1.Основные элементы зданий и их роль. Требования, предъявляемые к конструкциям.

Конструктивные элементы зданий

Несмотря на значительные различия, существующие между зданиями разного назначения как во внешнем виде, так и во внутренней структуре, все они состоят из некоторого ограниченного числа основных взаимосвязанных архитектурно-конструктивных элементов, выполняющих вполне определенные функции (рис.1)

Основные элементы здания можно подразделить на следующие группы:

а) несущие, воспринимающие основные нагрузки, возникающие в здании;

б) ограждающие, разделяющие помещения, а также защищающие их от атмосферных воздействий и обеспечивающие сохранение в здании определенной температуры;

в) элементы, которые совмещают и несущие, и ограждающие функции.

К основным элементам (или частям) здания относятся фундаменты, стены, перекрытия, отдельные опоры, крыша, перегородки, лестницы, окна, двери.

Фундаментом называется подземная конструкция, основным назначением которой является восприятие нагрузки от здания и передача ее основанию.

Стены отделяют помещения от внешнего пространства (наружные стены) или от других помещений (внутренние стены), выполняя тем самым ограждающую функцию. Кроме того, стены могут нести нагрузку не только от собственного веса, но и от вышележащих частей здания (перекрытий, крыши и др.), осуществляя несущую функцию. Стены, воспринимающие, кроме собственного веса, нагрузку и от других конструкций и передающие ее фундаментам, называют несущими.

Стены, опирающиеся на фундаменты и несущие нагрузку от собственного веса по всей высоте, но не воспринимающие нагрузки от других частей здания, носят название самонесущих.

Наконец, стены, которые служат только ограждениями и свой собственный вес несут в пределах лишь одного этажа, опираясь на другие важные элементы здания, называют ненесущими.

Перекрытиями называют конструкции, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи. Перекрытия ограничивают этажи и расположенные в них помещения сверху и снизу (ограждающие функции) и несут, кроме собственного веса, полезную нагрузку, т.е. вес людей, оборудования и предметов, находящихся в помещениях (несущие функции). Кроме того, перекрытия играют весьма существенную роль в обеспечении пространственной жесткости здания, т.е. неизменяемости его конструктивной схемы под действием всех возможных нагрузок.

Перекрытия, в зависимости от их расположения в здании, бывают междуэтажные, разделяющие смежные по высоте этажи; чердачные, отделяющие верхний этаж от чердака; нижние, отделяющие нижний этаж от грунта, и надподвальные, отделяющие первый этаж от подвала.

По верху междуэтажных перекрытий настилают полы в зависимости от назначения и режима эксплуатации помещения. А нижняя поверхность перекрытия (или покрытия) образует потолок для нижележащего помещения.

Отдельными опорами называют стойки (столбы или колонны), предназначенные для поддержания перекрытий, крыши, а иногда и стен и передачи нагрузки от них непосредственно на фундаменты.

Перекрытия могут опираться или непосредственно на колонны, или, что чаще, на уложенные по ним мощные балки, называемые прогонами.

Колонны и прогоны образуют так называемый внутренний каркас здания.

Крыша является конструкцией, защищающей здание сверху от атмосферных осадков, солнечных лучей и ветра. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Крыша вместе с чердачным перекрытием образует покрытие здания. Мансардным этажом (или мансардой) называется этаж в чердачном пространстве, фасад которого полностью или частично образован поверхностью (поверхностями) наклонной или ломаной крыши.

В том случае, если в здании отсутствует чердак, функции чердачного перекрытия и крыши совмещаются в одной конструкции, которая называется бесчердачным покрытием.

Перегородками называют сравнительно тонкие стены, служащие для разделения внутреннего пространства в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются в каждом этаже на перекрытия и никакой нагрузки, кроме собственного веса, не несут.

Лестницы служат для сообщения между этажами. Из противопожарных соображений лестницы, как правило, заключаются в специальные, огражденные стенами, помещения, которые называются лестничными клетками.

Для освещения помещений естественным светом и для их проветривания (вентиляции) служат окна, а для сообщения между соседними помещениями или между помещением и наружным пространством - двери. В некоторых случаях при необходимости ввода в помещение крупного оборудования или средств транспорта помимо дверей устраивают еще и ворота.

Кроме вышеперечисленных, существует ряд конструктивных элементов (как, например, балконы, входные площадки, приямки у окон подвала и др.), которые нельзя отнести ни к одной из указанных групп.

2. Фунда́мент — (лат. fundamentum) — подземное (подводное) основание для домов, зданий и сооружений, которое изготовлено, как правило, из бетона, камня или дерева. Служит неотъемлемой частью здания и является основной несущей конструкцией, основная функция которой заключается в передаче нагрузки от стен и крыши на основание.Фундаменты, как правило, закладываются ниже глубины промерзания грунта, для того, чтобы предотвратить их выпучивание. На пучинистных грунтах при строительстве легких деревянных построек применяют мелкозаглубленные фундаменты.

В настоящее время для построек жилых зданий применяются следующие типы фундаментов — столбчатые, ленточные, плитные и свайные. Выбор конструкции зависит в основном от материала будущих стен строения, а также от общей массы всех конструкций на нём и свойств грунта.

По назначению

Несущий

Комбинированный, т.е. способный, в дополнение к несущим функциям, выполнять еще и функции сейсмической защиты.

По материалу

Деревянный;

Каменный:

бутовый;

бутобетонный;

кирпичный.

Железобетонный:

сборный;

монолитный.

[править]

По типу (виду работы)

Ленточный (сборный или монолитный:

заглубленный (ниже глубины промерзания);

малозаглубленный(выше глубины промерзания);

Свайный (сборный или монолитный):

на забивных сваях;

на трубобетонных сваях;

на буронабивных сваях;

на набивных сваях;

на сваях-оболочках;

Плитный (сборный или монолитный)

Массивные - устраивают в виде жесткого массива под всем небольшим в плане сооружением (дымовая труба, доменная печь, и т.п.).

Как выбрать правильно подрядчика

Строительство любого дома начинается именно с закладки надежного, прочного фундамента. Это, безусловно, один из важнейших этапов возведения долговечного строения: будь то традиционный деревянный дом, уютный коттедж или летняя дача для комфортабельного отдыха.

Фундамент дома - основная опорная часть всей его конструкции.

Основное предназначение и устройство фундамента - выдерживать вес всей наружной постройки, предупреждая, тем самым, такие нежелательные последствия как перекашивание стен, оседание, а в дальнейшем и возникновение трещин стен дома, не говоря уже о самом фундаменте.

Фундамент является одним из важнейших конструктивных элементов дома.

[править]

Техническое обслуживание и ремонт фундаментов

Для эффективного содержания фундаментов специалистам нужно знать нормативные эксплуатационные требования к ним, указанные в СНиПе, и возможные конструктивные их ре¬шения (по учебникам), а также характеристику фундаментов здания согласно его проекту. Все эти сведения можно свести в несколько групп:

о реальных воздействиях на фундаменты — о величине и характере нагрузок, о структуре, прочности и влажности ос¬нований, об атмосферных осадках и грунтовых водах, их глу¬бине залегания и агрессивности, об опасности пучения грунтов, а также о требованиях к глубине заложения фундаментов. об особенностях конкретных вариантов решений фундамен¬тов— ленточных, столбчатых, сплошных, свайных и др. приме¬нительно к данным гидрогеологическим и климатическим ус¬ловиям; об эксплуатационных требованиях к фундаментам — их прочности, устойчивости, глубине заложения с учетом нагру¬зок, несущей способности грунтов, уровне грунтовых вод и глу¬бине промерзания, а также о мерах защиты фундаментов от атмосферных осадков и грунтовых вод, особенно если они аг-рессивны, от морозного пучения;#

Гидроизоляция подземной части здания

Подземную часть зданий конструируют из материалов, не обладающих гидрофобными свойствами, поэтому необходимо выполнять гидроизоляцию.

Её конструкцию выбирают в зависимости от характера воздействия воды, трещиностойкости строения и режима в помещениях. Жилые здания от вредного воздействия и проникновения воды и водных растворов защищают вертикальной и горизонтальной гидроизоляцией.

При отсутствии в здании подвальной части шов подземной и цокольной частей заполняют горизонтальной прокладкой гидроизоляции, которую укладывают поверх цоколя на высоте 20 см выше отметки уровня земной поверхности. Если горизонтальная гидроизоляция оказывается ниже уровня земной поверхности, вертикальный участок до уровня земли также изолируют.

При наличии подвала горизонтальную гидроизоляцию в жёстких фундаментах укладывают в двух уровнях-пола подвала и верха цоколя. При проектировании гибких фундаментов горизонтальную гидроизоляцию по верху сборных железобетонных подушек укладывают по армированному шву. При наличии подвала также необходимо устраивать вертикальную гидроизоляцию.

Если уровень грунтовых вод высокий и существует опасность затопления подвальной части здания, выполняют водозащитные мероприятия в виде изоляции стен подвала с внутренней и наружной стороны, а также гидроизоляцию пола. Наружную гидроизоляцию защищают от воды вертикальным слоем жирной мятой глиной толщиной 250мм и кирпичной стенкой. Высота гидроизоляции должна превышать уровень подпорных грунтовых вод. При устройстве стенки её изнутри защищают коробчатой железобетонной конструкцией.

3. Наружные стены — наиболее сложная конструкция здания. Они подвергаются многочисленным и разнообразным силовым и несиловым воздействиям (рис. 1). Стены воспринимают собственную массу, постоянные и временные нагрузки от перекрытий и крыш, воздействия ветра, неравномерных деформаций основания, сейсмических сил и др. С внешней стороны наружные стены подвержены воздействию солнечной радиации, атмосферных осадков, переменных температур и влажное наружного воздуха, внешнего шума, а с внутренней — воздействию теплового потока, потока водяного пара, шума. Выполняя функцию наружной ограждающей конструкции и композиционного элемента фасадов, а часто несущей конструкции, наружная стена должна отвечать требованиям прочности, долговечности и огнестойкости, соответствующим классу капитальности здания, защищать помещения и неблагоприятных внешних воздействий, обеспечивать необходимый температурно-влажностный режим ограждаемых помещений, обладать декоративными качествами. Одновременно конструкция наружной стены должна удовлетворять требованиям индустриальности, а также экономическим требованиям минимальной материалоемкости и стоимости, так как наружные стены являются наиболее дорогой конструкцией (20—25 % стоимости конструкций здания),

В наружных стенах обычно располагают оконные проемы для освещения помещений и дверные проемы — входные и для выхода на балконы и лоджии. В комплекс конструкций стены включают заполнение проемов окон, входных и балконных дверей, конструкции открытых помещений. Эти элементы и их сопряжения со стеной должны отвечать перечисленным выше требованиям. Поскольку статические функции стен и их изоляционные свойства достигаются при взаимодействии с внутренними несущими конструкциями, разработка конструкций наружных стен включает рев зависимости от природно-климатических и инженерно-геологических условий строительства, а также с учетом особенностей объемно-планировочных решений рассекаются вертикальными деформационными швами различных типов: температурно-усадочными, осадочными, антисейсмическими и др.

4.Конструкция крыши и выбор кровельного материала определяется на стадии проекта и зависит от дизайна фасада здания и технологии настила кровли. Выбор вида кровли, материалов для ее устройства, ее конструкции, уклона зависит от климатических условий, эксплуатации, архитектурных требований, степени капитальности здания.

Крыша — верхняя ограждающая конструкция здания, выполняющая несущие, гидроизолирующие и, при бесчердачных (совмещённых) крышах и тёплых чердаках, теплоизолирующие функции.

Кровля — верхний элемент крыши (покрытие), предохраняющий здания от всех видов атмосферных воздействий.

Классификация крыш

В зависимости от уклона скатов крыши бывают скатные (больше 10%) и плоские (до 2,5%). В индивидуальном жилищном строительстве, как правило, используются скатные и пологоскатные крыши. В плоских крышах возможно образование застоя воды на кровле и, как следствие, появление в этих местах протечек. Достоинством плоских крыш является возможность использования их для различных целей. По конструктивному решению крыши могут быть чердачными (раздельными) и бесчердачными (совмещенными). Чердачные крыши бывают утепленные или холодные. В бесчердачных (совмещенных) крышах несущие элементы служат перекрытием верхнего этажа здания. Бесчердачные крыши бывают вентилируемыми, частично вентилируемыми и невентилируемыми. По условиям эксплуатации крыши бывают эксплуатируемыми и неэксплуатируемыми. Тип крыши в основном определяется ее геометрической формой и материалом кровли. В зависимости от формы крыши могут быть односкатными, двускатными, трех-, четырехскатными, многоскатными (рис. 2).

Односкатная крыша (рис. 2, а) своей плоскостью (скатом) опирается на несущие стены, имеющие разную высоту. Эта крыша больше всего подходит для строительства хозяйственных построек.

Двускатная крыша (рис. 2, б, в) состоит из двух плоскостей-скатов, опирающихся на несущие стены одинаковой высоты. Пространство между скатами, имеющее треугольную форму, называется щипцами или фронтонами. Разновидностью двускатной крыши является мансарда.

Если крыша состоит из четырех треугольных скатов, сходящихся в одной верхней точке, то она носит название шатровой (рис. 2, г).

Крыша, образованная двумя трапецеидальными скатами и двумя торцевыми треугольными называется вальмовой четырехскатной (рис. 2, д). Бывают и двускатные вальмовые (полувальмовые), когда фронтоны срезаны (рис. 2, е).

Двускатная крыша производственного здания с продольным фонарем (рис. 2, ж) отличается от двускатной крыши жилого здания меньшим наклоном скатов и большей шириной и длиной.

Сводчатая крыша (рис. 2, з) в поперечном сечении может быть очерчена дугой окружности или иной геометрической кривой.

Складчатая крыша (рис. 2, и) образуется от соединения отдельных трапецеидальных элементов — складок.

Куполообразная крыша (рис. 2, к) по очертанию представляет собой половину шара со сплошным опиранием на цилиндрическую стену.

Многощипцовая крыша (рис. 2, м) образуется от соединения скатов плоскостей. Её устраивают на домах со сложной многоугольной формой плана. Такие крыши имеют большее количество ендов (внутренний угол) и рёбер (выступающие углы, которые образуют пересечения скатов кровли), что требует высокой квалификации при выполнении кровельных работ.

Крестовый свод представляет собой четыре сомкнутых арочных свода (рис. 2, л).

Сферическая оболочка (рис. 2, о) по очертанию представляет собой свод, опирающийся в нескольких точках на основание. Пространство между опорами обычно используют для устройства светопрозрачных фонарей.

Шпилеобразная крыша (рис. 2, н) состоит из нескольких крутых треугольников-скатов, соединяющихся в вершине.

Крыша из косых поверхностей (рис. 2, п) состоит из нескольких пологих плоскостей, опирающихся на несущие стены, стоящие на разных уровнях.

Плоская крыша (рис. 2, р) опирается на несущие стены, имеющие одинаковую высоту. Плоские крыши находят наиболее широкое применение как в гражданском, так и в промышленном строительстве. В отличие от скатных крыш, на плоских крышах не применяют в качестве кровельных штучные и листовые материалы. Здесь необходимы материалы, допускающие устройство сплошного ковра (битумные, битумно-полимерные и полимерные материалы, а также мастики). Этот ковёр должен быть эластичным настолько, чтобы воспринимать температурные и механические деформации основания кровли. В качестве основания используют поверхность теплоизоляции, несущие плиты, стяжки.

В индивидуальном строительстве, как правило применяются крыши, показанные на рис. 2, а, б, в, г, д, е. Пересечения скатов крыши образуют двугранные углы. Если они обращены книзу, их называют разжелобами, или ендовами, если кверху, то ребрами. Верхнее ребро, расположенное горизонтально, называют коньком, а нижнюю часть ската — свесом.

Для удаления дождевой и талой воды устраивают наружные водосточные трубы, по которым вода сбрасывается в определенное место и по водоотводным канавам уходит с участка в уличные канавы. Величина уклона ската и долговечность крыши зависят от материала кровли, а также от климатических условий (табл.).

Скатные чердачные крыши должны эксплуатироваться в условиях исправного состояния кровли, несущих конструкций крыш, нормального температурно-влажностного режима в чердачных помещениях и своевременного проведения ремонта покрытия.