2.4. Короткі відомості про конструктивні схеми, елементи і частини будівель і споруд.
Залежно від несучого остову розрізняють три основні конструктивні схеми будівлі: безкаркасні (додаток 1) , каркасні і блочні з об'ємних елементів (рис. 6).
Каркаси будівель, у свою чергу, підрозділяють на рамні ,пов’язеві і рамно - пов’язеві (рис. 7). У рамному каркасі колони й балки жорстко з'єднуються між собою, утворюючи поперечні й поздовжні рами, що сприймають всі вертикальні й горизонтальні навантаження. У будівлях з пов’язевим каркасом влаштовують додаткові зв'язки у вигляді горизонтальних діафрагм жорсткості (перекриттів), вертикальних діафрагм жорсткості (внутрішніх стін), а іноді і ядра жорсткості (стін сходових кліток, шахт ліфтів і ін.). При рамно - пов’язевій схемі в одному напрямку (наприклад, поперек будівлі) ставлять рами, в іншому напрямку (уздовж будівлі) - пов’язі.
Рис.6. Конструктивні схеми будівель
а - безкаркасна з несучими поздовжніми стінами, б-безкаркасна з несучими поперечними стінами, в-каркасна з неповним каркасом, г-каркасна рамна з повним каркасом, д- блочна, 1 - поздовжні несучі стіни; 2 — поперечні несучі стіни; 3 — ненесучі поперечні стіни, 4— панелі перекриттів; 5 — ненесучі поздовжні стіни; 6 - стійки (колони) каркаса; 7 - балки (ригелі) каркасу; 8 — блок-кімната; 9— блок-сходова клітка
|
Рис.7. Схема каркасів будівлі а- пов’язева з ядром жорсткості; б - рамно - пов’язева; 1- колони; 2 - ригелі; 3-вертикальні діафрагми жорсткості (стіни): 4 - горизонтальні діафрагми жорсткості (перекриття); 5 - стінові ненесучі панелі; 6 - ядро жорсткості( сходово -ліфтовий вузол) |
Будівлі і споруди складаються з окремих конструктивних елементів, які підрозділяють на несучі і ті, що огороджують. Конструктивним елементом називається окрема самостійна частина будівлі й споруди: фундамент, стіни, перегородки, цоколь, вимощення, пандус, рампа, перекриття, покриття, покрівля, крокви, сходовий марш, віконний або дверний блок і т.п.
Несучі елементи, (фундаменти, стіни, колони, перекриття й покриття) сприймають вертикальні й горизонтальні навантаження, що виникають від маси обладнання, людей, снігу, власної маси конструкцій, дії вітру й т.д. Елементи, що огороджують (зовнішні й внутрішні стіни, підлоги, перегородки, заповнення віконних і дверних прорізів) захищають внутрішні приміщення від атмосферних впливів. Вони дозволяють підтримувати усередині будівель необхідні температурно - вологісні й акустичні умови. Крім того, зустрічаються конструктивні елементи, які одночасно виконують функції несучі і, що огороджують, наприклад стіни й покриття в безкаркасних будівлях.
Рис.8. Основні конструктивні елементи будівель
а — цивільного; б — багатоповерхового виробничого; в — одноповерхового виробничого; 1 - стрічкові фундаменти; 2 - стіни; 3 - перекриття: 4 - перегородки; 5 - безгорищний дах; 6 - горищний дах; 7 - вікно; 8 - двері; 9 - стовпчасті фундаменти; 10 - фундаментні балки; 11 - колони; 12 - ригелі; 13 - покриття; 14 - підкранові балки; 15 -ферми; 16 -ліхтар
Розріз 1-1
Рис.9. Конструктивні елементи безкаркасної будівлі з несучими стінами
1 – фундамент; 2- вимощення; 3- цоколь; 4 несучі стіни; 5 - міжповерхове перекриття; 6 - горищне перекриття; 7 – перегородка; 8 - наслонні крокви; 9 - риштування покрівлі; 10 – підкіс; 11 – стойка; 12 –люк; 13 – горище; 14 – мауерлат; 15 – перемичка; 16 - сходовий марш; 17 – косоур; 18- сходова площадка; 19 - тамбур.
Основа являє собою масив ґрунту, що сприймає сумарне навантаження від споруди й зовнішніх навантажень, що діють на нього. Види основ під фундаменти: природні; штучні.
Природні основи - ґрунти, що залягають під нижньою поверхнею фундаменту в природному стані. Якщо ґрунти не відповідають умовам необхідної міцності, влаштовують штучні основи шляхом зміцнення ґрунтів (ущільненням за допомогою вібраторів або механічних трамбувань, цементацією, силікатизацією або забиванням паль).
Фундамент під стіну або окрему опору (колону) — підземна частина будівлі або опори, через яку передається навантаження на ґрунт (основи під фундамент). Фундаменти повинні задовольняти вимогам міцності, стійкості, довговічності, технологічності монтажу й економічності.
Рис.10. Конструктивні схеми фундаментів
а-стрічковий під стіни; б-те ж, під колони, в-стовпчастий, г - суцільний балковий, д - суцільний безбалковий, е - пальовий; 1 - стіна; 2- стрічковий фундамент; 3 - залізобетонна колона; 4 - фундаментні балки: 5 - монолітна залізобетонна плита; 6 – палі; 7 - ростверк.
За конструктивною схемою фундаменти бувають (рис.10):
а, б) стрічкові, які закладають по всій довжині (періметру) стін або у вигляді суцільної стрічки під рядами колон;
в) стовпчасті, які влаштовують під окремо встановленими опорами;
г) суцільні, що представляють собою монолітну плиту під всією площею будівлі або його частиною;
д) пальові у вигляді окремо занурених у ґрунт, як правило, залізобетонних стрижнів, об'єднаних між собою у верхній частині залізобетонною плитою (ростверком).
Стіни по призначенню й розташуванню в будівлі розділяють на:
зовнішні, які огороджують приміщення від зовнішнього середовища й захищають їх від атмосферних впливів;
внутрішні, які відокремлюють одні приміщення від інших.
Стіни бувають несучі, самонесучі й навісні.
несучі стіни передають на фундамент навантаження від власної ваги й від ваги перекриттів і даху;
самонесучі стіни передають на фундамент навантаження тільки від власної ваги (навантаження від перекриттів і даху передається в цьому випадку на колони) і вітрове навантаження.
навісні стіни, що складаються з окремих плит або панелей, кріпляться до колон (ніби навішуються на них) і навантаження від власної ваги передають на колони.
За матеріалами і способами зведення стіни й перегородки класифікуються на 4 групи: кам'яні з дрібноштучних елементів, панельні (із блоків і панелей), монолітні, дерев'яні.
Кам'яні з дрібноштучних елементів стіни зводять на будівельному майданчику вручну у вигляді кладки.
Кладка - конструкція, виконана з окремих каменів, шви між якими заповнюють будівельним розчином. Цеглу або інші елементи укладають у кладку горизонтальними рядами з перев'язкою швів.
Найпоширеніші цегляні стіни товщиною:
25 см. - в 1 цеглу, 38 см. - в 1,5 цегли, |
51 см. - в 2 цегли, 64 см . - в 2,5 цегли. |
Цегляні перегородки товщиною:
12 см. - 1/2 цегли;
6,5 см. - 1/4 цегли.
Для міцності й стійкості в перегородках останнього виду через 5-6 рядів цегляної кладки розміщають арматуру. В будівлях старої забудови з несучими цегляними стінами для додання стійкості стінам великої висоти й довжини застосовувались вертикальні вузькі виступи стін - пілястри та контрофорси – вертикальні виступи стін з похилою зовнішньою гранню (для підсилення стін проти перекидання) (рис. 11).
а
б
в
г
д
е
Рис.11 Стіни з дрібноштучних елементів
а-цегляна стіна суцільної кладки, б-стіна з керамічних каменів; в-полегшена стіна цегляно-бетонної кладки; г-цегляна полегшена стіна колодязної кладки; д-стіна з пілястром;е-стіна з контрфорсом; 1- ложковий ряд кладки; 2- тичковий ряд кладки: 3 - легкий бетон;4 – пілястра;5 - контрфорс
Крупнорозмірні залізобетонні стінові панелі виготовляють із важкого, ніздрюватого і легкого щільних бетонів, а також з керамзитобетону. Іноді стінові панелі бувають тришаровими у вигляді двох зовнішніх залізобетонних шарів і шару ефективного плитного утеплювача з пінополістиролу, мінеральної вати й ін. (рис. 12). Залізобетонні стінові панелі кріплять до колон і ригелів за допомогою анкерів і закладних деталей. Стіни з великих панелей заводського виготовлення й перегородки монтують також з легких каркасних або безкаркасних навісних панелей. Каркасні панелі складаються з каркасу (сталевого, алюмінієвого або дерев'яного), обшивки із профільованих сталевих, алюмінієвих або азбестоцементних листів і ефективного утеплювача (пінополістиролу, пінополіуретану, мінеральної вати, і ін.)
Рис.12.
Види стінових панелей
а-плоска залізобетонна панель із важкого бетону; б-тришарова залізобетонна панель із ефективним утеплювачем;
в-каркасна полегшена панель зі сталевим каркасом і металевою обшивкою;
г - каркасна полегшена панель із дерев'яним каркасом і азбестоцементною обшивкою;
д - безкаркасна полегшена панель типу «сендвіч»
Рис.13 Стіна з великих бетонних блоків : 1 - цокольний блок; 2 - кутовий блок; 3 - рядовий блок; 4 - парапетний блок; 5 - парапетна плита; 6 - покриття;7 - перемичечний блок;
8 - фундаментна балка;9 – вимощення
Рис.14 Перегородки з дрібноштучних елементів:
а - перегородка з пустотілих керамічних блоків;
б- перегородка зі шлакобетонних пустотних каменів;
Цоколь - нижня частина стіни над фундаментом до рівня підлоги 1-го поверху. Цоколь охороняє частину стіни від атмосферних впливів і механічних ушкоджень. Він виконується з матеріалів підвищеної міцності.
Вимощення (рис. 15) служить для відводу атмосферних вод від стін будівлі. Вимощення влаштовують при відсутності в стін будівлі тротуарів у вигляді бетонної підготовки з асфальтовим покриттям.
Ширина вимощення повинна бути на 200 мм більше виносу верхнього карниза будівлі, але не менш 500 мм. Його звичайно роблять шириною 700…1000 мм. Вимощення повинно мати ухил 1...3%.