Конструктивные решения основных видов фундаментов (ленточных, свайных, столбчатых, отдельностоящих, сплошных) гражданских зданий.

АРХИТЕКТУРА

1.Основные конструктивные элементы зданий, их назначение.  Конструктивные системы и схемы зданий гражданских зданий.

Основные конструктивные элементы гражданских зданий. Фундамент – это подземная часть здания, воспринимающая нагрузку от здания и действующих на него сил и передающее на грунт. Стены– это вертикальные ограждения конструкции. По характеру работы могут быть: -несущие, -самонесущие, -ненесущие.Перекрытия – горизонтальные ограждения, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи. Они несут собственную нагрузку и полезную (временную), т.е. вес людей, оборудования и т.д. Перекрытия могут быть: -междуэтажными – между двумя смежными этажами; -чердачными – между верхним этажом и чердаком; -надподвальными – между первым этажом и подвалом; -нижним – между первым этажом и подпольем. Отдельные опоры – несущие вертикальные элементы (стойки, колонны, столбы), передают нагрузку от перекрытий и других элементов здания на фундаменты. Отдельные опоры, находясь внутри здания, образуют внутренний каркас. На них опираются балки, именуемые ригелями или прогонами, несущими в свою очередь перекрытия. Крыша– завершает здание и защищает его от атмосферных воздействий. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Если здание не имеет чердака, то его крыша выполняет одновременно функции крыши и чердачного перекрытия, т.е. является покрытием. Такое покрытие, когда нижняя поверхность образует потолок помещений верхнего этажа принято называть совмещенной крышей. Крыши могут быть: -эксплуатируемыми, -неэксплуатируемыми. Лестницы– служат для сообщения между помещениями, расположенными в разных уровнях. Перегородки – представляют собой обычно внутренние ненесущие стенки, опирающиеся на перекрытия. Перегородки разделяют внутреннее пространство здания на отдельные помещения. Для установки окон и дверей в стенах и перегородках устраивают проемы. Окна и идвери заполняют соответствующие проемы – они имеют несущий остов, заполненный рамой из древесины, стального проката или алюминия, а также стеклом, картоном, прокатным древесноволокнистыми материалами.

По своему назначению все конструктивные элементы здания подразделяются на несущие и ограждающие.   Несущиеконструктивные элементы воспринимают все нагруз­ки, возникающие в здании или действующие на здание, ограждающиеотделяют помещения от внешнего пространства и одно помещение от другого. В ряде случаев конструктивные элементы выполняют и несущую и ограждающую функции од­новременно.

 

2.Формирование объемно-планировочной структуры гражданского здания.

Помещения, составляющие объем здания, по их роли в функциональном процессе подразделяются на группы:

– основные– соответствуют основным функциям здания (жилые ком­наты жилых домов, школьные классы и кабинеты, зрительные залы театров и кино, торговые залы магазинов);

– вспомогательные – предназначены для обеспечения основных функций здания, но не определяют их (конференц-залы, архивы, фойе и кулуары театров, подсобные помещения магазинов и музеев и др.);

– обслуживающие – повышающие комфорт и санитарно-гигиеничес­кие условия, но не имеющие прямого отношения к основной функции здания (вестибюли, холлы, санитарные узлы, буфеты общественных зданий);

– коммуникационные – необходимы для связи внутри здания (лестницы, лифты, эскалаторы, коридоры, галереи);

– технические– иногда целые этажи – предусматривают для размещения инженерно-технического оборудования (машинные отделения лифтов, камеры мусоросборные, вентиляционные и кондиционирования).

Планировочные схемы:

Коридорная схема (рис. 9, а ) характеризуется расположением помещений с одной, двух или частично с одной и частично с двух сторон коридора, связанного с лестничными клетками. При одностороннем расположении помещений планировка называется галерейной. Через коридор или галерею осуществляется связь между помещениями, Коридорная схема широко применяется в различных гражданских зданиях: общежитиях, гостиницах, интернатах, административных, учебных, лечебно-профилак­тических и др.

Анфиладная схема (рис.9 б) планировки характеризуется отсутствием коридоров: помещения располагают последовательно одно за другим, и связана они между собой дверными проемами, расположенными по одной оси. Анфиладная схема, прежде всего распространенная в жилых, культовых и дворцовых постройках, имеет ограниченное применение: музеи и выставки, торговые здания.

   Центрической(рис.9, в) называют такую планировочную схему, в которой четко выделяется: главное большое помещение, а вокруг него группируются второстепенные меньшие вспомогательные помещения. Примерами применения этой схемы могут быть зрелищные здания – театры, кинотеатры, концертные залы, цирки.

Зальная планировочная схема характерная для зданий, состоящих из одного помещения на этаже – крытых рынков, выставочных павильонов, спортивных сооружений, гаражей и т.п. (рис. 9, г).

Секционная схема включает ряд повторяющихся и изолированных друг от друга частей – секций. В пределах секции помещения могут быть расположены по разным планировочным схемам (рис. 9, д). Эта схема широко применяется в жилых зданиях.

В многофункциональных и сложных по условиям строительства зданиях и комплексах, как правило, сочетается несколько планировочных схем. Композиционные схемы, в которых сочетается несколько планировочных схем, называют смешанными.

 

 

Рис.9. Планировочные схемы зданий:

а – коридорная и галерейная; б – анфиладная; в – центрическая;

г – зальная; д – секционная

3.Конструктивные схемы и конструктивные системы гражданских зданий.

Конструктивная система представляет совокупность взаимосвязанных несущих конструкций здания, обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость. Конструктивная система здания должна удовлетворять основным требованиям: - эксплуатационно-техническим;- экономическим;- санитарно-гигиеническим; - эстетическим и другим.

 

Рис. Классификация конструктивных систем жилых зданий .

   

- каркасная - с пространственным рамным каркасом, применяется преимущественно в строительстве многоэтажных сейсмостойких зданий

- стеновая (бескаркасная) - самая распространенная в жилищном строительстве, ее используют в зданиях различных планировочных типов высотой от одного до 30 этажей;

- объемно-блочная система зданий в виде группы отдельных несущих столбов из установленных друг на друга объемных блоков применяется для жилых домов высотой до 12 этажей в обычных и сложных грунтовых условиях, столбы объединяют друг с другом гибкими или жесткими связями;

- ствольная система применяется в зданиях свыше 16 этажей. Наиболее целесообразно применение ствольной системы для компактных в плане многоэтажных зданий, особенно в сейсмостойком строительстве, а также в условиях неравномерных деформаций основания (на просадочных грунтах, над горными выработками и др.);

- оболочковая система присуща уникальным высотным зданиям жилого, административного или многофункционального назначения.

Наибольшее распространение получили следующие комбинированные системы (рис. 3.3)

Конструктивная схема представляет собой вариант конструктивной системы по признакам состава и размещения в пространстве основных несущих конструкций – продольному, поперечному или др.

В каркасных зданиях применяют три конструктивные схемы (рис.3): - с продольным расположением ригелей; - с поперечным расположением ригелей; - безригельная.

Каркас с продольным расположением ригеля применяют в жилых домах квартирного типа и массовых общественных зданиях сложной планировочной структуры, например, в зданиях школ.

Каркас с поперечным расположением ригеля применяют в многоэтажных зданиях с регулярной планировочной структурой (общежития, гостиницы), совмещая шаг поперечных перегородок с шагом несущих конструкций.

 

Рис. 3. Конструктивные схемы каркасных зданий:

          а – с продольным расположением ригеля; б – с поперечным; в – безригельная.

 

  

 Безригельный (безбалочный) каркас, в основном используют в многоэтажных промышленных зданиях, реже в общественных и жилых, в связи с отсутствием соответствующей производственной базы в сборном жилищном строительстве и относительно малой экономичностью такой схемы.

 

 

Конструктивные решения основных видов фундаментов (ленточных, свайных, столбчатых, отдельностоящих, сплошных) гражданских зданий.

По конструктивной схеме фундаменты раз­личают ленточные, отдельностоящие, сплош­ные и свайные.

 Ленточные фундаменты устраи­вают под все капитальные стены, а в некото­рых случаях и под колонны. Они представля­ют собой заглубленные в грунт ленты — стен­ки из бутовой кладки, бутобетона, бетона или железобетона. Они подразделяются на сборные и монолитные.

Отдельностоящие фундаменты представляют собой отдельные плиты с установленными на них подколонниками или башмаками колонн. Их устраивают для кар­касных зданий. Разновидностью отдельностоящих фундаментов являются столбчатые, ко­торые проектируют для малоэтажных зданий при малых нагрузках и прочных основаниях, когда ленточные фундаменты нерациональны. Столбчатые фундаменты могут быть монолитными и сборными.

 Сплошные фундаменты мо­гут быть плитные и коробчатые, в один или несколько этажей. Сплошные фундаменты при­меняют для зданий с большими нагрузками или при слабых и неоднородных основаниях.

 Свайные фундаменты приме­няют на слабых сжимаемых грунтах, при глу­боком залегании прочных материковых пород, больших нагрузках и т. д. В последнее время свайные фундаменты получили широкое рас­пространение для обычных оснований, так как их применение дает значительную экономию объемов земляных работ и затрат бетона. Свайные фундаменты состоят из свай и ростверка(сборного или монолитного).Сваи бывают:забивные инабивные.

 Основным элементами свайных фундаментов являются собст­венно сваи, оголовки и ростверки. Сваи представляют собой железобетонные, бе­тонные и реже деревянные или металлические стержни, погруженные в грунт ударным иливибрационным способом, ввинчиванием, или бетонируемые на месте, в заранее пробурен­ных скважинах.

— по способу армирования — сваи с ненапрягаемой прод.и попереч. арм-ой и предварительно напряжённые со стержневой или проволочной прод. и попереч.арм-ой и без него;

— по форме поперечного сечения — сваи квадратные, прямоугольные, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения;

— по форме продольного сечения — призматические, цилиндрические и с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные, булавовидные);

— по конструктивным особенностям — на сваи цельные и составные (из отдельных секций);

— по конструкции нижнего конца — на сваи с заостренным или плоским нижним концом.

 

.

 

Рис.1. Конструкции ленточных фундаментов: а – сборный; б – то же, прерывистый; в – монолитный фундамент (бутобетонный); г – бутовый фундамент; 1- фундаментные подушки; 2- бетонные блоки; 3 – отмостка; 4 - гидроизоляция; 5 – кирпичная облицовка (в ½ кирпича).

 

 Рис.2 Столбчатые фундаменты малоэтажных зданий:а – под каменные стены; б – под панельные стены малоэтажных зданий;в – под деревянные стены; 1- фундаментные столбы; 2- цокольная стенка из кирпича; 3 – шлак (песок); 4 – отмостка; 5 – фундаментный стакан; 6 – железобетонный столб 120х120 мм; 7 – рандбалка; 9 – фундаментно-цокольная рандбалка; 10 – стеновая панель; 11 – гидроизоляция.

 

Рис.3. Сборные столбчатые фундаменты многоэтажных зданий:а – под каменные колонны; б – под сборные колонны; в – фундамент стаканного типа; 1 – блок-подушка; 2- колонны; 3- цокольная панель; 4 – отмостка; 5 – песчаная подсыпка; 6 – заливка цементным раствором; 7 – подколонник.

 

Рис. 1. Сплошные фундаменты:

а — из перекрестных железобетонных лент;  

б — сплошная ребристая плита; в — сплошная

безба­лочная плита

Рис. 2. Свайные фундаменты:

а — со сваями-стойками; 6, в — со сваями трения (висячими); г — расположение свай рядами; д — то же, кустами; 1,4 — забивные сваи; 2 — несу­щая конструкция здания; 3 — ростверк; 6 — набив­ные сваи

 

 

5. Наружным стенам гражданских зданий: виды и конструктивные решения, теплотехнические требования. Понятие тепловой реабилитации существующих зданий.   

Несущие стены помимо вертикальной на­грузки от собственной массы воспринимают и передают фундаментам нагрузки от смежных конструкций: перекрытий, перегородок, крыш и пр. (табл.5.1).

 Самонесущиестены воспринимают вер­тикальную нагрузку только от собственной массы (включая нагрузку от балконов, эрке­ров, парапетов и других элементов стены) и передают ее на фундаменты непосредственно либо через цокольные панели, рандбалки, ро­стверк или другие конструкции.

Ненесущие стены поэтажно (или через несколько этажей) оперты на смежные внутренние конструкции здания (перекрытия, стены, каркас).

 

                                                                                  Таблица 5.1.

        Зависимость от принятых конструктивных систем и схем.

 

Конструктивная система здания	Конструктивная схема здания	Тип стен
Бескаркасная	С несущими стенами продольными	Продольные – несущие, поперечные – самонесущие
Бескаркасная	То же, с поперечными	Поперечные – несущие, продольные – навесные или самонесущие
Каркасная	Неполный каркас	Продольные наружные – несущие, остальные - самонесущие
Каркасная	Полный каркас	Продольные и поперечные – навесные и самонесущие

 

Несущие и самонесущие стены воспринима­ют наряду с вертикальными и горизонтальные нагрузки, являясь вертикальными элементами жесткости сооружений.

В зданиях с ненесущи­ми наружными стенами функции вертикаль­ных элементов жесткости выполняют каркас, внутренние стены, диафрагмы или стволы жесткости.

Несущие и ненесущие наружные стены мо­гут быть применены в зданиях любой этажно­сти. Высота самонесущих стен ограничена в целях предотвращения неблагоприятных в эксплуатационном отношении взаимных сме­щений самонесущих и внутренних несущих конструкций, сопровождающихся местными повреждениями отделки помещений и появле­нием трещин. В панельных домах, например, допустимо применение самонесущих стен при высоте здания не более 4 этажей. Устойчивость самонесущих стен обеспечивают гибкие связи с внутренними конструкциями.

Несущие наружные стены применяют в зданиях различной высоты. Предельная этаж­ность несущей стены зависит от несущей спо­собности и деформативности ее материала, конструкции, характера взаимосвязей с внут­ренними конструкциями, а также от экономических соображений. Так, например, примене­ние панельных легкобетонных степ целесооб­разно в домах высотой до 9—12 этажей, несущих кирпичных наружных стен – в зданиях средней этажности, а стен стальной решетчатой оболочковой конструкции – в 70-100 этажных зданиях.

По конструкции - мелкоэлементные и крупноэлементные - из круп­ных панелей, блоков и др.

По показателям массы и степени тепловой инерции наружные сте­ны зданий делят на четыре группы - массивные, средней массивности, легкие,особо легкие (табл. 5.2.).

Таблица 5.2. Классификация стен по массе и степени тепловой инерции

 

Классификация стен по массе	Масса 1 кв.м, кг	Классификация стен по степени тепловой инерции	Тепловая инерция D
Тяжелые	Более 750	Большая инерционность	Более 7
Облегченные	401 - 750	Средняя инерционность	4 - 7
Легкие	150 - 400	Малая инерционность	1,5 – 4
Особо легкие	Менее 150	Безинерционные	До 1,5

  

По материалу различают основные типы конструкций стен: бетонные, каменные из небетонных материалов и деревянные. В соответствии со строительной системой каждый тип стены содержит несколько видов конструкций: бетонные стены — из монолитного бетона, крупных блоков или панелей; каменные стены — ручной кладки, стены из каменных блоков и панелей; стены из небетонных материалов — фахверковые и панельные каркасные и бескаркасные; деревянные стены - рубленные из бревен или брусьев каркасно-обшивные, каркасно-щитовые, щитовые и панельные. Бетонные и каменные стены применяют зданиях различной этажности и для различных статических функций в соответствии с их ролью в конструктивной системе здания. Стены из небетонных материалов используют в зданиях различной этажности только в качестве ненесущей конструкции.

Наружные стены могут быть однослойной или слоистой конструкции.    

Однослойные стены возводят из панелей, бетонных или каменных блоков, монолитного бетона, камня, кирпича,деревянных бревен или брусьев. В слои­стых стенах выполнение разных функций возложено на различные материалы. Функции прочности обеспечивают бетон, камень, дерево: функции долговечности — бетон, камень, дере­во или листовой материал (алюминиевые сплавы, плакированная сталь, асбестоцемент или др.); функции теплоизоляции — эффективные утеплители (минераловатные плиты, фибролит, пенополистирол и др.); функции пароизоляции - рулонные материалы (прокладочный рубероид, фольга и др.), плотный бетон или мастики; декоративные функции - различные облицовочные материалы. В число слоев такой ограждающей конструкции может быть вклю­чена воздушная прослойка. Замкнутый — для повышения ее сопротивления теплопередаче, вентилируемый — для защиты помещения от радиационного перегрева либо для уменьше­ния деформаций наружного облицовочного слоя стены.

Конструкции одно- и многослойных стен мо­гут быть выполнены полносборными или в традиционной технике.

Конструкции стен должны отвечать требованиям капитальности, прочности и устойчивости. Теплозащитная и звукоизоляционная способность стен устанавливается на основе теплотехнических и звукоизоляционных расчетов.

Толщину наружных стен выбирают по наибольшей из величин, полученных в результате статического и теплотехнического расчетов, и назначают в соответствии с конструктивными и теплотехническими особенностями ограждающей конструкции.

 

Ограждающие конструкции зданий должны защищать помещение от холода, солнечной радиации, ветра, атмосферных осадков, шума и других воздействий.

Наруж.огражд.констр.зд. должны удовлетворять теплотехническим требованиям:
1)обладатьтеплозащитными свойствами;
2)температура внутренних поверхностей при эксплуатации не д.б. слишком низкой, чтобы избежать появления конденсата на стенах и на потолках верхних этажей;
3)воздухопроницаемостьстен зданий не должна превосходить допустимого предела;
4)необходимо сохранять нормальную влажность ограждений, т.к увлажнение ухудшает их теплозащитные свойства и уменьшает долговечность ограждений.

Потери тепла через наружные стены зданий могут достигать 40 %, поэтому тепловая реабилитация (утепление) здания является одним из ключевых вопросов при строительстве и реконструкции зданий и сооружений.

Тепловая реабилитация здания позволяет уменьшить потери тепла в старых зданиях примерно до 10-15 %. При постройке новых зданиях уже предусматривается тепловая реабилитация.

Разновидности тепловой реабилитации:

1)Устройство монолитной полистиролбетонной ТИ методом торкретирования с последующей защитой поверхности декоративными растворными или красочными составами.

2) Выполнение многослойного покрытия («термошуба»), включающего ТИ слой из минераловатного или полистирольного плитного материала, стеклосетки, воспринимающей деформации, и защитно-декоративного штукатурного покрытия.

3) Наружная теплозащита каменной кладкой из газобетонных блоков на клеевом растворе с декоративной отделкой тонкослойными(3-8мм) дышащими штукатурными составами.

4) Внутреннее утепление стен гипсо- и древесноволокнистыми плитами.

5) Выполнение дополнительной наружной засыпочной ТИ(до 15мм) с ограждением из кирпича или камня на растворе.

6) Нанесение на внутреннюю стеновую поверхность по закрепленой сетке ТИ «дышащего штукатурного раствора.

 

---

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1300; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!