Конструкции зданий и сооружений

Конструкции зданий и сооружений

Расчетный срок службы: установленный в строительных нормах или в задании на проектирование период использования строительного объекта по назначению до капитального ремонта и (или) реконструкции с предусмотренным техническим обслуживанием. Расчетный срок службы отсчитывается от начала эксплуатации объекта или возобновления его эксплуатации после капитального ремонта или реконструкции.

Срок службы: продолжительность нормальной эксплуатации строительного объекта до состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна.

Необходимые меры по обеспечению долговечности конструкций и оснований зданий и сооружений с учетом конкретных условий эксплуатации проектируемых объектов, а также расчетные сроки их службы должен определять генпроектировщик по согласованию с заказчиком. Примерные сроки службы зданий и сооружений приведены в таблице.

При соответствующем обосновании сроки службы ограждающих несущих конструкций могут быть приняты отличными от сроков службы сооружения в целом.

В зависимости от уровня ответственности сооружений, характеризуемой социальными, экологическими и экономическими последствиями их повреждений и разрушений, при проектировании необходимо использовать коэффициенты надежности по ответственности, минимальные значения которых приведены в таблице.

Уровни ответственности 1а и 1б соответствуют "повышенному" уровню ответственности, уровни ответственности 2 и 3 - "нормальному" и "пониженному" уровням по классификации Технического регламента о безопасности зданий и сооружений.

Основания сооружений.

Основанием называется массив грунта, воспринимающий давление от здания. Основание бывает естественным и искусственным.

Для выбора надежного основания производят специальные геологические и гидрогеологические исследования, позволяющие определить строение и напластование грунтов основания и их физические и механические свойства. По результатам изысканий также устанавливают возможность использования грунтов в качестве естественного или искусственного основания.

Естественным основанием являются грунты, способные в своем природном состоянии выдержать нагрузку от здания. Для этого они должны иметь достаточную несущую способность, малую и равномерную сжимаемость, не подвергаться размыву и вспучиванию.

Строительные грунты.

Грунты подразделяются на скальные и нескальные. Скальные грунты представляют собой изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами (граниты, известняки, базальты, песчаники). Скальные основания отличаются высокой прочностью и практически не сжимаются под нагрузкой от здания. Нескальные грунты (крупнообломочные, песчаные и глинистые) представляют собой рыхлые горные породы, прочность частиц которых во много раз выше прочности связей между ними.

Крупнообломочные грунты содержат свыше 50% обломков кристаллических или осадочных пород. Песчаные грунты характеризуются сыпучестью в сухом виде и малой сжимаемостью. Они обычно являются надежным основанием. Глинистые грунты отличаются крепкой связностью частиц между собой. В сухом виде и маловлажном состоянии они представляют собой достаточно прочные основания. По мере повышения влажности глинистые грунты переходят в пластичное состояние и теряют свои несущие cпoсобности. Глинистые грунты обычно встречаются не в чистом виде, а с примесями песка (супеси, суглинки).

Разновидностью глинистых являются макропористые (лессовые) грунты. Они имеют крупные вертикальные поры. Поэтому при увлажнении под действием внешних нагрузках они дают большие просадки, что угрожает прочности и устойчивости расположенных на них строений. Такие грунты; называют также просадочными. При использовании их в качестве основания необходимо принимать специальные меры против их увлажнения в процессе эксплуатации здания.

В строительстве используют и другие виды грунтов: органические, плывуны, насыпные, которые, однако, избегают использовать как основания. Органические грунты (торфянистые, растительные, илистые) обладают большой сжимаемостью и малой несущей способностью. Плывуны - это мелкие пески с илистыми и глинистыми примесями. При перенасыщении водой плывуны способны сдвигаться. Насыпные грунты образуются при засыпке оврагов. Эти грунты неоднородны по составу, обладают малой несущей способностью и неравномерной сжимаемостью.

Если грунты не удовлетворяют требования, предъявляемые к основаниям, их закрепляют, уплотняют или заменяют другими, более плотными. Таким образом, получают искусственные основания. Естественный грунт закрепляется; инъекцией в грунт веществ, химически или механически; связывающих частицы грунта, например, цементного раствора (цементация), жидкого стекла с хлоридом кальция (силикатизация), битумного раствора (битумизация) и т. д. Грунты также уплотняют поверхностным трамбованием глубинными взрывами и другими методами.

Фундамент.

Фундамент - это подземная (для гидротехнических сооружений подводная) часть здания, воспринимающая всю нагрузку от вышележащих конструкций здания или сооружения. Поэтому фундамент должен обладать прочностью, устойчивостью, долговечностью, сопротивляемостью действию грунтовых вод. По материалу фундаменты делят на бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные, по конструкции - на столбчатые, ленточные, сплошные и свайные.

Нижняя плоскость фундамента, распределяющая нагрузку на основание, называется подошвой, верхняя - обрезом. Расстояние до уровня подошвы от планировочной отметки земли называется глубиной заложения фундамента. Глубина заложения фундаментов зависит от глубины промерзания грунтов основания, возможности их вспучивания при промерзании, уровня грунтовых вод и наличия подвалов в здании.

Глубина промерзания не учитывается в скальных, крупнообломочных и крупнозернистых грунтах, так как они не подвержены этому явлению, и в тех случаях, когда уровень грунтовых вод расположен ниже границы промерзания грунта не менее чем на 2 м.

В общих случаях глубина заложения фундаментов под наружными стенами не должна быть меньше глубины промерзания грунта в данном климатическом районе строительства.

Столбчатые и ленточные фундаменты.

Столбчатые фундаменты устраивают под массивными стенами только в малоэтажных зданиях, но в основном под отдельными опорами и колоннами в каркасных зданиях. Под кирпичными стенами 1-2-этажных зданий столбчатые бутовые или бутобетонные фундаменты располагают по углам здания или в местах пересечения стен на расстоянии 3-4 м друг от друга. Для передачи нагрузки от стен на фундаментные столбы укладывают сборные (фундаментные балки). Под кирпичные стены столбчатый фундамент делают бутовым, бетонным. Под железобетонные колонны каркасных гражданских и промышленных зданий столбчатый фундамент выполняют в виде сборных железобетонных блоков стаканного типа и плит-подушек.

Обрез стакана располагают на 150 мм ниже отметки чистого пола. Для передачи на фундаменты нагрузок от самонесущих стен здания применяют фундаментные балки, унифицированные для зданий с шагом колонн 6 м и 12 м. Балки укладывают непосредственно на уступы фундамента или на бетонные столбики.

Ленточные фундаменты устраивают под сплошными массивными стенами в виде непрерывной ленты по всему периметру здания. Нагрузка от здания передается через уширенную нижнюю часть фундамента - подушку. Ленточный фундамент без подушки устраивают только под малонагруженными стенами малоэтажных зданий. Фундаменты зданий рекомендуется устраивать из природного камня (бута) или бутобетона. Переход к уширенной подошве осуществляется уступами высотой не менее 300 мм. Высота уступов и их ширина назначаются в соотношении 1:1,25 или 1:1,75. Высота уступов в продольном направлении не должна быть более 0,5 м, а длина - менее 1 м.

Наиболее распространенный тип ленточного фундамента - сборная конструкция из прямоугольных бетонных стеновых блоков и трапециевидных железобетонных блоков-подушек. Блоки-подушки укладывают на выравненную поверхность основания или на песчаную подготовку толщиной 100-150 мм, а фундаментные стеновые блоки - на растворе с перевязкой вертикальных швов.

Для обеспечения независимой осадки двух смежных участков здания ленточные фундаменты разрезают осадочными швами. В эти швы (зазоры) вставляют доски, обернутые толем. Применение сборных блоков вдвое снижает трудоемкость устройства ленточных фундаментов по сравнению с устройством монолитных. Еще менее трудоемка конструкция фундаментов из бетонных цокольных панелей

Сплошные и свайные фундаменты.

Сплошные фундаменты устраивают сравнительно редко. Они представляют собой сплошную гладкую или чаще ребристую (ребрами вверх) плиту, воспринимающую все нагрузки от здания и распределяющую их на площадь основания. Ребра располагают под несущими стенами или колоннами. Ребристая плита более экономична, чем сплошная, но значительно более трудоемка в устройстве и потому применяется сравнительно редко.

Сплошные фундаменты - одна из характерных конструкций подводной (доковой) части зданий мелиоративного назначения.

Свайные фундаменты применяют при слабых грунтах, неравномерно сжимаемых под действием нагрузки от здания. Для сокращения объема земляных работ сваи применяют и при достаточно прочных грунтах. Сваи бывают двух типов - сваи-стойки и висячие. Сваи-стойки передают нагрузки от здания, минуя слабый грунт, на глубоко залегающий прочный грунт основания. Висячие сваи уплотняют грунт и передают ему нагрузку от здания за счет сил трения между боковой поверхностью сваи и грунтом. Сваи-стойки обычно выполняют квадратного сечения, из железобетона. Фундамент устраивают погружением свай-стоек в грунт (забивные сваи) или заполнением пробуренных скважин бетоном (набивные сваи).

Верх погруженных в грунт свай объединяют монолитной железобетонной плитой или балкой - ростверком, обеспечивающим равномерность передачи нагрузки от здания на отдельные сваи.

Гидроизоляция подземной части здания.

Подвальные этажи должны быть защищены от грунтовой сырости и от грунтовых вод при залегании последних выше уровня пола подвала. Защите от увлажнения подлежат также примыкающие к фундаменту наземные конструкции - стены и полы первого этажа. Защита от грунтовой влаги осуществляется устройством горизонтальной и вертикальной гидроизоляции.

Горизонтальная гидроизоляция из рулонных материалов (рубероида) устраивается по обрезу фундамента на 150-200 мм выше отмостки, но ниже уровня подготовки под пол первого этажа. Вертикальная гидроизоляция создается обмазкой боковой поверхности фундамента горячим битумом.

В зданиях с подвалом в теле фундамента в уровне подготовки под пол подвала укладывают второй слой горизонтальной изоляции.

Если уровень грунтовых вод находится выше пола подвала, устраивают спецгидроизоляцию. В этом случае в уровне подготовки под пол подвала расстилают на прерывный слой рулонной гидроизоляции (несколько слоев рубероида) и наклеивают его на наружную поверхность стен подвала. Для того, чтобы под давлением (подпором) воды пол подвала не всплыл, гидроизоляционный слой пригружают бетонной плитой или (при подпоре более 1 м) железобетонной плитой, защемленной опорной частью в тело фундамента.

Опускные колодцы применяют как фундамент при прохождении через водонасыщенные грунты. Опускной колодец представляет собой железобетонную конструкцию цилиндрической формы, погруженную в грунт под действием собственного веса или уплотнением под ней грунта. Диаметр цилиндров колеблется от 3 до 20 м. Наружные стены колодца в нижней части имеют скос, заканчивающийся ножом. Опускные колодцы могут быть береговыми, островными и наплавными. При погружении колодца в устойчивых грунтах по мере удаления изнутри грунта стенки колодца наращиваются. Применяют опускные колодцы для устройства глубоких опор или при строительстве опускных сооружений. При достижении ножом проектной отметки колодцы-опоры заполняют по всей высоте бетоном. В колодцах - опускных сооружениях бетонируется днище, изолирующее помещение от грунтовых вод и служащее основанием чистого пола.

Железобетонные кессоны.

Кессон - это ограждающая конструкция, служащая для создания под водой или в водонасыщенном грунте рабочей камеры. Кессоны применяют в тех случаях, когда погружение опускного колодца невозможно или излишне трудоемко.

В современном гидромелиоративном строительстве кессоны устраивают железобетонными. Боковые стенки кессона заканчиваются, как и в опускных колодцах, ножом, но кессон снизу имеет также перемычку (потолок) с отверстиями для регулирования в рабочей камере воздушного давления.

Надкессонное строение, образуемое по мере погружения кессона, используется для устройства водозабора при возведении зданий насосных станций.

Фундаменты под машины.

Фундаменты под машины предназначены для размещения и крепления машин вместе с необходимым вспомогательным оборудованием. В зависимости от расположения маши: эти фундаменты могут быть полностью заглублены в грунт (бесподвальный тип) или иметь развитую подземную часть (подвальный тип). Первые делаются обычно массивными в виде плит или блоков, вторые - рамного типа. Верхняя часть рамных фундаментов обычно включает ряд поперечных П-образных рам, связанных по верху балками. Фундаменты данного типа выполняются монолитными, железобетонными.

При активной вибрации фундаменты отделяют один от другого сквозным швом, а в их конструкции вводят амортизационные стальные пружины или резиновые прокладки.

Стены. Виды стен.

Стены по назначению делятся на наружные и внутренние, по материалу - на каменные и деревянные, по конструкции - на сплошные и облегченные, по величине стеновых элементов - на стены из мелкоштучных и крупноразмерных элементов, по способу возведения - на массивные (монолитные) и сборные.

Наиболее распространены кирпичные стены, выполняются они либо в виде сплошной кладки из полнотелого или пористого кирпича, либо в виде облегченной кладки с применением теплопроводных материалов.

Сплошная кладка удовлетворяет условия прочности при обеспечении перевязки вертикальных швов между кирпичными рядами. Это достигается смещением горизонтальных рядов кладки на 1/4 кирпича (цепная система) или 1/2 кирпича (многорядная система).

Облегченная кладка имеет два основных вида. Первый вид основан на замене внутренней части кладки (забутки) слоем утеплителя (легкий бетон). Перевязка двух наружных слоев кирпичной кладки (стенки в 1/2 кирпича) осуществляется горизонтальными прокладными рядами (кирпично-бетонная кладка) или вертикальными поперечными кирпичными диафрагмами (колодцевая кладка).

Вместо утеплителя допускается в кладке оставлять вертикальную воздушную прослойку толщиной 50 мм. Облегченные стены второго вида представляют собой сплошную кирпичную кладку, с внутренней стороны утепленную облицовкой из теплоизолирующих плит. Стены могут выполняться также из керамических камней и мелких бетонных блоков, или блоков, пиленных из природного камня.

Основные элементы каменных стен - проемы, простенки, перемычки, карниз, цоколь. Проемы - это крупные отверстия, оставляемые при кладке стен для окон и дверей. Поле стены проемами членится на простенки - участки между проемами, подоконную часть и перемычную часть - участки стены над проемами. Перемычка - это конструкция, поддерживающая кладочный элемент степы (кирпич, камень) над проемами. Перемычки бывают несущие и ненесущие. Они могут устраиваться из кладочного материала (клинчатые арочные); армированием швов кладки (рядовые, армокаменные); укладкой над проемом железобетонных балок (брусчатые). Для уменьшения продуваемости в простенках и в перемычечной части плоскостей, обращенных к оконному проему, устраивают прямоугольные выступы - четверти.

Карниз - это собственно горизонтальный выступ стены. Верхний карниз - венчающий - служит для отвода от стен воды, стекающей с крыши. Карниз при относе его от стены до 300 мм может выполняться из материала стен. При большем относе для устройства карниза применяют специальные железобетонные карнизные плиты, которые заанкеривают в кладку стен.

Цоколь - нижняя часть наружных стен. Устраивают его либо из материала стен (кирпичный), либо из материала фундамента (бетонный). Кирпичный цоколь часто облицовывают плитами из искусственных или природных материалов или оштукатуривают прочными растворами.

Каменные стены из мелких элементов не являются индустриальной конструкцией. Их же широкое применение обусловлено простотой изготовления кирпича. Применение деревянных стен ограничено лишь многолесными районами. Деревянные здания могут быть только малоэтажными.

В массовом строительстве все шире используются индустриальные методы возведения стен. К сборным стенам относятся крупноблочные и крупнопанельные конструкции.

Крупноблочные стены.

Крупноблочные стены часто возводят из блоков, укрупненных до размеров и форм крупных участков стен (простенков, перемычек и подоконной части). Масса блоков значительно превосходит массу мелких камней и доходит до 3 т и более. Формы и размеры крупных блоков типизированы и указаны в каталогах индустриальных строительных изделий.

Система членения плоскостей стен на крупные блоки называется разрезкой. Если в результате разрезки стен в пределах высоты одного этажа выявляются два типа элементов (простеночный и перемычечный блок), то разрезку называют двухрядной. Масса простеночного блока при этом достигает 3 т и это соответствует грузоподъемности монтажных средств при возведении из них стен. Возможна также трехрядная и четырехрядная разрезки.

Крупные блоки иногда изготавливают из кирпича, но чаще из легких бетонов плотностью 1200-1800 кг/м3.

Простеночные блоки выполняют с четвертями. Перемычные блоки представляют собой балку, опирающуюся над проемом на два простеночных блока. Они имеют форму перемычки, расположенной над проемом обычной кирпичной стены, т. е. полку для опирания плит перекрытия и четверть для оконного заполнения. Третий тип крупных блоков - подоконный блок. В отличие от простеночных четверти в подоконном блоке устраивают с внутренней стороны.

Толщина блоков наружных и внутренних стен должна соответствовать климатическим условиям строительства. Помимо основных применяют специальные типы блоков - угловые, цокольные, карнизные, вентиляционные и т. д. Во внутренних стенах вместо перемычечных устраивают поясные блоки.

Крупные блоки устанавливают в стенах на растворе с заполнением открытых или закрытых стыков между смежными блоками легким бетоном или бетонными вкладышами.

Крупнопанельные конструкции стен.

Связь между наружными и внутренними блочными стенами осуществляется закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток. Сваркой закладных деталей поясных и перемычечных блоков между собой в уровне перекрытия образуется замкнутый пояс.

Крупнопанельные конструкции стен отличаются от крупноблочных более крупными размерами сборных элементов и их полной заводской готовностью. На крупные панели стены разрезаются в границах объемно-планировочных параметров здания - шага или пролета и высоты этажа. В результате получаются крупные панели размером «на комнату». Такая разрезка характерна для бескаркасных зданий. Для каркасных зданий разрезка наружных стен производится иным способом. Учитывая большой шаг или пролет между колоннами каркаса (6-12 м), плоскости наружных стен разрезают на полосы (ленты), равные подлине планировочному параметру здания (шагу), а по высоте подоконным и надоконным участкам стен; Таким образом полоса (панель), будучи навешана на колонны, одновременно заполняет поле стены над проемом нижележащего этажа подоконную часть стены вышележащего этажа. Промежуток между двумя панелями заполняется оконными переплетами. Подобными элементами являются простеночные, цокольные и некоторые другие панели.

Крупные панели в бескаркасных зданиях могут быть несущими и самонесущими, а полосовые панели в каркасных зданиях - только навесными. Крупные панели изготавливают из легкого бетона или железобетона одно-, двух- и трехслойными. Широко применяют легкие навесные панели из асбестоцементных или полимерных материалов.

Наиболее ответственные узлы в конструкции панельных стен бескаркасных зданий стыки панелей. По способу сопряжения различают стыки на сварке, петлях и болтах. Для обеспечения прочности стыковые соединения следует располагать ниже плоскости горизонтальных швов в зоне монолитного бетона, заполняющего вертикальный стык. При этом образуется замоноличенный стык, служащий железобетонной шпонкой жесткости и одновременно обеспечивающий надежную защиту металлических деталей соединения панелей от коррозии. Герметизация стыков осуществляется введением в шов упругих прокладок из поронзола и устройством дренирующего канала.

Каркасные здания.

В каркасных зданиях навесные панели крепятся специальными анкерами из круглой стали, уголками или приваркой закладных деталей колонн и панелей. Швы между панелями заполняются уплотняющим жгутом - герметиком.

Внутренние стены в бескаркасных зданиях также могут выполняться из крупных панелей размером на помещение. Они соединяются между собой сваркой закладных деталей, а тс наружными стеновыми панелями в зоне вертикального шва - сваркой выпусков арматуры.

При неполном каркасе в гражданских зданиях для устройства внутренних стен применяются кирпичные столбы сечением 380х510 мм, которые для повышения несущей способности армируются сетками. По верху столбов укладываются железобетонные прогоны прямоугольного поперечного сечения. Во избежание смятия кирпича под прогонами устраивают железобетонные подушки или применяют сборные вкладыши.

В промышленных зданиях наружные стены могут быть несущими, самонесущими и навесными. Выбор типа стен зависит от типа конструктивной схемы здания. Несущие наружные стены в бескаркасных зданиях или в одноэтажных зданиях с неполным каркасом устраивают из крупных бетонных блоков или кирпича. Самонесущие кирпичные стены допустимы в одноэтажных каркасных зданиях с небольшими пролетами. В производственных зданиях массового строительства применяют навесные панельные стеновые ограждения ленточной разрезки. Панели выполняют из тяжелого, легкого и ячеистого бетона. Панели из тяжелого бетона применяют для возведения стен неотапливаемых зданий, панели из легкого и ячеистого бетона - отапливаемых зданий. Размеры всех видов панелей унифицированы для разных по назначению зданий.

В практике промышленного строительства все шире применяют легкие утепленные металлические панели типа «сэндвич», изготовленные из профилированных листов алюминиевого сплава и легких утеплителей (пенополистирола).

Торцовые стены ограждают пролетное пространство и воспринимают большие ветровые воздействия. Для обеспечения их устойчивости в плоскость ограждения вводят дополнительный ряд вертикальных элементов (фахверковый каркас), на которые навешивают ленточные панели и каркасы.

Каркасная система здания.

Одна из распространенных конструктивных систем гражданских и промышленных зданий - пространственно стоечно-балочная, или каркасная, система. Каркас обычно выполняется из сборного железобетона. Металлический каркас используется в промышленном и гидромелиоративном строительстве в зданиях с особо тяжелыми нагрузками, увеличенными пролетами и высотами или при особых условиях строительства и эксплуатации.

Полный каркас применяется в зданиях любой этажности. Основные элементы каркаса выявляются в зависимости от схемы его разрезки и представляют собой стойки (колонны) и балки (ригели). Стойки могут быть высотой на один, два и более этажей. Стыки стоек с ригелями могут осуществляться в плоскости колонн или быть выдвинутыми в пролет в зону наименьшего момента. В последнем случае колонны имеют консоли. Можно укрупнить элементы каркаса в П-образные рамы. При этом сокращается число монтируемых элементов и стыков, но возникают неудобства при изготовлении и транспортировании крупногабаритных элементов.

В гражданских зданиях (учебных, лечебных, административных и др.) и сходных по назначению производственных зданиях (административно-бытовых комплексах) применяются связевые каркасы, состоящие из колонн, ригелей, ригелей-распорок, настилов-распорок, панелей перекрытий, диафрагм жесткости, панелей наружных стен ленточной разрезки и стаканов сборных фундаментов. Колонны здесь имеют скрытые консоли, что уменьшает высоту выступающего в помещение ригеля и тем улучшается интерьер. Колонны проектируют высотой в один-два этажа. Стыки колонн располагают на высоте 0,7 м над перекрытием.

Ригели имеют тавровое поперечное сечение. Низ ригеля имеет полки для опирания настилов перекрытия. Ригели-распорки и настилы-распорки обеспечивают жесткость каркаса из плоскости рам. Кроме того, наличие настилов-распорок корытообразной формы позволяет пропускать через перекрытие инженерные коммуникации (трубопроводы, каналы).

В зависимости от назначения здания каркасы можно компоновать с продольным и поперечным расположением. Панели наружных стен крепят в двух уровнях - поверху к колоннам и понизу к ригелю. В промышленных одноэтажных зданиях основными элементами каркаса являются колонны, несущие элементы покрытия (балки, фермы и др.), подкрановые балки и специальные связевые элементы. Колонны совместно с несущими элементами покрытия образовывают попе речные рамы, устойчивость которых из плоскости обеспечивается действующей системой связей.

Колонны применяются двух основных типов: с консолями для пролетов с мостовыми кранами и без консолей для бескрановых пролетов.

В зависимости от высоты здания, пролетай грузоподъемности крана колонны могут быть сплошного или сквозного сечения (двухветвевые).

Несущие элементы покрытия проектируют в виде плоских линейных (фермы, балки) или пространственных элементов (оболочки, своды). Унифицированные конструкции балок применяют для пролётов до 18 м. Они бывают одно и двухскатными, таврового и двутаврового сечения. Для уменьшения их массы в стенках балок устраивают сквозные отверстия.

Фермы применяют для пролетов более 18 м. Они бывают полигональными, сегментными и с параллельными поясами. Сейчас широко применяют сегментные фермы с безраскосной решеткой. При шаге колонн 12 или 18 м, превышающем длину стандартных плит покрытия, применяют подстропильные конструкции, служащие для опирания на них промежуточных ферм покрытия.

Подкрановые балки используются для передвижения по ним мостовых кранов. Одновременно они выполняют роль продольных связей между рамами. При грузоподъемности кранов до 30 т применяются железобетонные подкрановые балки, при большей грузоподъемности - металлические. Балки имеют тавровое поперечное сечение при шаге колонн 6 м и двутавровое при шаге колонн 12 м.

Пространственная жесткость каркаса.

Пространственная жесткость каркаса обеспечивается системой горизонтальных и вертикальных связей. Горизонтальными связями служат плиты верхним поясам ферм, в крайних пролетах температурного блока (длина блока 72, ширина 114 м). Вертикальные связи (крестовые или портальные) устанавливают в середине температурного блока между колоннами в продольных рядах.

В промышленных многоэтажных зданиях применяют полные железобетонные каркасы балочного или безбалочного типа.- У балочного каркаса рамно-связевой системы устойчивость в продольном направлении обеспечивается портальными или крестовыми связями, которые устанавливают в середине температурного блока в каждом продольном ряду колонн. Вместо портальных связей в крайних шагах температурного блока можно устанавливать продольные ригели.

Колонны имеют трапециевидные консоли для опирания ригелей. Ригели могут быть прямоугольного или таврового поперечного сечения. Ригели с прямоугольным сечением с опиранием плит перекрытия на верхнюю полку применяют только при больших нагрузках на перекрытие. Жест-Кость узлов сопряжения ригеля с колонной обеспечивается сваркой выпусков верхней арматуры ригелей со стержнями, пропущенными через тело колонны, а также сваркой закладных деталей ригеля и консоли.

Система безбалочного каркаса рамная, что позволяет укрупнить монтажные единицы и увеличить полезную высоту помещений. Отсутствие выступающих внутри помещений балок повышает их гигиеничность. Каркас состоит из колонн с уширенной круговой консолью и межколонных пролетных панелей.

Монолитные и сборные перекрытия.

Перекрытие, являясь горизонтальной ограждающей и несущей конструкцией, выполняет также функцию диафрагмы жесткости, обеспечивающей устойчивость всего здания.

Перекрытия подразделяют: по назначению - на междуэтажные, чердачные и надподвальные; по материалу - на деревянные и железобетонные; по конструкции - на балочные и плитные; по способу возведения - на сборные и монолитные

Помимо прочности и жесткости перекрытия должны обладать звукоизоляционными свойствами, а некоторые и: них быть теплоизоляционными (над подвалами, чердачные) водоизоляционными (в санузлах, банях), газонепроницаемыми над химическими лабораториями.

Конструкции перекрытий считаются эффективными, если для создания ровной верхней поверхности (пола) и нижней (потолок) требуются минимальные затраты труда таким требованиям отвечают плитные конструкции. Применение балочных конструкций требует устройства дополнительных элементов заполнения пространства между балками Перекрытия по деревянным балкам не применяются в массовом строительстве из-за своей недолговечности и пожарной опасности. Железобетонные перекрытия могут быть плитными и балочными.

Балки таврового сечения с полками понизу укладывают по стенам на расстоянии 600 - 1000 мм. Промежутки между ними заполняют шлакобетонными плитами наката или легкобетонными камнями - вкладышами. Затем швы между балками и элементами заполнения тщательно заполняют раствором. Звукоизоляцию выполняют из слоя шлака толщиной не менее 60 мм. Снизу накат и балки затирают раствором. Устройство балочных перекрытий трудоемко и поэтому они применяются лишь в малоэтажном строительстве.

Основные типы сборных железобетонных перекрытий - плитные или панельные. Плиты или настилы выпускаются с круглыми пустотами шириной 1000, 1500 мм и длиной до 6000 мм.

Крупные панели проектируют размером на комнату», они бывают сплошными и шатровыми. Сплошные плиты толщиной 100-140 мм применяют при коробчатой конструктивной системе. Их опирают длинными сторонами на внутренние поперечные панельные стены или по контуру помещения. Шатровые панели имеют по контуру Ребра жесткости, что способствует увеличению высоты помещения.

Монолитные железобетонные перекрытия из-за трудоемкости их устройства применяют лишь в тех случаях, когда они являются основным элементом, обеспечивающим пространственную жесткость здания, а также при сложной форме здания в плане. В зданиях насосных станций пол машинными залами, ввиду больших динамических нагрузок также устраивают монолитные железобетонные перекрытия в виде ребристой (балочной) или безбалочной плиты.

Гладкие монолитные плиты толщиной 70-80 мм применяют при пролетах не более 3 м. При больших пролетах гладкая плита должна иметь большие толщину и массу. В этих случаях устраивают ребристое перекрытие, состоящее из плиты, главных балок (прогонов) и второстепенным балок (ребер). Расстояние между ребрами и пролетом плиты принимают от 4 до 6 м. Все элементы монолитно связываю между собой. Безбалочное перекрытие, выполненное в построечных условиях, по форме не отличается от сборного. Полы состоят из одежды, основания и прослойки между ними. Полы должны обладать прочностью, малой протираемостью, бесшумностью, гигиеничностью, водостойкостью (во влажных помещениях). Одежда пола также должна отвечать требованиям эстетики.

Полы.

Полы могут быть монолитными и сборными. Материалом одежды пола может быть дерево, керамика, асфальт, пластмассы и т. д. Выбирают материалы пола в зависимости от назначения и условий эксплуатации помещений. Монолитные одежды или сборные одежды из мелких плит требуют устройства прочных и жестких оснований с гладкой верхнем поверхностью. На плитных и панельных междуэтажных перекрытиях специальные основания под иолы не устраивают.

Монолитные полы характерны для подвальных и наземных этажей производственных зданий. Они бывают цементными, бетонными, асфальтобетонными. Литые асфальтобетонные полы обладают малой сопротивляемостью на истирание и потому применяются главным образом в подвалах. Одежду бетонных полов делают толщиной 30 мм по подстилающему слою толщиной 80-200 мм из тощего бетона. Одежда цементного пола устраивается из цементного раствора состава 1:2 - 1:3 по жесткому основанию. Поверхность бетонных и цементных полов заглаживают теркой до глянца (железняк).

Штучная одежда пола выполняется из керамических и линолеумных плиток. Плитки могут быть различной формы и размеров, что позволяет получать красивые рисунки пола. Основание должно быть гладким с ровной поверхностью. Плитки укладывают либо на цементном растворе (керамические), либо прикрепляют на мастике (линолеумные). Рулонные одежды пола выполняют из линолеума. Укладывается он на ровное бетонное, асфальтобетонное или деревянное (черный пол) основание и приклеивается к нему на мастике.

Деревянные полы устраивают в жилых и общественных зданиях. Они бывают дощатыми и паркетными. Дощатые полы устраивают из шпунтованных досок толщиной от 27 до 37 мм по лагам из брусков, к которым доски прибивают гвоздями. При устройстве деревянного дощатого пола на первых этажах бесподвальных зданий лаги укладывают на кирпичные столбики сечением 250X250 мм, основанием под которые служит тощий бетон.

Паркетные полы устраивают из отдельных дощечек (клепок) либо щитов, которые крепят гвоздями к черному дощатому полу или приклеивают на мастике к основанию.

В промышленных зданиях, где полы могут подвергаться большим силовым воздействиям, одежду полов делают из каменной брусчатки, кирпича на ребро или бетонных плит. В помещениях с высокими температурным воздействиями одежду допускается выполнять из чугунных плит по песчаному или цементному подстилающему полу.

Крыши, покрытия.

Крыши подразделяются на чердачные и бесчердачные. Чердачные крыши устраивают скатными (уклон более 10°), бесчердачные - совмещенными по конструкции с перекрытием (уклон от Г до 10°). По форме скатные крыши бывают» одно-, двух-, трех- и четырехскатными и криволинейного очертания (купольные, сводчатые и др.). Пересечения скатов образуют конек, ребро, ендову (разжелобок). Атмосферную влагу с крыш удаляют с помощью наружного или внутреннего водоотвода.

Крыши состоят из несущих и ограждающих элементов. Несущими элементами скатных крыш являются решетчатые конструкции - стропила. Ограждающая часть крыши называется кровлей. Стропила могут быть наклонными и висячими. Основными элементами стропил служат Я стропильные ноги - брусья, доски, бревна, устанавливаемые под углом, необходимым для устройства ската. В однопролетных зданиях стропильные ноги опираются через подстропильные брусья на наружные стены, образуя односкатные крыши. В двухскатных крышах стропильные ноги опираются снизу на мауэрлат, а сверху на горизонтальный брус - прогон. Прогоны располагаются над внутренними несущими стенами и опираются на них через стойки и нижние брусья - лежни.

Шаг стропильных ног зависит от типа кровельного материала и колеблется от 1,2 м до 2 м. При длине стропильных ног более 6 м их поддерживают подкосами.

Висячие стропила применяют как несущую конструкцию крыш нал зданиями без внутренних несущих стен или опор. Простейшие висячие стропила состоят из двух стропильных ног, стянутых горизонтальным ригелем вверху или понизу - затяжкой. Чтобы затяжка не прогибалась, в висячие конструкции вводят вертикальный элемент - подвеску.

При больших пролетах (12 м и более) в стропила вводят раскосы. Конструкция при этом приобретает форму фермы с верхним и нижним поясами и решетчатым заполнением. Такая конструкция обладает значительной жесткостью и работает как балка на двух опорах (ими служат наружные стены) на изгиб.

Фермы расставляют на стенах с шагом 4-6 м. По фермам раскладывают прогоны, а по ним стропильные ноги с шагом 1,2-2 м.

Покрытия промышленных зданий.

Совмещенные бесчердачные крыши могут быть вентилируемыми и невентилируемыми. Уклон скатов этих крыш получается либо за счет уклона панелей чердачного перекрытия, либо за счет переменной высоты слоя утеплителя. Между панелями перекрытия и слоем утеплителя устраивают слой пароизоляции. Совмещенные крыши в массовом строительстве получили большее распространение, чем скатные.

Покрытия промышленных зданий делают бесчердачными. Несущие элементы покрытия: балки, фермы и другие - входят в структуру каркаса. Ограждающая часть покрытия составляет до 20 % стоимости одноэтажных и до 8 % - многоэтажных зданий.

Покрытия состоят из глухой части, светопрозрачных и аэрационных элементов и элементов организации водоотвода. В зависимости от температурно-влажностного режима и особенностей технологического процесса (большие тепловыделения) покрытия могут быть утепленные и холодные.

По конструкции покрытия могут быть беспрогонные и прогонные, а по материалу железобетонные или асбестоцементные. Железобетонные покрытия проектируют из плит размером 3(1,5)Х12(6)м с опиранием их непосредственно на фермы. Легкие плитные конструкции ограждения из профилированного стального листа или асбестоцемента опирают на стальные прогоны, уложенные поверху ферм.

В утепленных плитах покрытий в качестве утеплителя применяют пенобетон, минераловатные плиты и другие построечного применения материалы. Более эффективны комплексные панели заводского изготовления. Асбестоцементное покрытие в 1,5-2 раза дешевле железобетонного, но уступает ему в долговечности.

Для освещения или аэрации производственного здания в покрытии применяют фонарные надстройки, зенитные фонари или светопрозрачные панели.

Кровля скатных крыш.

Кровля скатных крыш состоит из подстилающего слоя, включающего настил из досок или обрешетку из брусков и водозащитный слой из черепицы, асбестоцементных волнистых листов и других материалов. При совмещенных плоских крышах, верхний слой кровли устраивают из рубероида. Полотнища рубероида приклеивают друг к другу и к основанию мастиками и укладывают внахлестку.

При устройстве скатных крыш под кровлю из асбестоцементных волнистых листов обрешетку выполняют из брусков 50X50 мм. Стальные кровли устраивают только над общественными зданиями при сложной форме крыш. Элементы стальной кровли широко применяются при устройстве свесов совмещенных крыш.

В покрытиях промышленных зданий из железобетонных плит кровлю выполняют из рулонного материала, наклеиваемого мастикой по цементной стяжке. Гидроизоляционный ковер состоит из нескольких слоев рубероида. Верхний слой рубероида должен иметь слюдяную основу и присыпку. В покрытиях промышленных зданий применяют также безосновную гидроизоляцию, которую устраивают из синтетических мастик или эмульсий с армированием стекло-материалами.

Перегородки.

Перегородка - это, как правило, ненесущая ограждающая конструкция. Исключением являются перегородки, входящие элементами в коробчатую конструктивную систему здания.

Перегородки разделяются: по назначению - на междукомнатные, междуквартирные и для санитарных узлов; по размеру элементов - на перегородки из мелких плит и камней и из крупных панелей; по материалу - на деревянные, каменные, из стеклоблоков или стеклопрофилита; по способу возведения на сборные, монолитные.

Деревянные оштукатуренные перегородки применяются только в деревянных зданиях. Столярные перегородки, остекленные или с фактурной поверхностью, допускаются в общественных зданиях.

Перегородки из мелких плит, кирпича и камней, укладываемые на растворе с перевязкой вертикальных швов, применяются там, где крупнопанельные конструкции невозможно применить. Кирпичные перегородки в 1/2 кирпича при высоте более 3 м и длине более 5 м армируют пачечной сталью в горизонтальных швах через каждые 6 рядов кладки. Перегородки в 1/4 кирпича армируются не только в горизонтальных, но и в вертикальных швах кладки, образуя ячейки размером 525 X 525 мм, которые и заполняют кирпичом. Концы арматуры крепят к стенам и потолку.

Плитные перегородки выполняют из гипсовых или шлакобетонных плит размером соответственно 800X400X80 мм и 590X188X90 мм. Плиты укладывают на растворе. В местах примыкания к стенам плиты крепят гвоздями. В дверных проемах перегородки усиливают сквозными деревянными стойками и ригелем по верху проема.

Крупнопанельные перегородки изготавливают размером на комнату из гипсобетона, армированного деревянным каркасом из реек размером 10X10 мм. Толщина такой перегородки 80 мм. К стенам панели крепятся при помощи ершей, а к перекрытию - анкерами.

Основные элементы лестниц.

В одноэтажных промышленных зданиях основные пролетные пространства, где размещается технологическое оборудование, открыты. Перегородки применяют лишь для выгораживания в этих пространствах цехов с санитарными вредностями (цехи отделочных покрытий) или небольших помещений (инструментальная, комната мастера). В последнем случае такие перегородки проектируют легкими сборно-разборными высотой не более 3,6 м, т. е. не доходящими до элементов покрытия. Выполняют такие перегородки из стальных решетчатых щитов.

Если в пролетном пространстве нужно выделить помещения с различным акустическим и температурно-влажностным режимом, перегородки возводят на всю высоту этажа из кирпича, бетонных панелей или блоков.

Лестницы по назначению подразделяются на основные, Вспомогательные (служебные) и специальные (пожарные).

Основные элементы лестниц - марши, междуэтажные и этажные площадки. Эти элементы располагаются в замкнутом капитальными стенами пространстве - лестничной клетке.

Лестничный марш состоит из ряда ступеней, выполненных либо в виде отдельных элементов, либо в виде цельной плиты. В первом случае ступени как балки поддерживаются наклонной балкой - косоуром или врезываются в боковые плоскости балок (тетивы). Во втором случае наклонные балки вводят ребрами в конструкцию плит лестничных маршей. Косоуры опираются на горизонтальные (подкосоурные) балки. При укрупнении элементов лестницы подкосоурная балка является одновременно ребром плиты. В этом случае на нее опирают плиты лестничных маршей.

Основные требования, предъявляемые к лестницам, это условия обеспечения безопасности и удобства хождения по ним. Для этого уклон марша основных лестниц принимается равным 1:2...1:1,75. Все ступени делают одинаковыми, а их число в одном марше ограничивают (не менее 3 и не более 16). Ширина марша назначается не менее 1,05 м и не более 2,2 м, а ширина площадок должна быть не менее ширины марша.

Обычно ступени имеют высоту (подступенок) не менее 150 мм и ширину (проступь) не менее 270 мм. Чаще всего ступени принимают размерами 150 300 мм (уклон 1:2) и 165х290 (уклон 1:1,75).

В зависимости от материала основных элементов лестницы могут быть деревянными, железобетонными и стальными. Более распространены железобетонные лестницы. Металлические лестницы устраивают при расположении их снаружи зданий (пожарные) и внутри цехов промышленных зданий при обслуживании технологического оборудования.

Окна и оконные проемы.

Оконные проемы должны обеспечивать освещенность помещений и поэтому их размеры нормируют. Площадь оконных проемов в зависимости от назначения помещений составляет не менее 1/7 - 1/10 площади их пола. Заполнение оконных проемов состоит из оконной коробки, остекленных переплетов и подоконной доски.

Деревянные оконные коробки состоят из брусков обвязки и дополнительных вертикальных или горизонтальных элементов - импостов или средников, используемых только в больших коробках. Коробка крепится ершами к деревянным пробкам, укрепленным в боковых плоскостях оконных проемов.

Оконные переплеты состоят из вертикальных открывающихся или глухих элементов - створок и горизонтальных - фрамуг. Створки и фрамуги открываются внутрь помещений для удобства и безопасности их навески и смены стекол. При отсутствии открывающихся фрамуг в створках устраиваются форточки. В отапливаемых зданиях переплеты делают двойными. Створки и фрамуги состоят из брусков обвязки с четвертями для вставки стекол - фальцами. Стекла крепятся стальными шпильками или планками - штапиками.

В массовом строительстве широко применяют спаренные переплеты, в которых внутренние створки навешиваются на оконную коробку, а наружные - на внутренние створки. Разъединяют переплеты только при протирке стекол. Подоконные доски в окнах делают деревянными или бетонными с офактуренной поверхностью. В промышленных зданиях применяют стальные переплеты.

Двери и ворота.

Двери бывают наружными и внутренними. Состоят они из коробки и открывающихся дверных полотен. Дверная коробка состоит из обвязки с четвертями для навески полотна. При наличии фрамуг в коробку вводят горизонтальный брусок - средник. Коробку крепят к боковой поверхности проема.

Дверные полотна по конструкции делят на филенчатые и щитовые. Щитовые полотна бывают сплошными или пустотелыми. Сплошные делают из древесностружечных плит. Пустотелые полотна имеют каркасно-обшивную основу и оклеиваются шпоном ценных пород дерева.

Ворота устраивают в производственных зданиях для возможности въезда в цеха транспортных средств. Они бывают: по материалу - деревянными, деревянными со стальным каркасом и стальными; по способу открывания - распашными, раздвижными, складчатыми и подъемными. Наиболее распространены распашные и раздвижные ворота.

Вспомогательные элементы конструкции зданий.

К ним относятся деформационные швы, противопожарные преграды, балконы, лоджии и другие элементы.

Деформационные швы устраивают при большой протяженности зданий в местах перепада высот. Они бывают температурными и осадочными. Швы представляют собой сквозные зазоры в частях здания, где может произойти смещение по вертикали его частей относительно друг друга. Температурные швы, разрезая стены, перекрытия и крыши, доходят только до фундамента здания. Осадочные же швы прорезают и фундамент.

Брандмауэры - противопожарные преграды в зданиях в виде огнеустойчивых стен - прорезают здания по высоте и выводятся за кровлю и наружные стены на 0,5 м. Под ними устраивают самостоятельный фундамент.

Балконы представляют собой открытую площадку, выступающую за плоскость наружных стен. Устраиваются балконы в гражданских зданиях и состоят из консольной плиты и ограждения.

Лоджии - это открытые с одной стороны площадки огражденные с трех сторон стенами. Устраиваются лоджия в гражданских зданиях в южных районах страны для защиты помещений от перегрева.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)