоурам, деревянные лестницы по косоурам, прибоинам и тетивам.

Крупноэлементные лестницы применяют двух основных видов:

-из отдельных маршей и площадок:

-из лестничных маршей, совмещенных с полуплощадками:

7.Перегородки

Кперегородкам предъявляют следующие требования:

-прочность;

-устойчивость;

-хорошая звукоизолирующая способность;

-гвоздимость;

-влагостойкость;

-воздухо- и паронепроницаемость;

-индустриальность;

-экономичность.

Перегородки, устраиваемые на всю высоту помещения, называются

разделительными, а не на всю высоту помещения – выгораживающими

(перегородки-ширмы). Разделительные перегородки характерны для гражданских зданий. Выгораживающие чаще применяются в производственных или административных зданиях.

По условиям эксплуатации различают перегородки:

- стационарные; - сборно-разборные; - трансформируемые. Стационарные перегородки устанавливают на весь срок эксплуатации

здания. Они опираются на несущие конструкции перекрытия или на подстилающий слой пола первого этажа.

Так как перегородки не должны воспринимать вертикальные нагрузки от вышележащих конструкций, их не следует доводить до потолка минимум на 10 мм. Крепление к потолку осуществляется с помощью металлических анкеров, а к стене – с помощью закреп, забиваемых в деревянные пробки, устраиваемые в стенах.

Перегородки могут быть изготовлены из мелких элементов (кирпичные, из керамических камней, гипсовых плит) и из крупных панелей

36

(из гипсобетона, фибролита, ячеистого бетона) размером на комнату или шириной 0,6 – 1,2 м, а высотой равной высоте помещения.

Для улучшения звукоизоляционных свойств межквартирные перегородки выполняют трехслойными, с воздушной прослойкой или утеплителем между наружными слоями из гипсобетона.

Сборно-разборные перегородки имеют аналогичное конструктивное решение, но отличаются креплением к несущим конструкциям.

Трансформируемые перегородки подвешиваются к несущим конструкциям перекрытия или, при небольшой массе, опираются на пол. Применяют перегородки:

1)раздвижные;

2)откатные;

3)гармончатые;

4)шарнирно складывающиеся;

5)подъёмные.

8.Светопрозрачные вертикальные конструкции

Кним относятся окна, балконные двери, витражи и витрины. Светопрозрачные ограждения должны обладать тепло- и

звукоизолирующими свойствами, быть водо- и воздухонепроницаемыми, обеспечивать возможность естественной вентиляции помещений, должны быть просты в монтаже и удобны в эксплуатации.

Размеры светопрозрачных ограждений назначают с учетом обеспечения в помещениях нормативной освещенности и требований экономики.

Для светопрозрачных ограждений могут быть использованы стекла в виде листов или в виде изделий (стеклопрофилит, стеклоблоки).

Крепление светопрозрачного материала в ограждении может быть

переплётным и беспереплётным.

Переплёт – это деревянный, алюминиевый, стальной, железобетонный или пластиковый каркас, к которому крепится стекло. Переплеты могут крепиться непосредственно к стенам (неоткрывающиеся окна) или к оконным коробкам из того же материала. Переплет и оконная коробка составляют так называемый оконный блок.

В зависимости от требований тепло- и звукоизоляции, а также климатических условий района строительства окна могут иметь от 1 до 4 рядов остекления. В последнее время широко применяются стеклопакеты.

Для окон гражданских зданий обычно применяют переплетное остекление с раздельными или спаренными переплетами.

37

При заполнении проемов стеклопрофилитом или стеклоблоками их крепление обычно выполняется беспереплетным.

10. Двери

Дверной блок состоит из дверной коробки и дверного полотна.

По назначению двери делятся на:

-наружные;

-внутренние;

-специальные. По материалу:

-деревянные;

-металлические;

-стеклянные.

Деревянные двери чаще всего применяют щитовые и филёнчатые Металлические двери бывают рамочные и бескаркасные. Стеклянные двери выполняют из закаленного стекла толщиной 8–10

мм с обвязкой металлическими профилями или без обвязки. По способу открывания дверного полотна:

-распашные;

-качающиеся;

-складчатые;

-вращающиеся.

11. Конструкции гражданских зданий из объемных блоков

Объемные блоки – это крупные объемно-пространственные элементы, каждый из которых заключает в себе какой-либо функциональный фрагмент здания: комнату, лестничную клетку и т.п. Блоки в СССР были разработаны в 1950-х гг. прошлого века, а в массовое производство внедрены в конце 1960- х – начале 1970-х годов.

По массе различают блоки малые (дот 10 т) и большие (до 25 т). Малые блоки широко применяют не только в зданиях из объемных

блоков, но также в панельных, каркасно-панельных зданиях и др. Чаще всего это санитарно-технические кабины, тюбинги лифтовых шахт и объемнопространственные элементы фасадов.

1 – проектируются несущими; 2 – самонесущие, каждый высотой на этаж, соединяются на сварке + цементно-песчаный раствор; 3 – могут быть ненесущими и самонесущими.

Тяжелые (большие) блоки – это жилая комната, лестничная клетка, санитарно-кухонный блок. Их обычно проектируют несущими и выполняют из тяжелого или легкого конструктивного бетона.

По конструктивно-технологическим признакам различают блоки типа

«колпак», типа «стакан» и типа «лежащий стакан».

38

Внашей стране объёмно-пространственные блоки применяют в зданиях объёмно-блочной бескаркасной конструктивной системы и объёмно- блочно-стеновой конструктивной системы.

Впервом случае (бескаркасная система) блоки устанавливают друг на друга столбами (пилонами) на всю высоту здания. Пилоны соединяют между собой поэтажно на сварке. Допускаются варианты размещения блоков со сдвижкой, консольно и т. п.

Для объёмно-блочно-стеновой системы характерно чередование пилонов и несущих панельных стен. В этом случае в пилонах размещают наиболее трудоёмкие элементы (санитарно-кухонные помещения и лестничные клетки).

Наиболее широко применяют объемные блоки типа «лежащий стакан»

сприставной панелью наружной стены и типа «колпак» с приставной панелью пола.

Вобъемно-блочных зданиях перекрытия и внутренние стены получаются двойными (между внутренними гранями помещений 200 мм).

Так как наружные стены должны быть достаточно теплыми (не менее 300 мм), в зданиях с блоками типа «колпак» наружные стены выполняют тонкими, а затем устанавливают наружную утепляющую панель.

Взданиях с объемными блоками типа «лежащий стакан» обычно используют 3-хслойные панельные наружные стены.

При условии качественного выполнения строительно-монтажных работ такие здания имеют повышенную звукоизолирующую способность.

10.Монолитные и сборно-монолитные здания

Монолитными считают здания, в которых все несущие конструкции выполнены из монолитного бетона. В сборно-монолитных зданиях часть конструкций выполняют из монолитного бетона, а часть - из сборных железобетонных изделий.

Первое монолитное здание на территории СССР было построено в 1880 г. Новый этап применения монолитного бетона начался в 1960-е годы. В 1970-х годах были созданы индустриальные опалубки. В 1980-х гг. – начало бурного развития этой отрасли домостроения.

Монолитные здания чаще всего проектируют бескаркасными. Сборномонолитные – как бескаркасными, так и каркасными.

Для бескаркасных зданий чаще всего применяют скользящую,

объёмно-переставную, крупнощитовую, мелкощитовую и блочную

опалубку. Для строительства каркасных зданий используют щитовую

опалубку, метод подъёма этажей (МПЭ), метод подъёма перекрытий (МПП) и др.

Независимо от принятого конструктивного решения здания внутренние стены бескаркасных зданий (как монолитных, так и сборномонолитных) выполняют монолитными из тяжелого или легкого конструктивного бетона толщиной не менее 160 и 180 мм соответственно.

39

Наружные стены могут выполняться в монолитном, сборномонолитном и сборном вариантах. Монолитные стены выполняют однослойными из легкого бетона толщиной 300-500 мм. По современным требованиям к теплоизоляционным свойствам ограждающих конструкций этого недостаточно. Их приходится утеплять снаружи (термошуба).

Сборно-монолитные стены содержат монолитный слой толщиной не менее 120 мм и сборный элемент стены («скорлупа»), который выполняет утепляющие и защитно-отделочные функции и располагается снаружи. Скорлупа соединяется с монолитным слоем гибкими связями и служит его оставляемой опалубкой.

1 – внутренний слой из монолитного бетона; 2 – однослойная панельскорлупа из легкого бетона; 3 – гибкие связи; 4 – двухслойная панель с наружным слоем из легкого или тяжелого конструктивного бетона и эффективным утеплителем.

В сборном варианте наружных стен используют обычные панели гражданских зданий, легкие стеновые конструкции, кирпич и т.д.

Перекрытия также могут решаться в сборном (из многопустотных плит и ли сплошных плит размером на комнату), монолитном (плита толщиной не менее 160 мм) и сборно-монолитном вариантах.

Сборно-монолитные перекрытия состоят из двух элементов: нижней сборной железобетонной плиты толщиной 40-60 мм, выполняющей функцию несъемной опалубки, и верхнего монолитного бетонного слоя толщиной 100-

120 мм Остальные элементы (лестницы, перегородки, лифтовые шахты и т.п.)

обычно выполняют сборными из типовых изделий заводского изготовления. Так как монолитные здания очень чувствительны к неравномерным

осадкам основания и температурным воздействиям, их рекомендуется разбивать на температурные блоки длиной не более 50-60 м, а также использовать фундаменты, исключающие неодинаковые перемещения различных точек здания (сплошные, свайные).

3. Объемно-планировочные и конструктивные решения

промышленных зданий

3.1.Классификация промышленных зданий

3.1.1.Классификация промышленных зданий по назначению

Все производственные здания, прежде всего, классифицируют по отраслям производства. Существует около 150 видов отраслей промышленности, а разновидностей предприятий и производств – несколько тысяч.

40