9

Лекция 15 промышленные и гражданские здания и сооружения

Зданиями обычно называют строения, имеющие замкнутый объем и предназначенные для длительного пребывания в них людей. Другие строения, где люди не живут и не постоянно работают, называют сооружениями.

По своему назначению все здания можно разделить на промышленные и гражданские.

К промышленным зданиям относятся основные производственные, подсобно-производственные, ремонтные, экспериментальные и другие цехи, а также здания электростанций, газогенераторных, компрессорных, насосных станций, склады для хранения изделий и материалов, очистные сооружения водопроводов и канализации и т. п.

K гражданским зданиям относятся жилые дома, общественные (школы, больницы, административные и культурно-просветительные, спортивные и т. п.) и коммунальные (бани, прачечные и др.) здания, а также декоративные сооружения (памятники, монументы).

В зависимости от материала наружных стен различают каменные и деревянные здания. По продолжительности службы здания делят на временные и постоянные. По этажности здания подразделяют на одноэтажные, малоэтажные (обычно не выше трех этажей) и многоэтажные.

Этажи, имеющие пол на уровне тротуара (или отмостки) и выше, называются надземными, заглубленные не более чем на половину высоты помещения — полуподвальными, или цокольными, а еще более заглубленные—подвальными.

По характеру строительства различают дома, возводимые из кирпича, из блоков, с применением крупных блоков, панелей, каркасов и др.

В сейсмически опасных районах отдельно учитывается устойчивость зданий в отношении действия сейсмических сил. Все здания должны быть достаточно огнестойкими.

Важнейшим условием индустриализации строительства является унификация, т. е. повторяемость как зданий в целом, так и их отдельных частей и элементов, а также единообразия качества применяемых материалов. Не менее важна стандартизация сборных элементов. При соблюдении этих условий существенно упрощается процесс сборки зданий, т. е. процесс всего строительства.

Основой унификации геометрических параметров в строительстве является принятая единая модульная система (основной модуль—размер в 100 мм), при которой все размеры принимаются кратными модулю. К модульным размерам относят расстояния между разбивочными осями зданий, между вертикальными гранями стен и перегородок, высоту этажей, размеры оконных и дверных проемов, расстояния между балками перекрытий и т. п.

Основные конструктивные схемы зданий

Основными элементами здания являются фундаменты, стены, отдельные опоры—стойки (колонны), перекрытия и крыша. К второстепенным относят перегородки, лестницы, оконные и дверные проемы и т. п.

По своей работе стены могут быть несущими (воспринимающими всю нагрузку от собственного веса, веса вышерасположенной конструкции, эксплуатационного оборудования, крыши со снегом и т. п.) или самонесущими (воспринимающими только нагрузку от собственного веса). Самонесущие стены применяют при каркасных зданиях, в которых несущим основную нагрузку от всего сооружения является каркас, представляющий собой систему колонн и горизонтальных балок. Каркас передает нагрузку на фундамент.

Перекрытия—это элементы, перекрывающие этаж здания или разделяющие многоэтажные здания на отдельные этажи. Свой собственный вес, а также временные (эксплуатационные) нагрузки перекрытия передают несущим стенам или каркасу. Перекрытия должны удовлетворять не только условиям прочности конструкции, но и специальным теплотехническим, акустическим и противопожарным требованиям. В особых случаях к ним предъявляются требования водо -, паро- и газонепроницаемости.

Крыша ограничивает здание сверху и должна надежно охранять здание от дождя (снега) и ветра и быть пожароустойчивой. Крыша может быть расположена непосредственно над верхним этажом (при бесчердачной конструкции) или над чердаком (помещением, расположенным над верхним этажом).

Перегородками называют внутренние стены (обычно тонкие), которые разделяют здание на ряд помещений. Перегородки, как правило, не являются несущими.

Лестницы служат для сообщения между этажами и располагают их в лестничных клетках. Окна, двери и ворота представляют собой проемы в стенах и перегородках. В них устанавливают коробки (рамы) с навешенными оконными переплетами и дверными полотнами.

В практике современного строительства применяют очень большое разнообразие схем и конструкций зданий как промышленного, так и коммунального назначения. Рассмотреть их все не представляется возможным, поэтому ниже даются характеристики лишь самых простых и типичных, по которым видна принципиальная схема конструкции, условия ее работы, а также воздействие на фундаменты, опирающиеся на основание.

Одноэтажные здания с несущими стенами применяют при сравнительно небольших пролетах (обычно до 12 м), небольших высотах (до 9 м), и при мостовых кранах небольшой грузоподъемностью (до 5 т). Стены таких зданий являются одновременно и несущей конструкцией и ограждающим элементом. Толщина стен рассчитывается по прочности и должна обеспечивать опирание и устойчивость несущей конструкции покрытия. При большой высоте и наличии внутри здания мостовых кранов стены усиливаются пилястрами, на которые опираются подкрановые пути и несущие элементы покрытия. Пилястры представляют собой утолщенные участки стен, располагаемые в промежутках между окнами.

Одноэтажные каркасные здания отличаются от зданий с несущими стенами тем, что нагрузка от несущих конструкций покрытия, а также мостовых кранов воспринимается каркасом, состоящим из несущих колонн. В состав каркаса кроме основных колонн входят связующие конструкции: несущие конструкции, покрытия, подкрановые, обвязочные и фундаментные балки, а в ряде случаев (при пролетах между колоннами более 12 м) и вспомогательные колонны. Каркас здания в целом должен надежно и устойчиво работать под действием крановых, ветровых и других нагрузок. В ряде случаев в его состав вводят специальные распорные элементы, увеличивающие его жесткость.

Весьма ответственным элементом здания являются подкрановые пути, располагаемые обычно на подкрановых балках. Последние выполняются в виде металлических или железобетонных балок, причем для лучшего восприятия динамических нагрузок и уменьшения деформаций применяется предварительно-напряженный железобетон.

Многоэтажные здания с несущими стенами, особенно в промышленном строительстве, в настоящее время применяют редко. В гражданском (жилищном) строительстве они иногда еще встречаются, но обычно это здания небольшой этажности (до 5 этажей). Однако и в таких зданиях междуэтажные перекрытия опираются внутри здания на колонны, а по внешнему контуру— на стены и создают таким образом «неполный» каркас. Обычным типом многоэтажного промышленного и современного гражданского (жилого) здания является каркасный, у которого все междуэтажные перекрытия, как и покрытие здания, опираются на колонны, а стены являются лишь ограждающей конструкцией.