2. Основные конструктивные элементы зданий

Конструктивные элементы, или строительные кон­струкции зданий, представляют собой материальную основу зданий, обеспечивающую их эксплуатационные качества в те­чение всего срока службы.

Строительные конструкции предназначены для восприятия без разрушения и заметных деформаций всех действующих на здание нагрузок (собственный вес конструкций, мебели, обору­дования; нагрузки от находящихся в нем людей, ветра, снега, сейсмических колебаний и др.) и воздействий (от солнечной радиации, атмосферной влаги и т. д.), а также защиты помеще­ний от воздействия внешней среды (холода, жары, шума, ветра и других неблагоприятных несиловых воздействий).

По расположению в объеме здания конструктивные элемен­ты подразделяются на вертикальные и горизонтальные.

По функциональному назначению конструктивные элементы делят на несущие и ограждающие. При этом один элемент мо­жет выполнять и несущие, и ограждающие функции, например наружная стена. Такие строительные конструкции называются Конструкциями совмещенного типа. Вертикальные несущие эле­менты в гражданских зданиях, как правило, дифференцируют на несущие и ограждающие.

Несущие конструкции предназначены для восприятия нагру­зок в месте их приложения и для передачи нагрузок на другие элементы. С геометрической точки зрения мы различаем:

• то­чечные элементы (узлы, опоры, шарниры);

• линейные элементы (балки, стержни ферм, тросы);

• плоскостные элементы (плиты, диски);

• корпусные (пространственные) элементы.

Несущие конструкции должны отвечать требованиям прочности, геоме­трической неизменяемости, устойчивости и долговечности.

Несущие конструктивные элементы характеризуют тремя признаками (по одному из каждой пары):

• плоскостные — про­странственные;

• сплошные (сплошностенчатые) — решетчатые (сквозные, сетчатые);

• безраспорные — распорные.

Ограждающие конструкции защищают помещения от внеш­них воздействий или выгораживают отдельные помещения в объеме здания. По восприятию нагрузок и передаче их на дру­гие конструкции различают самонесущие, навесные и комби­нированные ограждающие конструкции.

Самонесущие ограждающие конструкции, кроме собствен­ного веса (иногда еще и ветра), не воспринимают никаких дру­гих нагрузок. Они, как правило, опираются на собственные фундаменты или на фундаментные балки, которые, в свою оче­редь, опираются на фундаменты.

В комбинированных строительных конструкциях одни элемен­ты выполняют несущие, а другие — ограждающие функции.

Навесные ограждающие конструкции опираются на несущие конструктивные элементы в уровне каждого этажа и из всех ви­дов нагрузок воспринимают лишь собственную массу, например крыши (покрытия). Они состоят из несущей конструкции в виде плоскостных, пространственных или линейных элементов и ог­раждающей (защищающей здание от атмосферных осадков).

Основные строительные конструкции гражданских зда­ний — фундаменты, стены и отдельные опоры, перегородки, каркас, перекрытия и покрытия, полы, лестницы.

• Фундаменты — подземные конструкции, воспринимающие и перераспределяющие нагрузки от всех вышерасположенных элементов здания на грунты, называемые основанием. Фунда­менты располагают под всеми вертикальными несущими кон­струкциями здания.

• Стены — вертикальные, а иногда наклонные поверхности, защищающие помещения от внешних воздействий (наружные стены) Или выделяющие в объеме здания отдельные помеще­ния или группы помещений (внутренние стены). Стены делятся также на несущие (они, как правило, являются конструкциями смешанного типа и выполняют одновременно ограждающие функции) и ненесущие (выполняют только ограждающие функ­ции). Разделение стен на несущие и ненесущие зависит от того, опираются или не опираются перекрытия и крыши на стены. Несущими могут быть как наружные, так и внутренние стены. Несущие стены обычно называют капитальными. В стенах пре­дусматривают оконные и дверные проемы, размеры которых в несущих стенах ограничены требованиями прочности стены, в ненесущих стенах таких ограничений нет. Отдельные опоры выполняют в виде вертикальных линейных (столбы) или пространственных (стволы) элементов.

• Перегородки — внутренние (ненесущие) стены, имеющие только ограждающие функции. Перегородки разделяют внут­реннее пространство здания на отдельные помещения, не име­ют фундаментов и опираются непосредственно на горизонталь­ные конструкции.

• Каркас — несущая конструкция из вертикальных (стойки или колонны) и горизонтальных несущих элементов. По типу горизонтальных конструкций каркасы подразделяют на ригельные и без ригельные. В каркасах ригельного типа горизонталь­ными несущими конструкциями служат главные балки — риге­ли, в без ригельных — плиты перекрытий. При необходимости в конструкцию каркаса включают связи, или диафрагмы жестко­сти. Специфический вид без ригельного каркаса положен в осно­ву несущих конструкций зданий, возводимых методом подъема перекрытий или этажей. В них перекрытия представляют собой монолитные железобетонные сплошные плиты, бетонируемые на уровне земли. Затем по колоннам каркаса с помощью подъем­ников плиты поднимают в проектное положение и оформляют стыки плит с колоннами. При ригельных каркасах могут быть применены главные и второстепенные балки. Главные балки каркаса называют риге­лями. При без ригельных каркасах плиты опираются непосредственно на колонны каркаса.

• Перекрытия — горизонтальные несущие и ограждающие кон­струкции, разделяющие объем здания по вертикали на отдельные этажи. По конструктивному решению различают балочные и плиточные перекрытия. Все воспринимаемые перекрытиями на­грузки передаются на стены или каркас (в без ригельных каркасах плита перекрытия является одновременно элементом каркаса). Нижняя видимая часть перекрытия называется потолком, сверху может располагаться конструкция пола. В зависимости от месторасположения различают перекры­тия междуэтажные, цокольные, над проездами и проходами, чердачные.

  • Междуэтажные Перекрытия разделяют объемы смежных этажей, их основные функции — ограждение и звукоизоляция.

  • Цокольные Перекрытия отделяют объем первого этажа от технического подполья или подвала, могут выполнять тепло- или звукоизоляционные функции (при эксплуатируемых под­вальных помещениях).

  • Перекрытия над проездами и проходами, а также чердачные перекрытия являются одновременно наружными ограждающи­ми конструкциями и должны включать теплоизоляционный слой.

• Лестницы служат для сообщения между этажами и для эва­куации людей в экстремальных ситуациях.

• Покрытие — верхняя часть здания, защищающая его от ат­мосферных осадков. Состоит из несущей и ограждающей (ос­нование под кровлю, кровля) частей. При наличии в объеме покрытия проходного или полупроходного пространства кры­ша называется чердачной, при наличии жилых помещений в объеме крыши — мансардной. Если в объеме чердака размещают инженерное оборудование, применяют термин технический этаж. Видимые плоскости крыши называют скатами, им придают уклон для стока дождевых и талых вод. Атмосферную влагу с покрытий или сбрасывают по всей линии фасада (неорганизо­ванный водосток), или удаляют через систему водосточных труб (организованный водосток). В последнем случае различают на­ружный и внутренний водоотвод.