2.2 Характеристика конструктивних елементів споруди

2.2.1 Фундаменти

Основою називають масив грунту, що розташо­ваний під фундаментом і сприймає навантаження від будівлі. Основи бувають природні і штучні. Грунти дуже різноманітні за своїм складом, структурою та характером залягання. Несуча

здатність грунтів залежить від гранулометрич­ного складу, їх щільності, вологи та інших вла­стивостей і характеризується величиною норма­тивного тиску.

Різні види грунтів можуть використовува­тись в якості основи.

Скельні — у вигляді суцільного масиву із граніту, кварцитів, піщаників, або у вигляді тріщинуватого шару. Такі грунти водостійкі, нестисливі і є найбільш міцними і надійними основами. Великоуламкові — незв'язні уламки скель­них

порід розміром 2 мм (понад 50%). До них відносяться гравій, щебінь, галька. Ці грунти не здимаються, мало стискуються, водостійкі і є доброю основою. Піщані — в залежності від крупності часток розділяють награвелисті, крупні, середньої круп-лості, дрібні й пилуваті. Гравелисті, крупні, середньої крупності піс-кш іід навантаженням швидко ущільнюються, яри замерзанні не здимаються і являють собою міцну і надійну основу.

Дрібні і пилуваті піски (частки грунту лрупністю від 0,05 до 0,005 мм від 15 до 50%) при зволоженні і наступному замерзанні здимаються, їх несуча здатність зменшується. Пилуваті піски у водонасиченому стані не здатні сприймати на­вантаження.

Глинисті грунти — складаються із часток крупністю меншою за 0,005мм і в сухому або мало-вологому стані сприймають досить великі на­вантаження. При зволоженні їх несуча здатність зменшується. Довге осідання під навантаженням, здимання при замерзанні характерне для більшості глинистих грунтів. Глинисті грунти поділяють на глини (з вмістом глинистих часток більше як 30%), суглинки (10-30%) і супіски (3-10%).

Лесові (макропористі) — глинисті грунти з вмістом великої кількості пилуватих часток і наявністю великих пор у вигляді вертикальних трубочок, які видно неозброєним оком. В сухому стані вони мають достатню несучу здатність (міц­ність), але при зволоженні їхня структура руй­нується і під навантаженням утворюється велике осідання. При будівництві на цих грунтах не­обхідно передбачити спеціальні заходи по укріп­ленню їх і захисту від зволоження.

Насипні — що утворились при засипанні ярів, ставків, звалищ. Ці грунти нерівномірно стискуються, несуча здатність їх залежить від засипання. Як природні основи їх здебільшого не використовують.

Намивні грунти — утворюються внаслідок очищення річок і озер. Вони є доброю основою для будівель.

Пливуни — утворюються дрібними пісками з мулистими і глинистими домішками, насичени­ми водою. Вони непридатні як природні основи.

Природною основою називають грунт, що за­лягає під фундаментом і може в природному стані витримати навантаження від зведеної будівлі.

Штучною основою називають штучно ущіль­нений або зміцнений грунт, який у природному стані не має достатньої несучої здатності, тобто не може сприймати навантаження від зведеної будівлі.

Природні основи повинні:

володіти малою й рівномірною стисливістю. В природному стані між частками

грунту існують порожнини, які під дією навантаження зменшують­ся і грунти ущільнюються. Це явище викликає рівномірне осідання будівлі, яке не складає для нього небезпеки. Проте, великий і нерівномірний стиск грунту може викликати пошкодження й руй­нування будівлі;мати достатню несучу здатність (міцність), яка визначається фізико-механічними властивостями грунтів;не здиматися, тобто не збільшуватись в об'ємі при замерзанні і не зменшуватись при від таненні.

В споруді прийнята каркасна схема на фундаментах стаканного типу. Під 50-метровий басейн для плавання і басейн для стрибків виконаний плитний фундамент товщино 500мм, спортивний зал баскетболу і волейболу- 500мм, тренажерний зал і зал боксу- 400мм.

Плитні фундаменти досить популярні і поширені. Завдяки жорсткій конструкції - монолітній плиті, виконаної під всією площею будівлі, їм не страшні ніякі переміщення грунту: плита рухається разом з ним, оберігаючи від руйнування конструкції будинку. Тому подібного роду фундаменти також називають плаваючими.   Суцільна плита плаваючих фундаментів виготовляється із залізобетону і має тверде армування по всій несучій площині. Це ще збільшує їх стійкість до навантажень, що виникають при заморожуванні, відтаванні і осіданні грунту.  Суцільні (плитні) фундаменти застосовуються в наступних випадках:• при слабких грунтах на будівельному майданчику або при значних навантаженнях від будівлі;• при зруйнованих, розмитих або насипних грунтах основи;• при нерівномірному стисливості грунтів;• при необхідності захисту від високого рівня грунтових вод.    Пристрій плитних фундаментів вимагає відносно великої витрати бетону і металу і може бути виправдане в малоповерховому будівництві при спорудженні невеликих і простих за формою плану будівель і споруд на важких пучнністих, рухомих і просадних грунтах, а також у випадках, коли не потрібно пристрої високого цоколя і верх плитного фундаменту може бути використаний як цокольного перекриття.

Плитні фундаменти конструюють у вигляді плоских і ребристих плит або у вигляді перехресних стрічок. Для будинків з великими навантаженнями, а також у разі використання підземного простору застосовуються коробчаті фундаменти.    Плитні фундаменти проектують під будівлі в основному з каркасною конструктивною системою. Для підвищення жорсткості плити влаштовують ребра в перехресних напрямках, які можуть виконуватися як ребрами вгору, так і вниз по відношенню

На перетинах ребер фундаментної плити встановлюються колони при каркасною конструктивній системі, а при стіновий ребра використовуються як стіни цокольній частині будівлі, на які встановлюють несучі конструкції його наземної частини.   

Стакани під колони виконані розмірами 2100×2100 мм в колонах спортзалів і 1500×1500 в інших частинах споруди- нижня подушка та 900×900мм - верхня, висотою уступу по 300мм кожний. Виконують в опалубці з монолітного бетону класу міцності на стиск В 7,5-В-30. До початку бетонування фундаментів грунт у межах підготовки під фундаменти повинен бути вирівняний і ущільнений. Для забезпечення жорсткості фундаментів їх було об’єднано фундаментними балками висотою 300мм. Оскільки споруда запроектована в сейсмічному районі, то суміжні кінці фундаментних балок з’єднанні між собою і з колоною зваркою закладних деталей, а стик замонолічено конструктивним бетоном. Це забезпечує жорсткий пояс, що підвищив сейсмічність споруди.

При агресивних підземних водах фунда­менти виконують із бетону на пуцолановому портландцементі і шлакопортландцементі. Щоб запобігти проникненню дощових і талих вод до підземних частин будівлі, поверхню ділянки під забудову розплановують так, щоб створити необхідний похил для відведення поверхневих вод від будівлі. Навколо будівлі уздовж зовнішніх стін роблять вимощення .

В будівлях без підвалів виконують горизон­тальну гідроізоляцію на 100-150 мм нижче від перекриття і на 150-250 мм вище від вимощення або тротуару по товщині зовнішніх і внутрішніх стін . Стіни, що стикаються з грунтом, ізольовані від вологи шаром бітуму 2-4 слої товщиною 5мм.

При невеликих навантаженнях, коли тиск, що передається фундаментом на грунт, значно менше допустимого або коли шар грунту, який може служити материком, залягає на великій глибині, застосовують стовпчасті фундаменти. Стовпчастий фундамент під колонами, в даному проекті - під усіма кутами будівлі, в місцях перетину і примикання стін, а також на глухих ділянках стін на відстанях, що визначаються конструкцією вищерозміщених елементів, зокрема фундаментних балок. Стовпи влаштовуються ступінчастої форми.

Глибина залягання залежить від глибини промерзання грунту в Чернівцях 0.8-0.9м тому стакан під колону влаштовуємо на 1.5 в одноповерховій частині споруди висотою- 3м і 2.4м під колони висотою більше 14м (спортивні зали).

На стовпи укладають фундаментні балки, які сприймають навантаження від стін і передають її на стовпи, а також пов'язують їх між собою. Фундаментні балки як несучі конструкції будівлі влаштовують із залізобетону. Залізобетонні фундаментні балки в перерізі застосовані прямокутні і таврові. Остання форма найбільш доцільна, оскільки на полицю балки можна укладати стіновий матеріал, який одночасно облицьовує балку і оберігає її від промерзання. Щоб уберегти фундаментні балки від випирання при обдиманні грунту або опадах фундаменту, під ними залишають зазор величиною 5-7 см. Навколо будівлі роблять вимощення по глиняному замку.

2.2.2 Стіни

Стіна́ — вертикальна огороджувальна конструкція, що відділяє приміщення від навколишнього простору (зовнішня) або сусіднього приміщення (внутрішня). За конструктивним вирішенням і сприйняттям навантажень стіни поділяються на:

Стіна тримальна — сприймає навантаження від власної ваги, перекриттів, покриттів і передає його на фундаменти.

Стіна самонесуча— сприймає навантаження лише від власної ваги і передає його на фундаменти.

Стіна тримальна — сприймає навантаження тільки від власної ваги і передає його на інші конструкції у межах одного поверху. Це фахверкові та інші за способом виконання.

Стіни в приміщеннях сан-вузлів, буфетів кам'яні звичайні (цегляні товщиною 120мм), у роздягальнях спортсменів, відпочинкових, біля коридорів, навчальних класів- товщиною 250мм.

Стіни будівлі повинні бути: міцними, стій­кими, задовольняти вимогам тепло- і звукоізо­ляції, пожежної безпеки, економічності, ін-дустріальності, естетичності і мати мінімальну масу.

Стіни класифікують за слідуючими озна­ками:

за місцем розташування: зовнішні і внут­рішні, поздовжні і поперечні;

за конструкцією і способом спорудження: дрібноелементні — із цегли, керамічних каме­нів, дрібних бетонних блоків і природного ка­меню; великоелементні — із великих панелей і блоків; монолітні — які виконують за допомо­гою спеціальної опалубки, в яку вкладається ма­теріал стіни;

за родом застосовуваних матеріалів: кам'яні (із штучного і природного каменю), дерев'яні, грунтові, із синтетичних матеріалів; за характером роботи: несучі, самонесучі і ненесучі (навісні) .

Ненесучі стіни виконують в основному огороджуючу функцію, маса їх повністю передається на колони каркаса, за виключенням нижнього ярусу, який опирається на фундаментні балки або спеціальні цокольні панелі, і тоді колони сприймають вагу від ненесучих стін через зв’язувальні балки або опорними

стальними столиками.

Основні, вертикальні огороджуючі конструкції, які сприймають навантаження від будівлі - колони перерізом 400×400 мм, монолітні, залізобетонні, висотою від 3000 мм до 15450 мм.

Cтіни цегляні, розмір цегли 120 ×65×250мм. Стіни товщиною 380 мм. Використовується утеплення та звукоізоляція.

Для захисту стін і підлоги підвалу від ґрун­тової вогкості і ґрунтових вод виконують гідро­ізоляцію. За місцевлаштуванням гідроізоляція буває горизонтальна і вертикальна.

Горизонтальну гідроізоляцію виконують із двох шарів бутизолу, гідроізолу, ізолу, склоізолу, руберойду, склеєних бітумною мастикою; або з шару цементного розчину (суміш 1:2 з добавкою церезиту) завтовшки 20-30 мм.

Вертикальну гідроізоляцію здійснюють фарбуванням зовнішньої поверхні стіни фунда­менту, що стикається з грунтом, гарячим бітумом, або оклеюванням її двома шарами руберойду.

Фасадне засклення – це сучасна прозора конструкція, виготовлена з використанням алюмінію і склопакетів.