І основи проектування будівель і.1 Види будівель і вимоги до них і.1.1 Класифікація будівель за призначенням
За призначенням розрізняють три основні типи будівель:
- житлові будівлі для постійного чи тимчасового проживання людей;
- громадські будівлі для тимчасового знаходження людей при здійсненні в цих будівлях певних функціональних процесів, пов'язаних з освітою, лікуванням, видовищами, спортом, відпочинком і т. ін.;
- виробничі будівлі для здійснення в них виробничих процесів (чи допоміжних функцій) для різних галузей промисловості. Особливий підтип виробничих будівель складають сільськогосподарські будівлі, пов'язані з сільськогосподарськими процесами (утримання і розведення скотини і птиці, зберігання і ремонт техніки та ін).
Основні типи будівель легко відрізнити за їх зовнішнім видом:
- житлові будинки неширокі, мають багато вікон, балконів. У зв’язку з тим що розміри основних структурних одиниць житлового будинку (житлові кімнати, кухні, допоміжні приміщення) відносно малі, невелика і ширина будинку (як правило, 12 м);
- громадські мають різнорідні структурні елементи дуже великі (видовищні, торгові, спортивні) з інтенсивним освітленням, середні (навчальні приміщення, лікарняні палати), малі (конторські приміщення, лікувальні кабінети). Кінотеатри повністю виключають освітлення. В зовнішньому вигляді громадських будівель ці особливості їх структури і світлового режиму виявляються крупними розчленуваннями об’ємної форми, різною поверховістю частин будівлі, великою шириною будівлі, а також контрастністю в розмірах світлових прорізів аж до комбінації великих глухих поверхонь з великими світлопрозорими поверхнями вітражів;
- промислові будівлі мають великі приміщення – цехи, а інколи мають одне приміщення. Характер і технологічне обладнання виробничих процесів потребують великих приміщень, а необхідність інтенсивного природного освітлення – великих світлових прорізів у зовнішніх стінах і спеціальних надбудов – світлових ліхтарів – на дахах цехів. Часто до будівель примикають різні інженерні (технологічні, транспортні) споруди. Характерні крупні архітектурні форми, їх простота і чіткість.
І.1.2 Загальні відомості про конструкції будівель
Кожна будівля складається із сукупності взаємопов'язаних конструктивних елементів, що виконують в ньому різні функції: фундаменти, стіни, каркаси, перекриття, дах, перегородки.
Фундаменти – підземні несучі конструкції, які передають силові впливи від будівлі на грунт. Вони влаштовуються під вертикальними несучими конструкціями – стінами або стовпами (стійками каркасу). Нижня горизонтальна площина фундаментної конструкції називається підошвою фундаменту; товща поверхневих геологічних порід ґрунтів, на яку передається навантаження від будівлі через його фундаменти, - основа будівлі чи споруди.
Стіни – розділяють на зовнішні і внутрішні за їх розташуванням у плані і на несучі і ненесучі за статичною функцією. Зовнішні – огороджувальні, захищають приміщення від негативних зовнішніх впливів. Стіна одночасно може бути несучою і огороджувальною. Несучі стіни сприймають вертикальні і горизонтальні навантаження і передають їх на фундамент, ненесучі стіни передають свою вагу поповерхово на інші несучі конструкції будівель. Внутрішні ненесучі стіни, що виконують тільки огороджувальні функції, називаються перегородками.
Каркас складається із вертикальних (стійки і колони) і горизонтальних (ригелі) стержневих систем, концентровано сприймаючих зовнішні навантаження і впливи і концентровано їх передаючих на основу через фундаменти колон. Каркас використовується замість несучих стін або в поєднанні з ними при необхідності розкриття великого внутрішнього простору.
Перекриття – горизонтальні несучі й огороджувальні конструкції. Вони сприймають вертикальні й горизонтальні силові впливи та передають їх на несучі стіни чи каркас.
Перекриття розділяють внутрішній простір будівлі по горизонталі. Залежно від їх розташування розрізняють перекриття:
-міжповерхові – між двома суміжними по висоті поверхами;
-дахові – між верхнім поверхом і горищним простором;
-цокольні – між першим поверхом і підвалом чи технічним підпіллям;
- перекриття над проїздами – між поверхом і простором проїзду під будівлею.
Функції перекриттів як огороджувальних конструкцій залежать від їх розташування в будівлі. Міжповерхові перекриття є внутрішні огорожі, їх основна функція - звукоізоляція. Горищні перекриття та перекриття над проїздами та підпіллями являють собою зовнішні огорожі. Їх основна функція – теплоізоляція внутрішніх приміщень.
Дах – зовнішня несуча і огороджувальна конструкція будівлі, що сприймає вертикальні (включаючи сніг) і горизонтальні навантаження та впливи. В якості огороджувальної конструкції дах має основну функцію – гідроізоляцію внутрішнього простору від атмосферних опадів. Площини даху називають скатами, вони розташовуються під кутом (нахилом) до горизонту для відведення дощових і талих вод. Для освітлення та вентиляції даху влаштовують «слухові вікна».
У відповідності до природно – кліматичних та інженерно-геологічних умов у будівлях можуть влаштуватись вертикальні шви: температурно-усадкові, осадкові (деформаційні) та антисейсмічні (рис І.1).
Рис.І.1 - Вертикальні шви в будівлях:
а – температурно-усадковий; б – осадковий І (зверху) і ІІ типу;в - антисейсмічний
Температурно-усадкові шви влаштовують щоб уникнути утворення тріщин і перекосів у стінах будівель, що викликаються концентрацією температурних зусиль.
Осадкові шви І типу передбачають в місцях різких перепадів поверховості будівлі для компенсації різниці вертикальних деформацій наземних конструкцій високої і низької її частин. Осадкові шви ІІ типу слугують для компенсації значних нерівномірних деформацій основи під будівлею, викликаних специфікою геологічної будови основи.
Антисейсмічні шви влаштовують для зменшення зусиль від сейсмічного впливу в конструкціях. Ці шви розділяють будівлю на відсіки елементарної форми (при складній конфігурації будівлі) та по її довжині.
Температурно-усадочні та осадочні шви І типу влаштовують тільки в наземній частині будівлі, осадочні ІІ типу й антисейсмічні – по всій висоті від підошви фундаменту до верха покрівлі. При необхідності влаштування в будівлі швів різного призначення їх по можливості суміщають.