Учебное пособие 800644

систему вертикальных и горизонтальных несущих элементов. Остов определяет так называемую конструктивную схему здания. В зависимости от характера опирания горизонтальных несущих элементов (перекрытий) на вертикальные несущие элементы (стены, отделочные опоры и балки между ними) различают следующие конструктивные схемы гражданских зданий: с несущими продольными стенами; с неполным каркасом; с полным каркасом и ненесущими стенами (рис. 2.24). Кроме того, существуют здания, отдельные части которых состоят из различных конструктивных схем.

В зданиях с несущими продольными стенами (рис. 2.24, а) последние устраивают из тяжелых материалов, имеющих надлежащую прочность. Кроме того, наружные стены также должны удовлетворять теплозащитным требованиям. По такой конструктивной схеме строят чаще кирпичные и крупноблочные дома.

Устойчивость такой конструктивной схемы в поперечном направлении обеспечивается специально устраиваемыми поперечными стенами, которые не несут нагрузки от перекрытия. Такие поперечные стены возводятся лишь для ограждения лестничных клеток и в местах, где они нужны для придания устойчивости наружным стенам. Применение указанной конструктивной схемы дает большие возможности для решения планировки помещений или, другими словами, имеется большая свобода в решении планировочных вопросов. Кроме того, при данной конструктивной схеме требуется меньшее число типоразмеров сборных изделий. В зданиях с поперечными несущими стенами (рис. 2.24, б) обеспечивается большая жесткость системы, однако увеличивается общая протяженность несущих внутренних стен. Тем не менее такое решение в ряде случаев является рациональным, так как при этом к конструкциям наружных продольных стен предъявляются только теплозащитные требования и для их устройства можно применить легкие эффективные материалы. Кроме того, иногда применяются смешанный вариант, при котором опорами для перекрытий служат как продольные, там и поперечные стены. Если вместо внутренних продольных или поперечных стен устраивается система столбов с опирающими на них горизонтальными балками, на которые, в свою очередь, опираются перекрытия, то такая схема соответствует зданию с неполным каркасом (рис. 2.24, в, г). Если же вместо несущих наружных стен применены столбы образующие вместе с внутренними столбами и балками (прогонами) как бы скелет здания, то такая конструктивная схема определяет здания с полным каркасом (рис.2.24, д). В этом случае наружные стены выполняют только ограждающие функции и могут быть самонесущими или навесными. Самонесущие стены опираются на фундаменты или фундаментные балки и не воспринимают никаких нагрузок,

31

кроме собственной массы. Навесные стены опираются на горизонтальные элементы на уровне каждого этажа.

Рис. 2.24. Конструктивные схемы зданий:

а– схема с продольными несущими стенами; б – схема с поперечными несущими схемами;

в– схема с неполным каркасом с продольным расположением прогонов; г – схема с неполным каркасом с поперечным расположением прогонов; 1 – внутренняя продольная стена;

2 – внутренние поперечные стены; 3 – панели перекрытий; 4 – столбы и прогоны; 5 – прогоны (или распорки); 6 – стойки каркаса; 7 – ненесущие наружные стены

Материалом для конструкций каркаса является железобетон, сталь, а для малоэтажных зданий столбы нередко выкладывают из кирпича. Для деревянных зданий каркас также выполняют из дерева.

В последние годы все более широкое распространение получает строительство зданий из объемных элементов, в которых остов зданий образуется коробчатыми элементами заводского изготовления.

2.5.Основные нормативные документы в строительстве

инаучные исследования в области строительной техники

Основными нормативными документами для специальности 270800 "Проектирование зданий" являются:

СНиПы – строительные нормы и правила; ГОСТы – государственные общероссийские стандарты;

32

СП – своды правил по проектированию и строительству; РДС – руководящие документы системы.

Есть еще нормативные документы субъектов РФ:

ТСН – территориальные строительные нормы. Кроме того, есть еще про- изводственно-отраслевые нормативные документы, которые мы не будем рассматривать.

Строительные нормы и правила (СНиП) содержат основные организаци- онно-методические требования, направленные на обеспечение необходимого уровня качества строительной продукции; общие технические требования по инженерным изысканиям для строительства, по проектированию и строительству, а также требования к планировке здания, строительным конструкциям, основаниям и системам инженерного оборудования. Они делятся на общие нормы проектирования, например: по строительной климатологии, где можно найти температуру наружного воздуха по климатическим районам; по противопожарным нормам; по строительной теплотехнике; по защите от шума и т.д.

Есть СНиПы по проектированию жилых и общественных зданий, есть СНиПы по проектированию промышленных зданий, а также по проектированию генеральных планов общественных и промышленных зданий.

Кроме того, есть СНиПы по проектированию строительных конструкций, оснований и фундаментов, а также СНиПы по различным сантехническим устройствам и др.

Всводах правил (СП) приводятся рекомендуемые правила проектирования зданий в качестве официально-признанных и оправдавших себя на практике. Правила позволяют обеспечивать соблюдение обязательных требований СНиПов и стандартов. Для проектировщиков, например, одним из главных является СП "Проектирование тепловой защиты зданий", в котором имеются необходимые правила по теплотехническим расчетам ограждающих конструкций

сбольшим количеством примеров.

Вгосударственных стандартах (ГОСТ) в зависимости от их вида, устанавливают обязательные и рекомендуемые положения, в т.ч. к проектной документации; требования к продукции предприятия стройиндустрии; правила приемки и методы контроля в строительстве и при производстве строительных материалов, изделий, оборудования и др.

Тематика научных исследований. Исследования могут проводиться в различных областях строительной техники. Научные исследования могут проводиться по следующим направлениям:

1. Исследования в области теории сооружений и строительной механики;

33

2. Исследования в области архитектуры, к которым можно отнести:

2.1.Общую теорию архитектуры;

2.2.Теорию градостроительства;

2.3.Проблемы архитектурного проектирования зданий и сооружений;

2.4.Теорию и практику архитектурной бионики (элемент жизни). Имеется в виду, что человек всегда в архитектурно-строительной практике обращался за помощью к живой природе. Например, золотые купола древнерусских церквей напоминают форму луковиц, капель дождя. Архитектор Ф. Отто использовал принцип упругости стебля или позвоночного столба в модели высотной башни.

3. Исследования в области конструкций - железобетонных, каменных, металлических, деревянных, пластмассовых;

4. Исследования в области технологии производства отдельных видов работ (например, бетонирование на пневмоопалубке);

5. Исследования в области организации и управления строительством; 6. Исследования в области строительной физики по созданию благопри-

ятных условий для жилья и работы (борьба с шумом, теплозащита наружных ограждений, естественное и искусственное освещение рабочих мест, звукоизоляция ограждений).

7. Исследования в области оснований и фундаментов - исследуется работа грунтового основания при фундаментах, работающих на сжатии, и при выдерживании фундаментов.

8. Исследования в области экономики строительства. Экономические проблемы в наше время являются очень важными. Причем в любой диссертации результаты исследования не могут быть приняты без экономических расчетов. Правильный взгляд на экономику, вкус к ней необходимо выработать с первого семестра, а также при изучении всех технических дисциплин и, особенно при выполнении курсовых проектов и работ. Не должно быть разрыва между инженерной эрудицией и глубоким экономическим мышлением.

9. Исследование в области отопления, вентиляции, водоснабжения и водоотведения. Научными исследованиями занимаются как в высших учебных заведениях, так и в научно-исследовательских институтах (НИИ).

Научную работу проводят многие научно-исследовательские институты, из которых можно назвать наиболее крупные:

•ЦНИИСК им. Кучеренко (центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций);

34

•НИИЖБ (научно-исследовательский институт железобетонных конструкций);

•ЦНИИОМТП (центральный научно-исследовательский институт организации, механизации и технологии производства);

•ЦНИИЭП жилища (центральный научно-исследовательский институт экспериментального проектирования жилища);

•ЦНИИ промышленных зданий (центральный научно-исследовательский институт промышленных зданий);

•НИИСФ (научно-исследовательский институт строительной физики);

•НИИЭС (научно-исследовательский институт экономики строительства);

•НИИОСП (научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений).

Глава 3. Этапы создания зданий и сооружений

Вначале необходимо перечислить основные этапы по созданию зданий и сооружений и затем рассмотреть их более подробно:

1 – выбор площадки для строительства;

2 – изыскательская работа;

3– разработка проектно-сметной документации;

4– строительство зданий и сооружений;

5– сдача построенных объектов в эксплуатацию.

3.1. Выбор площадки для строительства

Выбор площадки для строительства какого-либо здания происходит по обращению заказчика. Заказчиком является юридическое лицо. Это может быть учреждение, организация, предприятие, высшее учебное заведение и др. Заказчик обращается в городской или районный отдел архитектуры с просьбой о выделении участка для строительства здания. Здания могут быть разного назначения, например, жилой дом, общежитие, магазин, столовая и др. Заказчик указывает вместимость, объем или другую расчетную единицу здания и предполагаемое место строительства, то есть указывается улица или площадка вблизи какогото предприятия.

Отдел архитектуры проводит анализ существующей территории в том месте, где указал заказчик. Если действительно есть свободная площадь с необходимыми нормативными размерами, то приглашается представитель заказчика, и они вместе с работником отдела оформляют необходимые документы. За-

35

тем руководители заказчика и отдела архитектуры заключают договор, осуществляются финансовые расчеты, и площадка для строительства конкретного объема считается приобретенной заказчиком.

Если же требуется строительство крупного промышленного предприятия, например металлургического комбината или машиностроительного завода и других подобных предприятий, то в этом случае выбор площадки является наиболее важным, очень сложным и очень ответственным этапом. Здесь требуется решать вопросы о технологии будущего предприятия, размерах необходимого для него земельного участка, о количестве и качестве сотрудников для работы во время эксплуатации, а также на период строительства.

Очень важной проблемой является наличие транспортных путей для железнодорожного, автомобильного, водно-речного или морского транспорта, а также обеспечение будущего предприятия водой, электроэнергией. При выборе площадки учитывается рельеф, качество грунта, уровень грунтовых вод и ее химический состав, ветровой режим, направление, скорость и сила господствующих ветров.

Решаются вопросы по выбору транспорта, которым будут доставляться различные грузы при строительстве и транспортировании готовой продукции при эксплуатации предприятия. Очень важным вопросом является обеспечение жильем кадров строителей и рабочих, инженерных и технических работников и служащих, которые будут работать при строительстве, а затем при эксплуатации.

Исключительно очень важной проблемой при выборе площади для строительства любого здания, но особенно крупного предприятия является проблема охраны окружающей среды и природных ресурсов. Важнейшим природным ресурсом является земляоснова ведения сельского хозяйства, источник жизненно необходимых населению средств и пространственный базис размещения поселений и производительных сил.

Отвод новых земель под застройку и других несельскохозяйственных нужд неизбежен, но их размер нужно существенно снижать, используя экономически обоснованные решения, требующих меньших территорий. Важным принципом рационального использования земли является отвод под застройку участков, непригодных для сельскохозяйственных угодий.

Для решения всех проблем при выборе площадки для строительства составляется технико-экономическое обоснование (ТЭО) о технической возможности и экономической целесообразности размещения предприятия на выбранной территории. Для составления такого обоснования привлекаются специалисты различных направлений: технологи, строители, экономисты, электрики, сантехники, в основном из проектных организаций.

36

Техническая возможность означает, есть ли способы строительства предприятия, если территория расположена на сложном рельефе местности. Следует отметить, что в настоящее время строительная техника способна строить любые здания на любом сложном рельефе.

Экономическая целесообразность означает, выгодно ли строить предприятия на выбранной территории. Поэтому при выборе площадки для строительства рассматриваются несколько вариантов составляется техникоэкономическое обоснование и путем сопоставления этих вариантов выбирается тот, который имеет меньшие затраты с учетом затрат на строительство и затраты при эксплуатации.

На практике, к сожалению, бывает и так, разработчики техникоэкономического обоснования не учли ряд факторов, и выбранная территория для предприятия оказалась экономически неоправданной и некоторые стройки оказались более дорогими. Необходимо отметить, что в некоторых случаях технико-экономическое обоснование приходится разрабатывать и для гражданских зданий.

Например, если у отдела архитектуры есть возможность выделить не один вариант участка для строительства, а несколько, например, три, но один расположен так, что он неудобен, другой в хорошем месте, но там очень сложный рельеф местности, а третий участок удовлетворяет заказчика, но там есть старые постройки, которые необходимо сносить. В этом случае заказчик приглашает специалистов из проектной организации, которые разрабатывают тех- нико-экономическое обоснование для каждого варианта, и заказчик выбирает тот участок, который экономически и технически более выгоден.

3.2. Изыскательские работы

До начала строительства на месте будущей постройки исследуются грунты с целью выяснить их физические и механические свойства, вид грунтов, их мощность (толщину слоя), положение уровня грунтовых вод. Проводится химический анализ грунтовой воды, так как в воде иногда имеются химические вещества, которые воздействуют на материал фундамента и разрушают его.

Для небольших зданий исследования грунтов выполняют сами проектные организации, в которых имеются отделы, лаборатории или изыскательские экспедиции, имеющие необходимое оборудование. Исследования грунтов проектируемых крупных предприятий проводят специализированные организации, имеющие полный комплект оборудования и необходимый штат специалистов.

Исследование грунтов проводится в следующей последовательности. Вначале проектная организация намечает расположение будущих зданий на выделенной площадке и намечает точки расположения скважин. Исследование или разведку грунтов производят путём бурения скважин. При этом через каждые 0,5 метров по глубине берутся пробы грунта для определения его состава лабораторным путём. К сожалению, грунт из скважины имеет нарушенную структуру.

37

Для более точного определения состава грунта для проектов уникальных зданий намечают точки расположения шурфов. Шурф – это колодец глубиной 5–6 метров размером в плане 1,5–2 метра. В этом случае образцы грунта для исследования берутся из стенок шурфа с ненарушенной структурой. Для того чтобы грунт остался с ненарушенной структурой в естественном состоянии, шурф роется вручную, а это очень трудоемко и дорого. Поэтому исследование грунтов выполняется, в основном, путем бурения скважин.

Данные о результатах бурения или шурфования заносят в специальные журналы, по которым составляют чертежи геологических разрезов по створам скважин или шурфов. Чтобы иметь представление о строении грунтов в пределах между скважинами или шурфами, колонки скважин на чертеже соединяют в геологический профиль (рис. 3.1). Несколько геологических профилей дают пространственное представление о геологическом строении участка, что является основным исходным материалом для определения несущей способности грунтового основания.

3.3. Проектирование зданий и сооружений

Проектирование ведется соответствующими проектными организациями, обычно специализирующимися по различным отраслям (гражданское и промышленное строительство, автомобильные дороги, атомная энергетика, гидротехнические сооружения и т.д.). В советское время в городе Воронеже были проектные институты:

Гражданпроект. Институт специализировался на проектировании генеральных планов городской застройки, жилых и общественных зданий, инженерных коммуникаций;

Гипропром (главный институт проектирования промышленности). Занимался проектированием промышленных зданий и сооружений, их комплексов (заводы, фабрики и т.д.). Так как областей промышленности много, то данные институты являются отраслевыми, то есть выполняют проектные работы для конкретной области промышленности (химическая, машиностроительная, металлургическая, нефтеперерабатывающая и т.д.);

Гипродор (главный институт проектирования дорог). Данный институт занимался проектированием дорог и всей дорожной инфраструктуры;

Агропромпроект, занимался проектированием объектов сельскохозяйственного назначения (коровники, птицефабрики, силосы и т.д.);

Военпроект проектировал объекты по заказу Министерства обороны РФ, Федеральной службы безопасности РФ (жилье для военных, военные городки, военные части, военные объекты, объекты, относящиеся к государственной тайне РФ);

Атомэнергостройпроект. проектировал объекты атомной энергетики. Небольшие проектные фирмы, выполняющие весь комплекс работ по

проектированию зданий и сооружений, являются основными конкурентами проектных институтов. Что они из себя представляют? Как правило, это директор, бухгалтер, главный инженер проекта (ГИП), архитектурно-строительная

38

группа специалистов, в состав которой входят конструкторы и архитекторы. Для выполнения смежных работ для каждого конкретного объекта привлекаются специалисты со стороны по трудовому договору.

Рис. 3.1. Геологическое строение площадки строительства:

а– план площадки с нанесением схемы расположения скважин;

б– геологический разрез по линии III-III

39

Есть еще специализированные разработки организации для одного конкретного раздела проекта (вентиляция и кондиционирование, водоснабжение и канализация, газификация).

Кроме перечисленных организаций есть архитектурно-творческие мастерские, которые занимаются разработкой эскизных проектов зданий и их комплексов, дизайном. Типовые структуры проектного института специализированного и комплексного отдела приведены на рис. 3.2 –3.4.

Проект является результатом глубокого творческого процесса, в ходе которого проектировщик решает ряд задач, связанных с созданием проектируемого объекта, определяет его общий характер, взаимосвязь отдельных частей, выявляет наиболее рациональную форму, соответствующую его содержанию и назначению, выбирает материал и конструкцию. Этот процесс, в котором проявляется выдумка, техническое умение, творческая фантазия и профессиональное мастерство автора проекта, называется эскизным проектом.

Эскизный проект является исключительно ответственной стадией проектирования. В нем определяются все основные данные будущего здания – планировочное решение, конструкция, этажность, материал, характер архитектуры, техническое оборудование, причем степень уточнения всех этих вопросов различна. Вопросы выбора конструкции и технического оборудования решаются в эскизном проекте в общем виде, отражаются обычно только в пояснительной записке. Значительно подробнее и конкретнее разрабатывается общее архитектурное решение, которое должно давать совершенно ясное представление об организации плана, объемной структуре и внешнем облике сооружения. Для уникальных зданий эскизная стадия является в общем процессе проектирования решающей, и определяет дальнейший путь разработки проекта.

Для зданий массового строительства проектная организация проектирует здания, как правило, в две стадии. Сначала разрабатывается технический проект со сметной документацией на строительство (первая стадия), а затем рабочие чертежи (вторая стадия).

В техническом проекте уточняются и конкретизируются все вопросы, уточняется и характер архитектурного решения. Проект сопровождается развернутой пояснительной запиской, к которой прилагаются расчеты конструкций и санитарно-технических устройств. Технический проект представляется на рассмотрение в утверждающие инстанции.

Проект проходит экспертизу с точки зрения соответствия строительным нормам, противопожарным и санитарным правилам. Развитие техники, появление новых конструкционных систем и строительных материалов, насыщение зданий различного рода техническими устройствами требуют от проектировщиков более детальной разработки технического проекта. Утвержденный технический проект является основой для разработки рабочих чертежей.

Рабочий проект (рабочие чертежи) разрабатывается по каждому виду строительных работ – общестроительные, санитарно-технические (водопровод, канализация, отопление, вентиляция), столярные, слесарные, отделочные и другие.

40