2.3. Конструктивные схемы малоэтажных зданий
В малоэтажных зданиях в основном применяют конструктивные схемы с несущими стенами.
Рис. 7. Конструктивные схемы с продольным расположением несущих стен (1 – панели перекрытия)
Рис. 8. Схема с большим шагом поперечных несущих стен (1 – панели перекрытий)
Рис. 9. Схема с малым шагом поперечных несущих стен (1 – панели перекрытий)
Рис. 10. Конструктивные схемы с перекрестным расположением несущих стен (1 – панели перекрытий)
Рис. 11. Конструктивные схемы с коробчатым остовом (2 – плиты перекрытия на комнату, опираются по четырем стенам)
Контрольные вопросы
1. Назовите определение конструктивной схемы зданий.
2. Какие конструктивные схемы характерны для бескаркасных зданий?
3. Чем обеспечивается пространственная жёсткость в зданиях с несущими стенами?
4. Как обеспечивается пространственная жёсткость в каркасных зданиях?
5. Объясните необходимость устройства температурных швов в зданиях.
6. Назовите основное назначение осадочных швов.
7. Дайте определение несущих конструкций здания.
3. Конструктивные элементы малоэтажных зданий
Конструктивные элементы малоэтажных зданий (и вообще зданий) подразделяются на несущие и ограждающие. Это связано с условиями их работы в структуре здания. Назначение несущих конструкций здания – воспринимать все виды нагрузок и воздействий силового характера, которые могут возникнуть в здании и передавать их через фундаменты на грунт.
Назначение ограждающих конструкций – изолировать пространство здания от воздействий внешней среды, разделять это пространство на отдельные помещения и защищать эти помещения и пространство здания в целом от всех видов воздействия несилового характера.
3.1. Фундаменты малоэтажных зданий
Фундамент (лат. fundamentum) – строительная несущая конструкция, часть здания, сооружения, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их по основанию. Как правило, изготавливаются из бетона, камня или древесины. Камни и древесина подробно рассмотрены в пособии «Конструирование в дизайне среды». Далее представлен материал о бетоне как материале для строительных конструкций.
3.1.1. Бетоны
Бетон – искусственный каменный материал, получаемый в результате формирования и затвердевания бетонной смеси. Бетонной смесью называют перемешанную до однородного состояния пластичную смесь, состоящую из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок. Есть виды бетонов, для получения которых не требуется вода (асфальтобетоны, полимербетоны и др.). Состав бетонной смеси подбирают таким образом, чтобы при данных условиях твердения бетон обладал заданными свойствами (прочностью, морозостойкостью, плотностью и др.). Бетон известен ещё с древних времен. В Древнем Риме построены купол Пантеона, акведуки, термы (бани) и др. с применением бетона. В современном мире бетон – основной строительный материал. Прочность бетона достигает 100 мПа., что в 7–10 раз выше прочности кирпича. Бетоны – главнейший строительный материал. В нём сочетаются очень важные для строительства свойства: большая сырьевая база (до 85 объёма бетона – заполнители), простота технологии и достаточно высокие физико-механические свойства.
Согласно ГОСТу 25192-82, классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего вещества, виду заполнителей, структуре и условиям твердения:
– по назначению различают бетоны обычные (для промышленных и гражданских зданий) и специальные – гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).
– по виду вяжущего вещества – цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон (полимербетон) и др.
– по виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых или специальных заполнителях;
– по структуре различают бетоны плотной, поризованной, ячеистой или крупнопористой структуры;
– по условиям твердения – твердевшие в естественных условиях; в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении; в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).
Дополнительно к классификации ГОСТу 25192-82 используется следующая классификация.
По объёмной массе бетоны подразделяют на:
– особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м³) – баритовый, магнетитовый, лимонитовый;
– тяжёлый (плотность 2200–2500 кг/м³);
– облегчённые (плотность 1800–2200 кг/м³);
– легкий (плотность 500–1800 кг/м³) – керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый;
– особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м³).
По содержанию вяжущего вещества и заполнителей бетоны подразделяют на:
– тощие (с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя);
– жирные (с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя);
– товарные (c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре).
Основной показатель, которым характеризуется бетон – прочность на сжатие. По ней устанавливается класс бетона. Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Например, обозначение В25 означает, что бетон данного класса в 95% случаев выдерживает давление 25 МПа. Для расчёта показателя прочности необходимо учитывать и коэффициенты, например для класса В25 нормативная прочность на сжатие, применяемая в расчётах, – 18,5 МПа. Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загрузки конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток.
Наряду с классами прочность бетона также задаётся марками, обозначаемыми латинской буквой «М» и цифрами от 50 до 1000, означающими предел прочности на сжатие в кгс/см². ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между марками и классами при коэффициенте вариации прочности бетона 13,5%:
Таблица 2