ГОСЫ. Конструирование в дизайне среды
 Скачать 404.02 Kb.
|
|
КОНСТРУИРОВАНИЕ В ДИЗАЙНЕ СРЕДЫ 1.Требования, предъявляемые к строительным конструкциям Любое здание должно отвечать следующим требованиям: функциональной целесообразности, архитектурно-художественной выразительности, целесообразности технических решений, надежности, санитарно-техническим требованиям с учетом природно-климатических и других местных условий, требованиям техники безопасности и экономичности строительства. В этом перечне первым поставлено требование функциональной целесообразности. Это не случайно. Всякое здание является материально-организованной средой пребывания человека для осуществления им разнообразных процессов (труда, отдыха, быта). Санитарно-гигиенические требования проявляются в требованиях к физическим качествам среды пребывания человека: поддержанию необходимой температуры и влажности воздуха помещений, их чистоте, обеспечению звукового и зрительного комфорта, инсоляции, естественного освещения помещения. Все эти требования непосредственно зависят от природно-климатических и других факторов и могут устанавливаться только в связи с ними. Надежность – способность зданий и сооружений безотказно выполнять заданные функции в течение всего периода эксплуатации. Свойство отдельных конструкций сохранять заданные качества в течение установленного срока их службы в определенных условиях при заданном режиме эксплуатации (климатических и других условиях) без разрушений, деформации, потери внешнего вида называется долговечностью конструкций. Степень долговечности – требуемый срок такой службы, исчисляемый в годах. Установлены три степени долговечности: I степень – при сроке службы не менее 100 лет II степень – не менее 50 лет III степень – не менее 20 лет Требуемая степень долговечности конструкций должна обеспечиваться подбором строительных материалов, обладающих показателями стойкости по отношению к тем воздействиям, которым будет подвержена конструкция в процессе ее эксплуатации: морозостойкости, влагостойкости, биостойкости, стойкости против коррозии. Если таковых нет, то обязательно нужно учесть меры защиты менее стойких материалов, или изменить конструктивные решения, уменьшающие внешние воздействия. Требования к долговечности конструкции распространяются и на ее детали (стыки, узлы сопряжений и т.п.) Еще одно требование к зданиям – огнестойкость. Чем больше предполагаемый срок службы здания и его конструкций, тем выше должна быть степень их огнестойкости. Установлено пять основных степеней огнестойкости зданий (1,2,3,4,5 латиницей) и три дополнительных (3а,3б,4а). Каждая из этих степеней взаимосвязана с конструктивными характеристиками зданий, их этажностью и т.п. и устанавливается (назначается) типологическими СНиПами. Каждой степени огнестойкости здания должны соответствовать: минимальные пределы огнестойкости строительных конструкций, максимальные пределы распространения огня по ним и группы горючести применяемых строительных материалов. Минимальный предел огнестойкости конструкций - это время в часах, в течение которого данная конструкция сопротивляется действию огня или высокой температуры до появления сквозных трещин, потеря конструкцией несущей способности (обрушение). Максимальный предел распространения огня устанавливает допустимый размер повреждения конструкций вследствие огня. Значение пределов огнестойкости и пределов распространения огня различны в зависимости от того к какому конструктивному элементу здания они относятся (стены, перекрытия, колоны, элементы покрытий). Наиболее жесткие требования предъявляются к элементам несущего остова (стены, колонны). Требования к огнестойкости зданий и к долговечности их конструкций могут быть различными в зависимости от назначения здания, где и на какой строк оно строится. Капитальность- совокупность свойств, присущих зданию в целом, значимость, значение для чего. Установлены четыре класса зданий по капетальности.1. Крупные общественные здания, жилые многоэтажные дома, электростанции, правительственные учреждения.2. общественные здания массового строительства (больницы, сады, школы), производственные здания, жилые дома высотой 6-9 этажей.3. Жилые дома не более 5 этажей. 4. Малоэтажные здания, временные общественные здания. После установления класса здания по капитальности, выявляют соответствующие ему минимально необходимые требования по степеням огнестойкости и долговечности. В состав требований предъявляемых к зданиям и их элементам входят и требования по обеспечению их противопожарной безопасности. Важное требование, предъявляемое к зданиям,- экономичность архитектурно-технических решений. Основные критерии экономичности: единовременные капитальные вложения, эксплуатационные расходы, стоимость износа и восстановительная стоимость здания. Важное требование, предъявляемоек зданиям – экономичность архитектурно-технических решений. Сборные элементы и их механизированный монтаж позволяют существенно снизить затраты труда на строительной площадке. Рациональный выбор типов ограждающих конструкций, качество их материалов играют важную роль в сокращении эксплуатационных расходов. (Казбек – Кадиев «Архитектурные конструкции» стр.14, раздел I.3 «Осн. требования, предъявляемые к зданиям и их элементам») 2.Нагрузки и воздействия Важнейшее значение несущего остова - конструктивной основы здания – состоит в восприятии нагрузок, действующих на здание. Нагрузки делятся на две группы: постоянные и временные. Постоянные – собственный вес всех без исключения элементов зданий и другие виды нагрузок. К временным относят: полезные, т.е. функционально необходимые – нагрузки от периодически пребывающих в помещениях людей, стационарного или передвижного оборудования и т.п., нагрузки, связанные с природными факторами района строительства (снеговые, ветровые, сейсмические, температурные воздействия). Временные нагрузки подразделяют на длительно действующие, кратковременные и особые. По характеру действия нагрузки могут быть статические (например, от собственной массы) или динамическими (порывы ветра, вибрации..). По месту приложения усилий различают нагрузки, сосредоточенные (вес оборудования) и равномерно распределенные (от снегового покрова). По направлению нагрузки могут быть горизонтальными (ветровой напор, тормозные силы подвижного оборудования, сейсмические нагрузки) и вертикальными (вес). Нагрузки важно учитывать не только в расчетах, но и на всех стадиях проектирования, а качестве количественных критериев оценки принимаемых решений. Дело в том, что в зависимости от условий, для одних и тех же видов нагрузок может быть значительная разница их нормированных значений. Так величина равномерно распределенных полезных нагрузок на перекрытия жилых зданий может отличаться от тех же нагрузок производственных в 10-20 раз. Нормативные снеговые нагрузки в зависимости от района строительства разнятся в 5 раз. Поэтому для снежных районов существенна форма крыш. В отличие от несущих конструкций, для которых первичной является оценка их статистической работы под нагрузками, для ограждающих первичными являются воздействия не силового характера: потоков влаги и тепла, распространение звуковых волн и т.д. Факторы, воздействующие на ограждающие конструкции: рисунок в учебнике (диффузия влаги, осадки, ветер, солнечная радиация, лед, зона трещин, конденсат). ( В частных случаях к ним могут быть добавлены: химическая агрессия как с внешней так и с внутренней стороны, особый тепловлажностный режим помещений. В этих условиях стена должна в первую очередь удовлетворять требования теплотехники. (Казбек – Казиев «Архитектурные конструкции» стр.23, раздел II.1 «Общ. принципы проектирования несущ. остова и его элементов») 3.Фундаменты гражданских зданий Фундамент является основным конструктивным элементом несущего остова здания, принимающим на себя все нагрузки строения и передающим их на грунт. Материалы, из которых делают фундаменты, должны обладать высокой морозостойкостью, механической прочностью, долговечностью и не разрушаться под агрессивным воздействием грунтовых вод (бетон, бутобетон, железобетон). По характеру конструктивного решения и особенностям выполнения различают следующие типы фундаментов: - ленточный (состоящий из непрерывной в плане стеновой опоры под всей длиной нагруженной стены здания). Размер подошвы фундамента определяют расчетом в зависимости от массы надземной части, материала фундамента и несущей способности грунта. Для изготовления ленточного фундамента применяют любые строительные материалы, кроме дерева. - столбчатый (представляющий собой ряд отдельных опор, устанавливаемых под стойками или колоннами, а также под стенами, опертыми на фундаментные балки). Балки принимают на себя нагрузку стен и передают ее на столбы. Столбы устанавливают в местах пересечения стен и в промежутках между ними с определенным шагом, который определяется расчетом в зависимости от массы здания и несущей способности грунта. - свайные (устраиваемые из свай, опускаемых в грунт) - сплошные или плитные, состоящие из общей фундаментной плиты, принимающей вес всего здания) По технологии возведения фундаменты разделяют на монолитные и сборные; по величине заглубления – на фундаменты мелкого заложения(менее 2м) и глубокого (более 3м). Плоскость нижней части фундамента называют подошвой, ее уширение – подушкой, а грунт под ней – основанием. Глубина заложения фундаментов назначается в зависимости от объемно-планировочного и конструктивного решения здания, величины и характера нагрузок, геологических характеристик грунта, гидрогеологических и климатических условий. Между архитектурно – планировочным решением дома, конструкцией фундамента и состоянием грунта существует определенная взаимосвязь. При наличии в проекте подвала или цокольного этажа, фундамент должен быть ленточной конструкции, чтобы выполнять функцию стены подвала. Важно также учитывать состояние грунта. Например, если дом ставят на грунты с высоким уровнем стояния грунтовых вод, то толщина стенок ленточного фундамента увеличивается за счет дополнительных элементов гидроизоляции, что приводит к некоторому уменьшению площади помещений подземной части дома. (Казбек – Казиев «Архитектурные конструкции» стр.46, глава IV «Фундаменты малоэтажных жилых зданий»; стр.324, XXV.4 «Основы проектирования фундаментов») 4.Перекрытия гражданских зданий. Требования, предъявляемые к перекрытиям. Материалы перекрытий. Междуэтажные перекрытия – одна из наиболее сложных и ответственных частей многоэтажных зданий, требующая ¼ общих затрат на постройке. Поэтому важно, чтобы перекрытия были индустриальны, технологичны, экономичны. Перекрытия совмещают два вида функций: несущую и ограждающую. Ограждающие функции состоят в изоляции помещений, расположенных друг над другом, от разного рода внешних воздействий. Несущие – в необходимости «нести» нагрузки, постоянные и временные. Для восприятия этих нагрузок и передачи усилий на вертикальные опоры в состав конструкции перекрытий входят несущие элементы – балки, плиты. Они должны обладать надлежащей несущей способностью и жесткостью. Несущая способность - восприятие конструкцией без разрушения этих нагрузок при наихудших комбинациях их сочетаний). Жесткость – это характеристика конструкции, оценивающая ее способность сопротивляться деформациям изгиба из своей плоскости; характеризуется величиной прогибов перекрытий. Несущие конструкции перекрытия должны также обеспечивать восприятие деформации изгиба и сдвига в своей плоскости, при восприятии горизонтальных нагрузок, действующих на здание: они являются горизонтальными диафрагмами жесткости здания и обеспечивают совместность работы всех вертикальных элементов несущего остова. Для изготовления несущих элементов перекрытий применяются несгораемые материалы: железобетон на тяжелом и легком заполнителях, стальной профилированный настил, металлические балки. Перекрытия из мелкоразмерных элементов, применяемые в малоэтажных жилых и общественных зданиях. В многоэтажных производственных зданиях с каркасным несущим остовом системы перекрытия подразделяют на балочные – с регелями, расположенными либо поперек здания, либо вдоль здания, либо перекрестно и на безбалочные перекрытия, не имеющие выступающих ребер (ригелей, балок). Безбалочные перекрытия состоят из плоской многопролетной железобетонной плиты, опертой через капители на колонны, которые обычно располагаются в квадратной сетке.названы из-за отсутствия выступающих ребер-ригелей. Перекрытия выполняются сборными, монолитными и сборно-монолитными. (Казбек – Казиев «Архитектурные конструкции» стр.181-184, глава XIV.4 «Требования к перекрытиям, принципиальные схемы их решений») 5.Крыши гражданских зданий. Крыша- верхняя конструкция, отделяющая помещения здания от внешней среды и защищающая их от атмосферных осадков и других внешних воздействий. Состоит из несущей части (стропил) и изолирующих (ограждающих) частей, в том числе- наружной водонепроницаемой оболочки – кровли. Крыши устраивают чердачные и бесчердачные. Чердачные бывают холодными и утепленными. Утепленная крыша устраивается при наличии и при отсутствии чердака, когда функции чердачного перекрытия и кровли совмещаются. В производственных зданиях чердаки обычно не приняты. Скатные крыши являются одной из разновидностей покрытий зданий, ограждающих их сверху от различных атмосферных воздействий. Геометрически выполняются в виде одной или нескольких наклонных плоскостей – скатов, способствующих быстрому стеканию дождевых и талых вод. Обычно эти скаты устраиваются над чердаком, вследствие чего их называют чердачными скатными крышами в отличие от бесчердачных (совмещенных) покрытий. Конструктивно скаты состоят из верхнего водонепроницаемого ограждающего слоя – кровли и поддерживающей ее системы несущих элементов крыши – стропил и обрешетки. Требования к материалам кровли вытекают из ее назначения: водонепроницаемость, морозостойкость, стойкость против воздействия солнечной радиации, стойкость к хим. агрессии веществ, осаждающихся из атмосферы, и т.д. Область применения чердачных скатных крыш ограничивается в основном гражданскими зданиями малой и средней этажности. При установлении формы крыши существенное значение имеет уклон ее скатов (уклон покрытий). Он определяется плоским углом наклона ската к условной горизонтальной плоскости и выражается в градусах, процентах. Уклон покрытий тесно связан с кровельным материалом: каждому материалу присущи допустимые пределы этого уклона. Покрытия с уклонами порядка 5 и 10% называют пологими. Покрытия с уклонами кровель до 2,5% называют плоскими. По кол-ву скатов чердачные крыши бывают одно-, двух-, четырех- и многоскатными. Архитектуру крыши формируют также такие ее элементы, как полувальмы, слуховые окна, наличие мансард и т.п. Ребро двугранного угла, образуемого в вершине крыши двумя скатами, называется коньком. Треугольный скат крыши, расположенный в торце вытянутого в плане здания, называется вальмой; неполный торцовый скат – полувальмой. Выступ крыши перед фасадом, заканчивающийся капельником, препятствующим стеканию и смачиванию водой поверхностей стены, называется свесом. Вынос свеса обычно больше (или равен) 50-60 см. В местах пересечения соседних скатов образуется двугранный угол, который может быть выступающим и западающим. Линия пересечения выступающего ребра называется накосным ребром; западающего – ендовой. (Казбек – Казиев «Архитектурные конструкции» стр.93, глава IX «Крыши и кровли зданий малой и средней этажности») 6.Стены гражданских зданий. Наружные стены панельных жилых домов. От правильного выбора конструкций панелей наружных стен во многом зависят эксплуатационные качества жилого дома. Панели наружных стен подразделяют в зависимости от перекрываемых пролетов на одно- и двухмодульные (размером на «одну» или «на две комнаты»); в зависимости от разрезки в пределах высоты этажа – на однорядную и двухрядную; в зависимости от наличия проемов – на глухие, с оконными проемами, с оконными и балконными проемами; в зависимости от их роли в несущей системе – на несущие и навесные; по материалу и конструктивным разновидностям – на однослойные из легких бетонов и многослойные железобетонные. Наружные стены каркасных зданий. Наружные стены в каркасных зданиях решаются навесными и являются заполнением каркаса. Панельные наружные стены в каркасных многоэтажных зданиях выполняются двух разновидностей: однослойные керамзитобетонные панели, многослойные панели с внутренними и наружными слоями из железобетона. Приемы членений и привязок наружных ограждений каркасных зданий обеспечивают необходимую пластичность стен и разнообразие объемно-планировочных решений – организацию западов, сдвигов, поворотов, смещений, перепадов по высоте. Панели наружных стен опираются на специальные элементы перекрытия – фасадные распорки и фасадные ригели – и крепятся к железобетонному каркасу с помощью монтажных сварных соединений. Для придания архитектурной выразительности используют различные облицовки панелей, в частности керамической плиткой, стеклянной плиткой или различными присыпками – гранитной или мраморной крошкой. Для особо крупных и ответственных в архитектурном отношении гражданских зданий применяют панели с облицовкой естественными материалами. В ряде случаев применяют конструкции наружных стен, в которых панели выполняют только теплоизолирующие функции, а декоративные решаются с помощью доп.конструкции – «рубашки», выполняемой из различных материалов, например закаленного цветного стекла. (Казбек – Казиев «Архитектурные конструкции» стр.235, глава XVII «Стеновые ограждающие конструкции») 7.Основные конструктивные элементы зданий и сооружений. Конструктивные элементы – самостоятельные части или элементы здания, каждый из которых имеет свое определенное назначение: стены. Фундамент, крыша и т.п. Конструктивные элементы подразделяют на несущие и ограждающие. Назначение несущих конструктивных элементов здания (несущих конструкций) – воспринимать все виды нагрузок и воздействий силового характера (от собств.массы частей здания, от людей, мебели, снеговых отложений, давления ветра и т.п.) и передавать их через фундамент на грунт. Назначение ограждающих конструкций – изолировать пространство здания от внешней среды, разделять это пространство на отдельные помещения и защищать от всех видов несилового хар-ра (атмосферные осадки, потоки тепла и влаги, вызванные разностями температур, шум и вибрация и т.п.) Примеры несущих конструкций: фундаменты, колонны, балки и т.д.; Ограждающих: перегородки, кровли, окна, двери и т.д. Многие конструктивные элементы явл. одновременно и несущими и ограждающими. Фундаменты – подземные конструктивные элементы зданий, воспринимающие все нагрузки от выше расположенных вертикальных элементов несущего остова. Перекрытия – горизонтальные конструкции, разделяющие здание на этажи; одновременно выполняют несущие и ограждающие функции. Различают перекрытия: междуэтажные, чердачные, надподвальные. Крыша – верхняя конструкция, отделяющая помещения здания от внешней среды и защищающая их от атмосферных осадков и других внешних воздействий. Перегородки – вертикальные ограждающие конструкции, отделяющие одно помещение от другого. Лестницы – наклонные, ступенчатые конструктивные эл-ты, предназначенные для вертикальных коммуникаций в зданиях. Элементы стен и перегородок – оконные и дверные проемы – заполняют оконными и дверными блоками. Все виды ограждающих светопрозрачных поверхностей называют светопрозрачными ограждениями. Основные конструктивные элементы здания – горизонтальные (перекрытия, покрытия), вертикальные (стены, колонны) и фундаменты, - взятые вместе, составляют единую пространственную систему – несущий остов здания. (Казбек – Казиев «Архитектурные конструкции» стр.10, глава I «Здания и их элементы») |