Тема 1.8 Значение конструктивных и строительных систем для архитектуры многоэтажных жилых домов

Одна из главных задач проектирования жилого здания - эффективное использование конструктивных систем и методов возведения для конкретных условий места и времени. Выбор конструкций и метода возведения здания непосредственно обусловлен объемно-планировочной структурой жилого дома и определяет структуру ограждающего пространства.

Правильный подбор конструктивных систем и методов возведения позволяет спланировать и осуществить строительство жилого дома, и затем эксплуатировать долгое время.

В любой конструктивной системе расстояние между несущими конструкциями называют пролетом, а ритм несущих конструкций - шагом. Помещение всегда перекрывают по меньшей его стороне: пролет конструкции перекрытия (плит, панелей, балок, ригелей) чуть больше меньшей стороны помещения.

Тогда большую сторону разбивают на расстояния кратные шагу балок (или плит перекрытия). Различают конструктивную систему поперечных стен с узким шагом (на помещение) - 3,0-4,5 м, с широким шагом (на целый дом) - 4,5-7,2 м и более, и смешанным шагом, при котором чередуются узкий и широкий шаг. Наиболее перспективными являются системы широкого и смешанного шага, позволяющие выполнять перепланировку в случае изменения потребностей или состава семьи.

Конструктивные системы обеспечивают прочность, устойчивость и долговечность жилого дома. В основе конструктивной системы лежит несущий остов жилого здания. Полную информацию о примененных конструкциях и способе домостроения дают планы и разрезы жилого здания.

Стеновой несущий остов реализуется в системах поперечных, продольных и перекрестных стен. Нагрузка от конструкций, людей и оборудования передается на фундамент линейно вдоль стен по ее продольной оси, которую на плане здания называют координационной. В капитальных зданиях вес здания принимает ленточный фундамент под каждой несущей стеной.

В жилых домах с продольными несущими стенами координационные оси стен располагаются параллельно наружным стенам, отступая друг от друга на величину пролета конструкции перекрытия. В современной практике при высоте этажа около 3 м глубину помещения, т. е. пролет конструкций перекрытия принимают не более 6 м.

Ширина помещения в такой системе может быть произвольной, ибо боковые стены формируются перегородками. Это позволяет создавать протяженные светлые помещения зального типа. Не менее важна возможность перепланировки помещений без нарушения несущего остова. Однако художественные возможности формирования наружной стены здания здесь ограничены.

В жилых зданиях с поперечными стенами координационные оси стен располагаются перпендикулярно наружным стенам с некоторым ритмом, который называют шагом стен. Такая система появилась сравнительно недавно в связи с внедрением в строительную практику железобетонных несущих стен и опор.

Недостаток этой конструктивной системы связан с невозможностью варьировать ширину жилых помещений, которая раз и навсегда ограничена поперечными несущими стенами. Однако появляется возможность перемещать наружные стены помещений внутрь здания (лоджия) и наружу (эркеры, ризалиты) и на этой основе формировать сложное объемное построение здания.

В высококачественном жилище со стеновым остовом применяют трех- или четырехпролетную конструкцию, которая так же может быть в зависимости от ориентации входа в дом дольной или поперечной. Для зданий этого класса характерен развитый план сложной формы, поэтому стеновой остов может быть перекрестным, т.е. иметь и продольные и поперечные несущие стены.

Каркасный остов имеет следующие конструктивные схемы: с поперечным или продольным расположением ригелей, безригельную систему. В каркасном остове стены заменены отдельно стоящими опорами, принимающими нагрузку от вышележащих этажей; опоры связывают в единую систему балки, которые несут плиту перекрытия. Нагрузка от конструкций, людей и оборудования передается на фундамент точечно по вертикальной оси опоры в виде колонны. Вес здания принимает столбчатый фундамент под каждой колонной. Координационные оси в этом случае показывают расположение горизонтальных несущих элементов балок - ригелей.

Расстояние между колоннами, их пролет, зависит от применяемого материала. Так, железобетонные и металлические колонны позволяют принимать большие пролеты - 4-8 м, деревянный каркас способен перекрыть меньшие пролеты (1,5-6 м), деревянный каркас из досок толщиной 50 мм и шириной 180 мм выполняют с шагом 0,6 м, вертикально стоящие доски располагают в толще стены.

В последнем случае при соединении (обвязке) снизу и сверху, обшивке с боковых сторон листовым материалом (плиты ДСП, ОСП, ЦСП, водостойкая фанера) опоры работают в системе стены как единая панель. Пространство между облицовкой заполняют эффективным утеплителем – минераловатными плитами, пенобетоном и др. Такой каркас лежит в основе панельных и панельно-щитовых домов из деревянных конструкций. Панельные дома из деревянных конструкций составляют основу индустриального деревянного домостроения, которое покрывает сектор недорогих стандартных домов для массового покупателя в ряд стран (США, Канада, Финляндия и др.).

Системы смешанного вида - неполный каркас или каркасно-стеновой остов, а также каркасно-связевый остов применяют в малоэтажном домостроении. Здания с неполным каркасом - это дома с наружными несущими стенами и колоннами внутри. Такое сочетание позволяет сохранить тектонику кирпичной стены снаружи и обеспечить планировочную гибкость и больший выход полезной площади.

Жилые дома с каркасно-связевым остовом, как правило, - это большие сооружения, в которых для обеспечения жесткости между колоннами устраивают стены. Это несколько ограничивает планировочные возможности конструкции.