1.Понятия о зданиях и сооружениях. Основные элементы зданий
Здания – это наземные строения, предназначенные для жилья, а также производственных, культурно-бытовых целей.
Здания делят на несколько групп:
а) жилые
б) общественные
в) промышленные
г) сельскохозяйственные
Сооружения – это строения специального назначения.
а) мосты
б) тоннели
в) каналы
г) линии электропередач
д) шахты
е) башни, мачты и др.
Все здания, несмотря на их различия, состоят из ограниченного числа элементов. К основным элементам здания относят: фундаменты, каркас, стены, перегородки, перекрытия, покрытия, лестницы и лифты, двери, окна.
Фундаменты – это подземные конструкции зданий, они передают нагрузку от здания на основание. Нагрузка передается через колонны и стены здания, которые опираются на фундамент.
Все остальные конструкции – наземные. Они делятся на две основные группы:
несущие
ограждающие
Несущие – воспринимают нагрузки от веса оборудования, снега, ветра, людей, находящихся в здании.
Ограждающие – служат для защиты помещений от воздействий окружающей среды, а также отделяют помещения одно от другого.
Отдельные элементы (стены, перекрытия, покрытия) могут одновременно выполнять функции несущих и ограждающих конструкций.
Стены делят на наружные и внутренние. Наружные отделяют здание от окружающей среды, служат для защиты от атмосферных осадков, а внутренние – разделяют здание на отдельные помещения по горизонтали. Тонкие стены, предназначенные только для выделения отдельных помещений и не воспринимающие никаких нагрузок, называются перегородками.
По вертикали здания разделяют на этажи. Для этой цели служат перекрытия. Это конструкции всегда несущие и всегда подлежащие расчету. Сообщение между этажами осуществляются лестницами, лифтами.
Перекрытия – это горизонтальные диафрагмы, к этому же типу относятся покрытия.
Несущие конструкции здания в совокупности образуют пространственную систему, которая называется несущим остовом здания. Все конструкции остова соединены между собой. Их можно разделить на горизонтальные и вертикальные элементы, всегда можно выделить рамы, состоящие из стоек и ригелей.
В зависимости от вида остова различают две основные конструктивные схемы здания:
каркасную
бескаркасную
В каркасных зданиях вся нагрузка воспринимается системой колонн (стоек), которые вместе с горизонтальными элементами образуют каркас. Каркас называется полным, когда стойки воспринимают все нагрузки, а стены выполняют только ограждающие функции.
Если же наружные стены воспринимают нагрузку, они называются несущими, а каркас называется неполным.
2.Основные требования к зданиям и их конструкциям
Каждое здание должно удовлетворять предъявленным к нему требованиям – функциональным, техническим, экономическим, архитектурно – художественным.
Функциональные требования.
Каждое здание должно быть целесообразным, то есть возможно более полно отвечать своему назначению, обеспечивать нормальные технические, санитарно – гигиенические и другие условия его эксплуатации в течение всего срока службы.
Такие условия создают ____________ соответствующего состава, размеров, формы и расположения помещений, оборудования, внутреннего транспорта и др. Для обеспечения эксплуатационных качеств здания необходимы правильный учет природно – климатических условий строительного района, правильная ориентация здания по сторонам света, соответствующее его инженерными и санитарно – техническими устройствами, средствами связи, достаточная освещенность, соответствующий температурно – влажностный режим, акустические качества.
Здание должно обладать определенной архитектурно – художественной выразительностью, которая определяется его назначением и природными условиями и отражает национальные архитектурные формы и традиции. Здание необходимо увязывать с соседней застройкой.
Все эти вопросы решаются на стадии архитектурного проекта, который разрабатывается на основании технологического задания на проектирование.
Технические требования.
В техническом отношении здание и его отдельные конструктивные элементы должны отвечать требованиям прочности, устойчивости, долговечности и огнестойкости.
Прочность и устойчивость здания зависят от прочности и устойчивости его конструкций, от надежности их взаимной связи, обеспечивающей зданию пространственную жесткость, а также от надежности основания.
Все эти вопросы решаются в процессе расчета и конструирования элементов здания.
Долговечность определяется прочностью и устойчивостью как здания в целом, так и отдельных его элементов в течение намечаемого срока службы без потери требуемых эксплуатационных качеств. Ее обеспечивают соответствующим выбором несущих конструкций, а также материалов, отвечающих не только требованиям прочности, но и морозостойкости, влаго -, био – коррозионной стойкости.
Каждому зданию присваивается определенная степень долговечности, которая установлена нормами проектирования. По долговечности здания делят на три степени:
- здания 1-ой степени – срок службы более 100 лет;
- здания 2-ой степени – срок службы не менее 50 лет;
- здания 3-ей степени – срок службы не менее 20 лет.
Нормы проектирования регламентируют также необходимую степень огнестойкости здания, которая назначается в зависимости от пожарной опасности производства, степени возгораемости конструкций и строительных материалов. Все конструкции делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.
СНиП устанавливает пять степеней огнестойкости зданий и сооружений. Каменные здания могут быть I, II, III степени огнестойкости в зависимости от свойств перегородок и перекрытий. Деревянные здания: оштукатуренные - IV, неоштукатуренные – V. Предел огнестойкости выражается в часах и соответствует продолжительности сопротивления конструкций. При этом предел огнестойкости принимается либо по потере несущей способности, либо по образованию сквозных трещин, либо по нагреву поверхности противоположной воздействию огня до 160 С.
Экономичность здания измеряют капитальными затратами при строительстве и эксплуатационными расходами; она зависит от целесообразной организации функционального процесса, протекающего в здании, рационального использования площадей и объемов, рационального выбора материалов и конструкций, правильной организации строительных работ.