ЛЕКЦИИ по АСГ. Лекция 1 Введение. Понятие архитектурный проект Цель и задачи учебной дисциплины Основы архитектурного проектирования

• Название: Лекция 1 Введение. Понятие архитектурный проект Цель и задачи учебной дисциплины Основы архитектурного проектирования
• Анкор: ЛЕКЦИИ по АСГ.doc
• Дата: 02.05.2017
• Размер: 8.23 Mb.
• Имя файла: ЛЕКЦИИ по АСГ.doc
• Тип: Лекция; #6321
• страница: 10 из 14

Конструктивные элементы здания




В зависимости от назначения здания подразделяются на жилые, общественные и промышленные, а по материалу, из которого возводятся стены, на каменные (из природных или искусственных каменных материалов) и деревянные.

По этажности здания делятся на одноэтажные и многоэтажные.

Любое здание в целом и все его конструктивные элементы в отдельности должны обладать прочностью, устойчивостью, долговечностью и определенной степенью огнестойкости.

Прочность и устойчивость зданий и их отдельных частей определяются расчетом в соответствии с нагрузками, которые действуют при эксплуатации здания. Эти нагрузки слагаются из собственного веса здания, полезной нагрузки (веса людей, мебели, оборудования) и временной нагрузки (вес снега, действие ветра и т. п.). Величины нагрузок для зданий каждого вида устанавливаются действующими нормами.

Конструктивные элементы здания по функциональному назначению подразделяются на две основные группы: 1) несущие; 2) ограждающие. Несущие конструкции воспринимают нагрузки, возникающие в здании. Ограждающие конструкции служат для защиты помещений здания от атмосферных воздействий. Некоторые конструкции выполняют одновременно функции и несущих и ограждающих конструкций.

Каждое здание состоит из следующих основных конструктивных частей: а) фундамент; б) стены и столбы; в) перекрытия; г) лестницы; д) перегородки; е) крыша; ж) окна и двери.

1. Фундаменты. Фундаменты передают на грунт нагрузку от зданий. Грунт, расположенный под фундаментом и воспринимающий эти на­грузки, называется основанием. Основание не должно деформироваться и давать неравномерные осадки. Неравномерные осадки могут привести к появлению в стенах здания трещин, а иногда и к полному его разрушению. Основания могут быть естественные и искусственные.

Естественным основанием является грунт, обладающий достаточной несущей способностью для восприятия давления от возводимого на нем здания. Если несущая способность естественного основания недостаточна, то приходится прибегать к устройству искусственных оснований. Искусственные основания могут осуществляться непосредственным уплотнением грунта при помощи трамбования, вибрации, пропитки его специальными цементирующими составами или путем замены слабого грунта основания более прочным и устройства песчаных подушек или, наконец, при помощи устройства свайных оснований.

По конструкции фундаменты делятся на ленточные, столбчатые и сплошные. В зависимости от технологии возведения фундаменты могут быть сборные и монолитные.

Материалом для возведения фундаментов служат бетон, железобетон, бутобетон, бутовая или кирпичная кладка и даже дерево.

Глубина заложения фундамента зависит от вида грунта, глубины его промерзания в данной местности и от уровня грунтовых вод. В пучинистых (глинистых) и влажных грунтах глубина заложения фундамента делается ниже глубины промерзания на 0,1—0,2 м. В скальных, крупнообломочных грунтах, а также в крупно- и среднезернистых песках глубина промерзания не влияет на глубину заложения фундаментов, которая делается на 0,5—0,7 м ниже поверхности земли. Фундаменты под внутренние стены отапливаемых зданий заглубляются не менее чем на 0,5 м ниже уровня земли независимо от глубины промерза­ния грунта.

Ленточные фундаменты. Ленточные фундаменты представляют собой непрерывные стены. В простейшем случае ленточные фундаменты имеют прямоугольную форму в поперечном сечении.

Ленточные фундаменты могут быть сборными и монолитными. Сборные фундаменты возводятся из бетонных или железобетонных фундаментных блоков-подушек и из бетонных стеновых блоков.

Монолитные ленточные фундаменты выполняются из бетона, бутобетона и бутовой кладки. Наименее экономичными и наиболее трудоемкими являются фундаменты из бутовой кладки, так как их возводят вручную. Применяют такие фундаменты только для малоэтажных зданий, возводимых в районах, где бутовый камень является местным материалом.

Столбчатые фундаменты. Фундаменты в виде отдельных столбов называются столбчатыми.

Когда давление под подошвой фундамента меньше расчетного сопротивления грунта, экономичнее вместо ленточных фундаментов применять столбчатые. В малоэтажном строительстве в крупнопанельном и каркасном строительстве в шовном применяют столбчатые фундаменты. Столбы фундамента обязательно располагают под углами здания и в местах пересечения стен, а по длине стены - на расстоянии от 2 до 6 м между осями столбов. Столбчатые фундаменты делают из бутовой кладки, бутобетона бетона и железобетона и кирпича. Фундаментные столбы перекрывают железобетонными фундаментными балками, которые называются рандбалками. На рандбалках возводятся стены.

Сплошные фундаменты. В случае больших нагрузок на фундамент от веса здания и очень слабых грунтов применяют сплошные фундаменты под всем зданием в виде железобетонной ребристой монолитной плиты.

Гидроизоляция фундаментов и стен подвала. Фундаменты увлажняются грунтовыми водами и просачивающейся через грунт атмосферной влагой. Вследствие капиллярности фундаментов влага поднимается по нему и вызывает увлажнение стен здания. Для предотвращения этого явления применяют гидроизоляцию стен в виде двух слоев рубероида, оклеенных между собой водонепроницаемой битумной мастикой. Гидроизоляцион­ный слой располагают в цоколе выше уровня тротуара или отмостки на 15—25 см по цементной стяжке

2. Стены. Стены — это вертикальные ограждения, защищающие помещения от воздействия окружающей среды и отделяющие одно помещение от другого. По своему назначению и месту расположения в здании делятся на наружные и внутренние. Стены нередко выполняют не­сущие функции. По характеру воспринимаемых нагрузок стены могут быть:

несущие — воспринимающие нагрузки от собственного веса и опирающихся на них конструкций, передающие нагрузку на фундамент;

самонесущие — воспринимающие нагрузку только от собствен­ного веса в пределах высоты здания и передающие нагрузку на фундамент;

навесные — передающие нагрузку от собственного веса на междуэтажное перекрытие.

В соответствии со своим назначением стены должны обладать достаточной прочностью, устойчивостью, теплозащитными и звукоизоляционными свойствами, быть огнестойкими, долговечными, экономичными и индустриальными. Индустриальность стен достигается путем возведения их из возможно более крупных элементов, изготовляемых на заводах. Для снижения стоимости стен целесообразно применять местные дешевые материалы.

По месту расположения в здании стены делятся на наружные и внутренние; по материалу - на каменные, деревянные и грунтовые. По своей конструкции каменные стены в свою очередь подразделяются на: 1) стены из каменной кладки, 2) стены из сборных крупноразмерных элементов.

Архитектурно-конструктивные элементы стен. Обычно стены зданий по архитектурным и конструктивным соображениям расчленяют в вертикальном и горизонтальном направлениях на отдельные части. Эти членения придают фасадам зданий определенные пропорции и масштабность, а также служат для устранения монотонности гладких стен.

В простейшем случае стена по высоте делится на три части: цоколь, поле стены, карниз. При более сложных решениях фасада могут появиться междуэтажные карнизы и пояса, а из элементов вертикальных членений — выступы, раскреповки, лопатки, пилястры и колонны.

Цоколем называется нижняя, слегка выступающая часть сте­ны, которая предохраняет самую уязвимую часть здания от механических повреждений и сырости. Поэтому облицовка цоколя выполняется, как правило, из прочных влагоустойчивых материалов. Плавный переход от цоколя к стене осуществляется с помощью архитектурного профиля, называемого кордоном.

В настоящее время часто в панельном строительстве встречается новое решение цоколя — «вподрезку». Подрезной цоколь образуется возведением выше уровня земли фундаментной стенки, выполненной из тонких железобетонных элементов, обладающих необходимой прочностью и водостойкостью. Сама стена нависает над цоколем.

Карнизами называются горизонтальные, профилированные выступы стены. Верхний карниз, который завершает поле стены, называется венчающим карнизом. Венчающий карниз значительно выступает из поля стены. Это объясняется его функциональным назначением: он отводит от стены дождевые и талые воды.

Важными и широко распространенными элементами здания являются также балконы, эркеры и лоджии.

Балконом называется консольная конструкция в виде откры­той огражденной площадки, выступающей за внешнюю поверхность стены здания на уровне междуэтажных перекрытий.

Эркером называется выступающая за плоскость фасада и огражденная наружными стенами часть здания, увеличивающая площадь комнаты.

Лоджией называется ниша на фасаде здания, открытая со стороны фасада и огражденная с других сторон стенками.

Все перечисленные выше архитектурно-конструктивные эле­менты здания, имея многообразную форму и разработку, являются в руках проектировщика, наряду с архитектурной композицией, теми средствами, при помощи которых он придает зданию разнообразное архитектурно-художественное выражение.

С изменением господствующих направлений в архитектуре и, главное, с развитием строительной техники изменяются и основ­ные средства архитектурной выразительности.

Кирпичные стены. Кирпичные стены могут выполняться однородными, т.е. сложенными целиком из обыкновенного пли легкого кирпича, и неоднородными, облегченными, в которых часть кирпичной кладки заменена тем или другим термоизоляционным материалом.

Кирпич все еще остается наиболее распространенным искусственным камнем для возведения каменных стен. Глиняный и силикатный кирпич имеет стандартные размеры 250X120Х65 мм.

Толщина однородных кирпичных стен всегда кратна половине кирпича. В малоэтажных или в верхних этажах многоэтажных зданий толщина наружных стен принимается, главным образом, исходя из теплотехнического расчета. Она делается равной 1; 1,5; 2,0; 2,5; 3 кирпичам. С учетом толщины вертикальных швов, равной 1 см, толщина этих стен соответственно будет 25; 38; 51; 64; 77 см.

Для облегчения стен и уменьшения их толщины вместо обычного полнотелого кирпича применяют на строительстве дырчатый и пористо-дырчатый кирпич, обладающий значительно меньшим объемным весом и малой теплопроводностью.

Оконные и дверные проемы в кирпичных стенах перекрыва­ются перемычками, поддерживающими вышележащую кладку и перекрытия. Перемычки делаются сборными железобетонными в виде брусков или плит.

Для обеспечения нормальной тяги дымовые и вентиляционные каналы устраиваются, как правило, во внутренних стенах. Сечение дымовых каналов делается 1/2X1 кирпича, а вентиляционные каналы могут иметь сечение уменьшенное— 1/2Х1/2 кирпича. Минимальная толщина кладки вокруг каналов и между ними равна 1/2 кирпича. Каждая печь или кухонный очаг должны иметь самостоятельный дымовой канал.

Стены из мелких блоков. С целью уменьшения веса наружных стен, а следовательно, и снижения их стоимости приме­няется кладка из керамических и легкобетонных камней.

Керамические камни применяются размером 250X 120Х 138 мм с 7 или 18 открытыми с обеих сторон вертикальными щелевидными пустотами. Легкобетонные камни изготовляются сплошны­ми и пустотелыми со сквозными или несквозными пустотами. Для наружных стен зданий применяют главным образом пусто­телые камни. Размеры основных камней для стен — 390X190X188 мм.

Крупноблочные стены. В основе крупноблочного и крупнопанельного строительства лежит идея разбивки здания на крупноразмерные конструктивные элементы весом 3—5 т. Это дает возможность максимально индустриализировать строительство, т.е., перейдя на заводское изготовление конструкций, превратить строительную площадку в монтажную, где все работы производятся механизированным путем. Такой способ строительства поз­воляет строить в любое время года с минимальными затратами рабочей силы.

Крупные стеновые блоки обычно изготовляют из легких бетонов.

Толщина блоков наружных стен принимается равной 400, 500, 600 мм, в зависимости от климатических условий и объемного веса применяемого шлакобетона. Толщина блоков для внутренних стен принимается обычно равной 400 мм.

Крупнопанельные стены. Конструкция стен из круп­ных панелей является наиболее индустриальной и прогрессив­ной. Крупные стеновые панели представляют собой большеразмерные плиты заводского изготовления с вделанными в них ок­нами и дверьми. По своей конструктивной схеме крупнопанель­ные здания делаются каркасными и бескаркасными. Стены панельных зданий по характеру своей работы могут быть несущими, самонесущими и навесными. В каркасных панельных зданиях следует применять только навесные панели, а в бескаркасных — несущие или самонесущие. Несущие панели делаются обычно размером на комнату, самонесущие и навесные могут иметь размер даже на две комнаты. Ширина таких стеновых панелей принимается равной высоте этажа. Для наружных стен, кроме стеновых панелей, делают еще панели цокольные и карнизные. Вертикальные стыки располагают по осям поперечных стен или перегородок, а горизонтальные — на уровне междуэтажных перекрытий.

3. Перекрытия — горизонтальные несущие конструкции, разделя­ющие здание на этажи и передающие нагрузку на стены и отдельные опоры. В зависимости от месторасположения в здании перекрытия делятся на междуэтажные, надподвальные, чердачные.

Как сказано, перекрытия разделяют здание по высоте на отдельные этажи. Являясь жесткими диафрагмами, они обеспечивают устойчивость и прочность здания в целом. Пе­рекрытия состоят из несущей части, воспринимающей нагрузки и передающей их на стены, и ограждающей, в состав которой вхо­дят полы и потолки.

Перекрытия должны удовлетворять требованиям прочности, жесткости, огнестойкости, долговечности, звукоизоляции. Чердач­ные перекрытия и перекрытия над неотапливаемыми подвалами должны отвечать, кроме того, требованиям теплоизоляции. Перекрытия должны быть индустриальными и экономичными, т. е. они должны монтироваться из крупноразмерных, унифицирован­ных элементов, изготовленных на заводе.

В зависимости от материалов, из которых выполняются несущие конструкции перекрытия, они разделяются на железобетон­ные, деревянные и перекрытия по стальным балкам.

В настоящее время использование деревянных балок для пе­рекрытий гражданских зданий ограничено, а применение сталь­ных балок полностью запрещено. Таким образом, основным ма­териалом для несущих конструкций перекрытий сейчас является железобетон.

Железобетонные перекрытия. Железобетонные пере­крытия подразделяются на монолитные и сборные. Монолит­ным перекрытием называется перекрытие, возводимое на мес­те строительства, в самом здании путем бетонирования в опа­лубке. Применение монолитных перекрытий должно быть экономически и технически оправдано и встречается в строитель­стве только в том случае, когда конфигурация и размеры плана здания не позволяют применить типовые сборные элементы, изготовляемые на домостроительных комбинатах.

Основным видом железобетонных перекрытий являются сбор­ные, собираемые из элементов заводского изготовления.

Сборные железобетонные перекрытия в свою очередь делятся на три основные группы: а) балочные; б) перекрытия в виде на­стилов; в) крупнопанельные.

Перекрытия по железобетонным балкам. Железобетон­ные балки перекрытий имеют тавровое сечение. Уклады­ваются балки на несущие стены на расстоянии друг от друга в осях 600, 800, 1000 мм. Заполнение межбалочного простран­ства производится в виде наката из гипсобетонных и легкобе­тонных плит или легкобетонных двухпустотных камней-вкладышей, которые опираются на полки балки.

Перекрытия в виде настилов. В этом типе перекрытия несущая часть и заполнение совмещены в одном элемен­те — настиле. Настилы в строительстве встречаются плоские и ребристые. Плоские настилы могут быть сплошными и пусто­телыми. Настилы укладываются вплотную друг к другу, опираясь своими концами на несущие стены. Швы между ними замоноличиваются цементным раствором. Опорами для настилов могут служить также прогоны.

Настилы выпускаются заводами строительных изделий в со­ответствии с каталогом индустриальных изделий, и каждому типу присваивается своя марка. Марка состоит из буквенной ча­сти, соответствующей начальным буквам наименования изделия, и цифровой части, обозначающей длину и ширину изделия в де­циметрах. Например: ПП-28-8 обозначает: плита плоская (одно­слойная, сплошная), длина 2800 мм, а ширина 800 мм; ПД-59-8— плита двухслойная (сплошная), длина 5900 мм, ширина 800 мм; ПК-59-12 — плита с круглыми пустотами, длина 5900 мм, ширина 1200 мм; ПО-59-12 — плита с овальными пустотами, длина 5900 мм, ширина 1200 мм.

Крупнопанельные перекрытия. Настилы большой площади, перекрывающие целые комнаты и имеющие вес от 3 до 5 т, называются крупными панелями. Применяются они при крупнопанельном строительстве.

Деревянные перекрытия. Деревянные перекрытия до сих пор находят достаточно широкое применение в сельских местно­стях, особенно лесной зоны. Перекрытия из дерева имеют неболь­шой объемный вес, обладают прекрасными звукоизоляционными, теплоизоляционными качествами и дешевы в изготовлении. Не­достатками деревянных перекрытий являются: низкая степень огнестойкости и подверженность за­гниванию.

Деревянные перекрытия делаются по балкам прямоугольно­го сечения. Балки изготовляются из хвойных пород с влажностью не более 18%. Расстояние между осями балок применяют 600, 800 и 1000 мм.

Для создания поперечной жесткости здания балки связыва­ются с внешними стенами и между собой на внутренних стенах анкерами.

Основное отличие надподвальных и чердачных перекрытий от междуэтажных, независимо от материала их несущих конструкций заключается в толщине теплозащитного слоя. В чердачных' перекрытиях под утеплителем прокладывается пароизоляционный слой из одного-двух слоев рулонного материала (толь, пергамин, толь-кожа), наклеенного на мастике. В перекрытиях над холодными помещениями пароизоляционный слой располагается над утеплителем. Чердачное перекрытие не имеет пола, надподвальное – потолка.

Полы. В состав конструкции пола входят: основание (черный пол), одежда (чистый пол) и различные прослойки, соединяющие чистый пол с основанием.

Деревянные полы могут быть дощатые (однослойные и двух­слойные) и паркетные.

При перекрытиях по железобетонным балкам с плитным за­полнением и по ребристым настилам с укладкой панелей ребра­ми кверху, а также при перекрытиях по деревянным балкам ос­нованием под дощатые двухслойные и паркетные полы являются лаги, уложенные по балкам и ребрам через 750—800 мм в осях, с прибитыми поверх досками черного пола.

Однослойные дощатые полы настилаются из строганных шпунтованных досок непосредственно по лагам. Под лаги подкладываются звукоизоляционные прокладки, чтобы предотвра­тить материальный перенос звука. Поверх черного пола крепятся доски чистого пола, при двухслойных дощатых полах, или клепки паркета — при паркетных. Между паркетной клепкой и досками черного пола прокладывается картон или строительная бумага для устранения скрипа при ходьбе.