13. Выбор материала несущего остова.

Выше вопросы проектирования несущих конструкций рассматривались в безматериальной форме. Инженерные же особенности зданий обязательно включают не только схемы решений несущего остова, но и материалы основных конструкций, технологию их изготовления, способы их возведения и т.п. Такую конкретную обобщенную характеристику инженерных решений принято называть строительной системой здания. Примеры строительных систем: здание с несущими стенами из крупных бетонных блоков; каркасно-панельный дом из сборного железобетона; здание с поперечными несущими стенами из кирпича и с навесными панелями и т.п.

Во всех случаях в обязательном порядке упоминаются материалы и изделия несущего остова зданий, которые нельзя рассматривать вне связи с методами возведения зданий. Из них прогрессивными являются: монтаж (сборка) из изделий заводского изготовления — элементов конструкций, изготовленных на заводах и поставляемых на строительную площадку в готовом виде (например, плит перекрытий, панелей, стен и т.п., т.е. монолитное домостроение с колес.

Крупным каменным стеновым блоком называют укрупненный монтажный элемент, изготовляемый на заводе из мелких камней, из легкого или тяжелого бетона.

Панель — вертикальный плоскостной элемент, геометрические характеристики которого тождественны пластинам (когда один генеральный размер — толщина — существенно меньше двух других). Панель выполняет одновременно несущие и ограждающие или только ограждающие функции.

Еще более укрупненным сборным изделием является объемный блок — предварительно изготовленная часть объема строящегося здания (санитарно-техническая кабина, комната, квартира, помещение трансформаторной подстанции и т.п.).

Технология возведения зданий с применением, в основном, готовых изделий называется полносборной. К таким строительным системам относятся следующие : крупноблочная, крупнопанельная, каркасно-панельная, объемно-блочная, каркасная из сборных изделий и т.п.

Монолитными конструкциями называют строительные конструкции, главным образом бетонные и железобетонные, основные части которых выполнены в виде единого целого (монолита) непосредственно на месте возведения здания или сооружения. К монолитным же конструкциям можно условно отнести стены и столбы, возводимые из мелкоштучных камней в технике ручной кладки, имея в виду, что перевязка швов и применение связующего (раствора) позволяют создать единое целое любой формы. В последнем случае для характеристики технологии их возведения иногда применяют термин традиционная.

При сочетании монолитных конструкций со сборными способ возведения и окончательная конструкция называются сборно-монолитными.

Современная тенденция при строительстве массового жилища, большинства гражданских и сельскохозяйственных зданий характеризуется применением полносборных строительных систем.

Вместе с тем наметилась тенденция к уменьшению масштабов типизации и типового проектирования в пользу большей индивидуализации городской застройки. Один из возможных способов состоит в возведении зданий из монолитного и сборно-монолитного железобетона, включая применение традиционных систем из мелкоштучных материалов. У такого способа имеются архитектурные преимущества: он позволяет получать любую форму здания, любые формы и размеры проемов, различную этажность и т.п. Такие строительные системы оправданы для зданий, доминирующих в застройке городов, для коттеджей и т.п.

При выборе строительных материалов имеет значение класс здания по капитальности, который регламентирует требования к степени огнестойкости и долговечности, что ограничивает применение некоторых материалов.

При этом учитываются и требования, связанные с условиями эксплуатации зданий — с климатом, с температурно-влажностным режимом помещений, с возможностью химической агрессии и т.п.

Безусловно, выбор строительного материала связан и с экономическими соображениями, с обязательностью учета местной строительной базы и т.п. Обычно все факторы тщательно анализируются на стадии разработки технико-экономических обоснований проекта и заданий на проектирование.

Рекомендации самого общего порядка сводятся к следующему. Материалом массового строительства гражданских зданий в настоящее время является железобетон. Это один из наиболее долговечных и стойких материалов, хорошо сопротивляющийся действию огня и коррозии. Железобетон несколько дороже металла, но в условиях эксплуатации он выгоднее, поскольку не требует дополнительных расходов для периодической защитной отделки, окраски. Кроме того, на изготовление железобетонных конструкций требуется меньше металла, что способствует рациональному использованию металла в масштабах страны. Железобетон широко используется как при возведении каркасных остовов, так и при строительстве стеновых остовов, применяется как в сборном, так и в монолитном исполнении.

Штучные (мелкие) традиционные материалы — искусственные (кирпич и т.п.) и естественные известняки — могут использоваться при возведении стен и столбов в малоэтажном и, отчасти, в многоэтажном строительстве. Общая тенденция в массовом строительстве гражданских малоэтажных зданий заключается в том, что сплошная кладка стен, как правило, применяется реже, чем кладка облегченных стен, в которых традиционным материалам отведена роль несущих элементов, а эффективные утеплители из естественных или искусственных материалов дополнительно облицовываются теми же традиционными материалами.

Наряду с этим необходимо иметь в виду и значительные архитектурные преимущества традиционной кладки стен из штучных материалов: долговечность, надежность в эксплуатации и, особенно, возможность возведения стен любой формы и размеров. Поэтому применение стен из штучных материалов целесообразно при строительстве зданий по индивидуальным проектам немассовой застройки, а также при реконструкции и реставрации городской застройки.

Металл (сталь) применяется главным образом в несущих конструкциях перекрытий больших пролетов.

Кроме того стальные изделия могут применяться в виде отдельных элементов несущего остова (колонны, ригели, решетчатые связи жесткости, фахверк торцов).

Дерево как материал несущего остова обладает рядом преимуществ (дешевизна, простота изготовления) и рядом существенных недостатков (недолговечность, горючесть). Последние качества ограничивают сферу применения древесины малоэтажным жилищно-гражданским строительством, производственными и складскими помещениями для сельского хозяйства.

Клееные деревянные конструкции, обработанные специальными составами, значительно меньше подвержены гниению и возгораемости. Они перспективны в качестве несущих конструкций перекрытий зальных помещений общественного назначения, включая здания с большими пролетами.

Синтетические материалы, получающие все большее применение в ограждающих конструкциях, почти не применяются в элементах несущего остова зданий в силу специфики их физико-механических свойств. Исключение составляют специальные виды конструкций (пневматические, тентовые и т.п.).