ГРАЖДАНСКИЕ, ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

 

Классификация зданий и сооружений.

Сооружения представляют собой любые постройки. Сооружения подразделяют на здания и инженерные сооружения.

Зданиями являются жилые дома, цехи, школы, кинотеатры и т.д.

Инженерные сооружения предназначены для выполнения каких-либо определенных задач. Инженерными сооружениями являются колодцы, мосты, трубы, плотины и т.д.

Здания подразделяют на гражданские, промышленные и сельскохозяйственные.

К гражданским зданиям относят жилые дома и общественные здания культурно-бытового и административного назначения: учебные заведения, школы, поликлиники. Гражданские здания, возводимые в большом количестве по типовым проектам (жилые дома, школы) называют зданиями массового строительства. Гражданские здания, возводимые по индивидуальным проектам (музеи, офисные здания, спортивные центры) называют монументальными.

К промышленным относят здания, в которых размещаются средства производства и выполняются трудовые процессы, в результате которых получается промышленная продукция. Это фабрики, цехи, заводы, мастерские и т.п. Большая часть промышленных зданий является одноэтажными.

Сельскохозяйственные здания предназначены для нужд сельского хозяйства: для содержания скота и птицы, хранения кормов, выращивания овощей и т.п.

Все здания состоят из конструктивных элементов, предназначенных для выполнения определенных задач.

Конструктивные элементы зданий по назначению бывают: несущие, ограждающие.

Несущими называют конструкции, воспринимающие нагрузку и передающие ее ниже расположенным элементам здания или грунту.

Ограждающими называют конструктивные элементы, разделяющие здание на отдельные помещения, защищающие от атмосферных воздействий и обеспечивающие сохранение в зданиях требуемой температуры.

Различают две основные конструктивные схемы зданий: каркасную и бескаркасную.

В каркасных зданиях все нагрузки воспринимаются каркасом, представляющим собой систему колонн, прогонов, балок, связанных друг с другом. Стены каркасных зданий являются самонесущими (несут только собственную нагрузку). Стены могут передавать собственный вес как непосредственно на фундамент здания, так и на каркас, будучи прикрепленными к нему (такие стены являются, как правило, панельными и называются навесными). Примеры каркасных зданий – это промышленные и сельскохозяйственные здания: цехи, свинарники, теплицы.

В бескаркасных зданиях все нагрузки от крыши и перекрытий воспринимаются несущими стенами – продольными или поперечными или теми и другими одновременно. Примерами таких зданий являются гражданские здания: жилые дома, школы.

Существуют также здания с неполным каркасом: нагрузки воспринимаются как каркасом, так и несущими стенами.

 

Конструктивные элементы зданий и сооружений. Основания и фундаменты.

Основания и фундаменты воспринимают на себя нагрузку от несущих конструкций и передают ее грунту.

Основания представляют собой плотный и прочный грунт, в котором устраивается фундамент здания. Основания должны обладать большой толщиной слоя (мощностью), малой сжимаемостью, не подвергаться размыву грунтовыми водами, не обладать пучинистостью (способностью изменять свой объем при температурных перепадах).

Основания бывают естественными (скальные, гравелистые грунты) и искусственными (получаются путем трамбовки грунта, замены слабого грунта на слой прочного, устройства в слабых грунтах насыпных колонн из щебня или скреплением грунта строительными растворами). Основаниями не могут быть грунты, содержащие растительные остатки (торф, болотные грунты), а также насыпные грунты (легко размываются и неравномерно оседают).

Фундаменты представляют собой подземную часть здания или сооружения, передающую его нагрузку на естественное или искусственное основание. Нижняя часть фундамента для равномерного распределения нагрузки по большой поверхности расширяется.

Конструктивно фундаменты разделяют на: ленточные, столбчатые, сплошные и свайные.

Ленточные фундаменты выполняют в виде сплошной стенки, на которую опираются выше расположенные несущие стены. В поперечном сечении такие фундаменты имеют прямоугольную форму. Ленточные фундаменты проектируют под гражданские здания и устраивают их, как правило, из железобетонных блоков.

Столбчатые фундаменты передают на основания сосредоточенные нагрузки. Применяются в каркасных зданиях при использовании в качестве несущих конструкций колонны. Столбчатые фундаменты под колонны делают стаканного типа, в которые устанавливают колонны. Самонесущие стены также устанавливают на такие фундаменты, укладывая на уступ фундамента небольшой бетонный столбик, а на него – фундаментную балку. Данная балка и будет воспринимать на себя нагрузку самонесущих стен. Столбчатые фундаменты при больших нагрузках выполняют железобетонными, а при малых – бетонными.

Сплошные фундаменты устраиваются в виде сплошных железобетонных плит, укладываемых под все здание. Такие фундаменты применяют при больших нагрузках и слабых основаниях.

Свайные фундаменты устраивают с применением свай, которые по способу передачи нагрузки на основания подразделяются на сваи-стойки и висячие сваи. Сваи-стойки обладают большой длиной (20 и более метров) и применяются при слабых грунтах. Благодаря большой длине они проходят слабый грунт и упираются заостренным концом в прочные грунты. Висячие сваи обладают длиной 4-6 м и передают нагрузку окружающему грунту. При частых ударах по свае во время ее забивки в грунт происходит уплотнение грунта, что придает ему прочность. Количество висячих свай при устройстве фундамента гораздо больше, чем свай-стоек.

Глубина заложения фундамента – не менее 0,5 м, а для сборных фундаментов под внутренние стены – не менее 0,2 м.

Для борьбы с капиллярной водой, способной разрушить стены здания, поверх фундамента (на уровне 150-200 мм выше уровня отмостки) укладывают слой гидроизоляционного материала. При высоком уровне грунтовых вод производят герметизацию подвала гидроизоляционным материалом.

 

Стены и перегородки.

Стены являются как ограждающими, так  и несущими конструкциями зданий (иногда – ограждающими и самонесущими).

К стенам предъявляются требования: прочность, устойчивость к воздействиям окружающей среды, огнестойкость, стойкость к воздействию дождевых вод, низкая теплопроводность, хороший внешний вид. Самонесущая стена, разделяющая два или несколько смежных помещений, называется перегородкой.

Стены из кирпича. Стены из глиняного обыкновенного или силикатного кирпича нашли широкое применение при строительстве гражданских зданий. Они просты в изготовлении и обладают низкой стоимостью.

Кирпичные стены и перегородки в зависимости от назначения кладут толщиной в

0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 кирпича.

Толщину раствора между кирпичами принимают равной 1 см.

Кирпичные стенки и перегородки обладают значительной теплопроводностью и их толщину назначают по теплотехническому расчету. Кирпичную кладку ведут с перевязкой швов.

Для кладки стен применяют также железобетонные блоки в форме параллелепипеда. Стены из крупных блоков выполняются исходя из принятой разрезки – схемы членения стены. Наиболее распространенная разрезка – двухрядная, - включающая в себя простеночные, подоконные и перемычечные блоки.

Устанавливают блочные стены с применением монтажных кранов.

Стены из крупных панелей нашли широкое применение при массовом строительстве гражданских зданий. Панели могут иметь слоистую конструкцию с заполнителем из вспененного полимера. Двухслойные панели состоят из несущего слоя (тяжелый бетон) и теплоизоляционного слоя (легкий бетон).  Панели могут быть как несущими, так и навесными. Панели для несущих стен делают толщиной до 40 см, а для самонесущих и навесных – до 30 см. В конструкции панелей предусматривают металлические детали для сварки их с другими панелями при монтаже. Панели наружных стен изготавливают размером на одну или две комнаты. Панели внутренних стен зданий изготавливают толщиной 14-16 см из легких или тяжелых бетонов. В таких панелях предусматривают сквозные пустоты для дымовых и вентиляционных каналов. Для промышленных зданий панели изготавливают размерами 6 (12)*1,2 (1,8) м.

 

Перекрытия и полы.

Перекрытиями разделяют здания на этажи (междуэтажные), ими перекрывают подвалы и подвальные этажи (надподвальные), а также верхние этажи (чердачные, если здание имеет чердак).

Перекрытия должны выдерживать действующие на них постоянные и временные нагрузки, не допускать прогибов сверхустановленных норм, быть огнестойкими и обеспечивать звукоизоляцию.

Перекрытия делают деревянными (редко) и из каменных материалов.

В промышленном и гражданском строительстве наиболее широкое распространение получили железобетонные перекрытия. В качестве перекрытий могут выступать сборные железобетонные настилы и плиты.

Плиты могут быть сплошными и слоистыми (с теплоизоляционным слоем), размерами, как правило, на одну комнату. Такие плиты укладывают на несущие стены здания.

В зданиях гражданского назначения широкое применение получили сборные пустотелые настилы. Настилы выступают в качестве несущих однопролетных балок.

Полы предназначены для непосредственного контакта конструкции здания с элементами, создающими статические и динамические нагрузки (люди, машины). К полам предъявляют требования: прочность, износостойкость, эластичность, бесшумность, малое пылеобразование, несгораемость, эстетичность.

В качестве полов выступают цементно-песчаные стяжки или бетонные, асфальтобетонные слои (монолитные полы); керамические плитки, паркет, ламинат и досчатые настилы (полы из штучных материалов), а также полимерные рулонные материалы.

 

Крыши и покрытия.

Крыши состоят из двух основных частей: несущей (воспринимает нагрузки от собственной массы, снега, ветра и передает их на несущие конструкции здания) и ограждающей (водонепроницаемая конструкция с основанием под нее).

Выделяют следующие конструкции крыш: чердачную и бесчердачную.

Чердачные крыши защищают здание от атмосферных осадков, а бесчердачные – выполняют функцию не только защиты зданий от атмосферных осадков, но и чердачного перекрытия и получили название совмещенных.

Для легкого стока воды крыши делают с уклонами, в зависимости от величины уклона крыши бывают:

-       плоские (уклон до 3%);

-       скатные (уклон более 3%):

-       скатные пологие (уклон до 15%),

-       скатные крутые (уклон более 15%).

 

Крыши гражданских зданий могут быть как плоскими, так и скатными. Скатные крыши бывают односкатными, двускатными и четырехскатными. Несущими элементами скатных крыш являются стропила, выполненные из брусьев или бревен.

Крыша покрывается водоупорным слоем – кровлей. Кровля выполняется из рулонных материалов (рубероид, толь на холодных мастиках), а также из штучных материалов (керамическая или асбоцементная черепица или листы, металлочерепица).

Крыши промышленных зданий изготавливаются на основе несущих конструкций – железобетонных балок и ферм. По фермам укладывают железобетонные настилы. Кровля поверх настилов выполняется из рулонных материалов (рубероид).