Конструктивное решение перекрытий гражданских зданий. Научные основы типизации гражданских зданий и их элементов. Конструкция гражданских зданий со стенами из крупноразмерных элементов
Перекрытия делятся на сборные железобетонные, монолитные железобетонные, деревянные по деревянным или металлическим балкам.
В малоэтажном жилищном строительстве при планировке помещений разбивку несущих стен (стена толщиной более 250 мм) обычно выполняют таким образом, чтобы можно было перекрыть помещение со стены на стену серийными сборными железобетонными пустотными плитами, которые выпускаются разной длины от 3,0 до 6,3 м.
Опирание плит на стены должно быть не менее 100 мм (рис. 1).
Плиты перекрытия укладываются на слой цементного раствора марки 100 толщиной 20 мм.
Рис. 1. Опирание железобетонной плиты на стену: 1 - сборная ЖБ плита; 2 - цементный раствор; 3 - несущая стена
Швы между плитами необходимо очистить от мусора и тщательно заполнить цементным раствором марки 100.
Петли плит необходимо соединить между собой на сварке анкерами 0 8AI, которые заделать в стену на глубину не менее 250 мм.
В сборных железобетонных пустотных плитах в местах прохождения пустот разрешается выполнять отверстия диаметром до 150 мм путем рассверливания, не нарушая ребер. Делать отверстия с нарушением ребер запрещается, так как это может привести к обрушению плиты.
Монолитные железобетонные перекрытия представляют собой сплошную монолитную плиту толщиной 8-12 см из бетона марки 200, опирающуюся на несущие стены, монолитные или сборные железобетонные балки, а также на балки из металлических прокатных профилей (уголок, швеллер, двутавр). Толщина плиты, диаметр и шаг арматуры, а также сечение балок определяются расчетом в зависимости от расстояния между балками и пролетами балок.
Пример монолитного железобетонного междуэтажного перекрытия помещения с внутренним размером 6,0×7,5 м приведен на рис. 2.
Pис. 2. Пример монолитного железобетонного междуэтажного перекрытия (план) (размеры в мм): а - план; б - разрез 1 - 1: 1 - опорный лист из пластины - 250×200×4 (h) мм; 2 - металлические несущие балки из двутавра 124; 3 - верхняя рабочая арматура 0 9AI шаг 150,1 = 1000; 4 - нижняя рабочая арматура 0 8AI шаг 150,1 = 7700; 5 - распределительная арматура 0 6AI шаг 250; 6 - защитный слой - 10 мм
При укладке арматуры необходимо выдержать защитный слой между внешней гранью плиты (снизу и сверху) до рабочей арматуры. В данном примере защитный слой принят 10 мм.
Верхняя рабочая арматура (надопор-ная) укладывается над каждой балкой с вылетом по 500 мм в обе стороны от оси балки.
Нижняя рабочая арматура укладывается на всю длину плиты (длина помещения плюс по 100 мм на опорную часть).
В данном примере для рабочей и распределительной арматуры принята горячекатаная круглая арматурная сталь (условное обозначение - AI).
Следует отметить, что монолитные железобетонные перекрытия достаточно многодельны - надо установить опалубку, уложить и увязать арматуру с соблюдением защитного слоя, залить бетоном марки не менее 200 и ждать 28 дней, пока бетон не наберет расчетную прочность. Поэтому, как правило, железобетонные перекрытия устраивают из сборных железобетонных пустотных плит, а монолитный железобетон используют там, где сборные плиты положить затруднительно (например, монолитные участки между сборными плитами, лестничные площадки и т. д.).
Деревянные перекрытия устраивают по деревянным и металлическим балкам.
Основными видами перекрытий в гражданских и промышленных зданиях в настоящее время являются железобетонные. Широкое распространение они получили благодаря долговечности, огнестойкости, высоким прочностным качествам и возможности механизированного монтажа.. По конструктивной схеме железобетонные перекрытия разделяют на балочные и безбалочные; по способу возведения - на сборные из деталей заводского изготовления, монолитные, выполняемые на месте строительства, и сборно-монолитные, в которых сборные несущие элементы (ригели и плиты) после их монтажа дополнительно усиливают слоем монолитного железобетона, укладываемого на месте.
Тип перекрытий выбирают в зависимости от назначения зданий с учетом экономических расчетов и наличия мощностей предприятий по производству конструкций.
Сборные железобетонные балочные перекрытия многоэтажных зданий выполняют из крупноразмерных плит, уложенных поверх ригелей (балок) или на полки ригелей. Ригели опираются на колонны и стены. Направление ригелей может быть продольное (вдоль здания) или поперечное (рис. 1). Ригели вместе с колоннами образуют раму.
Крупноразмерные плиты, применяемые в перекрытиях промышленных зданий, часто называют настилами, а применяемые в перекрытиях гражданских зданий - панелями или также настилами.
Длина ригелей перекрытий промышленных зданий определяется общей компоновкой зданий и размещением оборудования и по существующей номенклатуре может быть 6 и 9 м при шаге колонн 6 м.
В промышленных зданиях обычно применяют экономичные по расходу материалов ребристые плиты (настилы) (рис. 2). Такие плиты могут быть оперты на ригели с полками, верх которых находится на одном уровне, или уложены поверх ригелей.
Для гражданских зданий шаг ригелей (балок) зависит от сетки опор, которая может быть в пределах 2,8 - 6,8 м. Пролеты панелей (настилов) назначают в зависимости от принятого шага ригелей.
Панели изготовляют с круглыми или овальными пустотами или сплошными легкобетонными, образующими гладкий потолок.
В гражданских зданиях типовые панели перекрытий имеют длину 5,86м и опираются на стены или на ригели. Ширина типовых панелей 0,99; 1,19; 1,59 м; высота 0,22 м.
В крупнопанельном домостроении применяют панели перекрытий размером на комнату. Эти панели опираются по всему контуру на стены или частично на стены и частично на ригели.
Монолитные ребристые перекрытия (рис. 3) состоят из плиты и системы балок (ребер), расположенных в одном или в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Балки делятся на главные и второстепенные. Главные балки служат опорами для второстепенных балок, а сами опираются на колонны или стены. Второстепенные балки являются опорами плиты. В монолитных конструкциях перекрытий балки работают совместно с опирающимися на них плитами.
Рис. 1. Схемы
Рис. 2. Конструкции сборных ребристых плит междуэтажных перекрытий промышленных зданий
Пролеты плит ребристых перекрытий или шаг второстепенных балок устанавливают в пределах 1,8-2,8 м. В этом случае толщина плит получается наименьшей (от 5 до 8 см). Это выгодно, так как наибольший расход бетона в перекрытии приходится именно на плиту, и каждый сантиметр ее толщины сильно сказывается на общем объеме бетона. Пролеты второстепенных балок должны быть в пределах 5-8 м, а их высота должна составлять 1/12-1/2о пролета. Пролеты главных балок назначают размером, равным 6-7 м; высоту главных балок принимают в пределах V10-Vld их пролета.
Марку бетона для балок и плит принимают по расчету, но она должна быть не ниже 150.
Безбалочные железобетонные перекрытия бывают трех типов: сборные, монолитные и сборно-монолитные.
В нашей стране в строительстве гражданских и промышленных зданий (с нагрузкой до 20 кН/м2) широкое распространение нашли сборные и сборно-монолитные безбалочные перекрытия (рис. 4). Такие перекрытия состоят из сборных элементов: капителей или капительных плит, межколонных плит-балок и пролетных плит- панелей. Сетка колонн 6×6 м.
Монолитные безбалочные перекрытия представляют собой плоскую сплошную плиту, которая опирается непосредственно на колонны. В местах сопряжения с плитой колонны усиливают капителями. По контуру здания плита безбалочного перекрытия может опираться на несущие стены, контурные балки или консольно выступать за капители крайних колонн. Эти перекрытия ввиду гладкой поверхности потолка находят применение в помещениях общественных зданий, складах, холодильниках, а также в больших резервуарах.
В деревянных перекрытиях (рис. 5) несущими элементами являются балки, изготовляемые из брусьев или досок хвойных пород высотой V* - V25 величины пролета и длиной до 6,5 м. Расстояние между осями балок принимают 600-1000 мм (кратное модулю 100 мм). Применяют также клееные балки, изготовляемые из маломерных досок.
Между балками по черепным брускам укладывают накат из дощатых щитов, гипсовых плит, камышита, фибролита. Для повышения звукоизоляции перекрытия по накату наносят глинопесчаную смазку или укладывают слой толя, после чего засыпают слоем шлака толщиной 60-70 мм. Потолок обивают сухой штукатуркой или оштукатуривают раствором. Деревянные перекрытия экономичны, но малоиндустриальны и подвержены загниванию.
Перекрытия по стальным балкам применяют очень редко, в основном в нетиповых промышленных зданиях. По стальным двутавровым балкам укладывают сборные железобетонные панели или монолитную плиту.
Подвесные потолки устраивают в промышленных и гражданских зданиях с целью улучшения акустических, звукоизоляционных и эстетических качеств помещений, а также для создания технических этажей, где размещают вентиляционное, электротехническое оборудование и трубопроводы.
Конструкции подвесных потолков могут быть различными. Наиболее широко применяют подвесные потолки из перфорированных алюминиевых, стальных, асбестоиементных листов или акмиграно-вых плит по стальному каркасу из уголков.
Рис. 3. Схемы ребристых перекрытий а - с поперечным расположением второстепенных балок; б - с однопролетными балками; в - с продольным расположением второстепенных балок; 1 - главные балки; 2 - второстепенные балки; 3 - колонны
Рис. 4. Сборные безбалочные перекрытия конструкции Промстройпроекта
Рис. 5. Деревянные перекрытия а - междуэтажные; 1 - пол по лагам; 2 - черепные бруски; 3 - глиняная смазка; б - чердачные: 1 - утеплитель; 2 - пористая смазка; 3 - пол; 4 - лаги; 5 - щиты из горбылей: 6 - штукатурка по дранке
1.docx
СодержаниеПерекрытия гражданских зданий
2. Междуэтажные перекрытия
3. Чердачные перекрытия
4. Подвесной потолок
1. Конструктивная схема перекрытий
Перекрытиями называются горизонтальные элементы здания, разделяющие внутреннее пространство на этажи и воспринимающее статические и динамические нагрузки от людей и оборудования.
Перекрытия должны быть:
Прочными;
Жесткими;
Звуконепроницаемыми;
Экономичными.
По расположению в здании перекрытия могут быть:
Междуэтажными;
Чердачными;
Над подвальными.
В зависимости от назначения помещений к перекрытиям могут предъявляться специальные требования:
1. Водонепроницаемость (для перекрытий в сан. узлах, в душевых, банях и прачечных);
2. Несгораемость (в пожароопасных помещениях);
3. Воздухонепроницаемость (при размещении в нижних этажах, лабораториях, котельных).
В зависимости от конструктивного решения перекрытия бывают:
Балочные (где основной несущий элемент балки, на которую укладывают настилы и другие элементы покрытия);
Плитные (состоящие из несущих плит или настилов оперяющиеся на вертикальные несущие опоры зданий или на ригели и прогоны);
Безбалочные.
^ 2. Междуэтажные перекрытия
Сборные ж/б панели классифицируются по габаритным размерам на:
Мелко-панельные;
Крупнопанельные;
Формой поперечного сечения:
Сплошные;
Многопустотные;
Ребристые;
По способу опирания:
Платформенные;
Точечные.
По характеру армирования:
Обычные;
Предварительно напряженные.
По показателям несущей способности:
Под легкую;
Среднюю;
Тяжелую;
Усиленную нагрузку.
По толщине бетона.
^ 3. Чердачные перекрытия
К чердачным и над подвальным перекрытиям на ряду с общими требованиям предъявляют и специальные.
Чердачные перекрытия, выполненные из ж/б панелей должны иметь слой утеплителя уложенного по пароизоляции из одного или двух слоев рубероида наклеенного на мастике в качестве утеплителя применяют сыпучие материалы. Поверх утеплителя устраивают защитный слой из песка или шлака толщиной 30-40 мм или из раствора.
^ 4. Подвесной потолок
Подвесной потолок это декоративный экран, закрепленный к перекрытию здания в пространстве между потолочной плоскостью подвесного потолка и плоскостью потолочного перекрытия, между которыми свободно располагаются инженерные коммуникации вентиляции и кондиционирования воздуха. Возможно так же размещение специальных противопожарных охлаждающих систем.
Подвесные потолки выполняю следующие функции:
Акустические;
Осветительные;
Архитектурно-декоративные;
Огнезащитные;
Теплоизоляционные.
Потолочные плиты выполняют из минеральных материалов, металлов, гипса, пластмасс, дерева.
Потолочные плиты из минеральных материалов являются экологически-чистыми натуральными изделиями, металлические плиты выполняют из алюминиевых сплавов с заполнение внутренней полости звукопоглощающим материалом. Панели, выполненные на основе гипса отличаются огнестойкостью.
Для подвесных потолков может применяться древесина в натуральном виде (пластины, бруски, рейки) и модифицированные (в виде многослойной панели).
Пластмассы имеют ряд недостатков:
Низкие акустические свойства;
Накопление статического электричества.
Крепление потолочных плит к архитектурной части может быть глухое или съемное позволяющее снимать плиты во время эксплуатации.
^
2. Конструкция гражданских зданий со стенами из крупноразмерных элементов
Панельные стены и их элементы:
б) 2-х, 3-х слойные бетонные панели;
Горизонтальные и вертикальные стыки панели.
Внутренние стены панельных домов.
^ 1. Панельные стены и их элементы.
Стеновые панели ввиду их значительной длины и высоты при небольшой толщине не обладают самостоятельной устойчивостью. Эта устойчивость обеспечивается креплением панелей между собой, с конструкциями перекрытий и др.
В зависимости от вида конструктивной схемы стеновые панели делятся на несущие, самонесущие и навесные. Панели наружных стен могут быть одно- и многослойными.
а) Однослойные панели изготовляют из однородного малотеплопроводного материала (легкого или ячеистого бетона), класс прочности которого должен соответствовать воспринимаемым нагрузкам, а толщина, кроме того, учитывать климатические условия района строительства. Панель армируется сварным каркасом и сеткой.
С наружной стороны панели имеют защитный слой из тяжелого бетона толщиной 20...40 мм или декоративного плотного бетона (для защиты от атмосферных влияний) и с внутренней стороны - отделочный слой из цементного или известково-цементного раствора толщиной 10... 15 мм.
Хорошим материалом для однослойных панелей является ячеистый бетон плотностью 600...700 кг/мЗ. Толщина панелей из ячеистого бетона зависит от климатических условий и принимается от 240 до 320 мм. Эти панели применяют для зданий с поперечными несущими стенами, а наружные стеновые панели являются самонесущими. Торцовые стены состоят из двух панелей: внутренней несущей - из железобетона и наружной самонесущей - из ячеистого бетона. Однослойные панели имеют простые конструктивные решения и технологию изготовления.
Широко применяют однослойные керамзитобетонные панели класса В5 плотностью 800... 1100 кг/мЗ. Наружная поверхность панели имеет фактурный слой толщиной 20 мм из декоративного бетона, а внутренняя - отделочный слой толщиной 10 мм из раствора, укладываемого в форму при изготовлении панели. После монтажа панели производят ее шпаклевку и окрашивают с внутренней стороны или оклеивают обоями.
б) Двухслойные панели состоят из несущего слоя из плотного легкого или тяжелого бетона класса В10...В15 плотностью более 1000 кг/мЗ и утепляющего слоя - из теплоизоляционного легкого или ячеистого бетона или жестких термоизоляционных плит. Толщина несущего слоя для стеновых панелей должна быть не менее 60 мм, и располагают его с внутренней стороны помещения, чтобы он одновременно являлся и пароизоляционным. Теплоизоляционный слой снаружи защищают слоем декоративного бетона или раствора марки
50...70 толщиной 15...20 мм. Если применяют утеплитель в виде полужестких термоизоляционных плит или укладываемых способом заливки, то несущий железобетонный слой принимают ребрами по контуру или часторебристым.
Трехслойные панели состоят из двух тонких железобетонных плит и эффективного теплоизоляционного слоя (утеплителя), укладываемого между ними. В качестве утеплителя применяют полужесткие минераловатные плиты, минеральную пробку, цементный фибролит, асбестоцементные плиты, минераловатные маты на фенольной связке, маты из стекловолокна, а также жесткие утеплители - пеностекло, пенокералит, пеносиликат и др. Железобетонные слои панели соединяют между собой сварными арматурными каркасами. Внутренний слой трехслойной панели принимают толщиной 80 мм, а наружный - 50 мм. Толщину слоя утеплителя определяют теплотехническим расчетом. Весьма эффективными являются асбестоцементные панели, которые могут иметь каркасную и бескаркасную конструкцию. Каркасная панель состоит из двух асбестоцементных листов: наружного толщиной 10 мм, внутреннего - 8 мм и каркаса между ними из асбестоцементных брусков специального профиля. Внутри панели закладывают утеплитель. К бескаркасным относят трехслойные панели типа «сэндвич» из трех слоев фибролита, склеенных цементным раствором и облицованных с обеих сторон плоскими асбестоцементными листами. В настоящее время применяют стеновые панели из пластических масс.
^ 2. Горизонтальные и вертикальные стыки панели
Стыки между панелями наружных стен должны быть герметичными не допускать образования конденсата в месте стыка, обладать достаточной прочностью, чтоб предохранить стык от появления в нем трещин.
Вертикальные стыки по способу связей панелей между собой разделяют на упругоподатливые и жесткие (монолитные). При устройстве упругоподатливого стыка панели соединяются с помощью стальных связей, привариваемых к закладным деталям стыкуемых элементов. В паз, образуемый четвертями, входит на глубину 50 мм стеновая панель внутренней поперечной стены. Соединяют панели с помощью накладки из полосовой стали, привариваемой к закладным деталям панелей. Для герметизации стыка в его узкую щель заводят уплотнительный шнур гернита на клею или пороизола на мастике. С наружной стороны стык промазывают специальной мастикой - тиоколовым герметиком. Для изоляции от проникновения влаги с внутренней стороны стыка наклеивают на битумной мастике вертикальную полоску из одного слоя гидроизола или рубероида. Вертикальный колодец стыка заполняют тяжелым бетоном. Недостатком упругоподатливых стыков является возможность коррозии стальных связей и закладных деталей.
Более надежными в работе являются жесткие монолитные стыки. Прочность соединения между стыкуемыми элементами обеспечивается замоноличиванием соединяющей стальной арматуры бетоном. Между замоноличенной зоной стыка и герметизацией образована вертикальная воздушная полость, которая служит дренажным каналом, отводящим попадающую внутрь шва воду с выпуском ее наружу на уровне цоколя. Нередко в стык панелей для повышения его теплозащитных свойств укладывают минераловатный вкладыш, обернутый полиэтиленовой пленкой, или из пенопласта.
Для устройства горизонтальных стыков верхнюю стеновую панель укладывают на нижнюю на цементном растворе. При этом через горизонтальный шов, плотно заполненный раствором, дождевая вода может проникать главным образом вследствие капиллярного подсоса воды через раствор. Таким образом, мы видим, что для обеспечения нормальных эксплуатационных качеств стен из крупных панелей для устройства стыков применяют различные материалы, имеющие самые разнообразные физико-механические свойства: крепежные (сталь), утепляющие (минераловатные вкладыши), гидроизолирующие (рубероид или изол), связующие и уплотняющие (бетон и раствор), герметизирующие (пороизол или гернит и мастики). Все эти материалы имеют разную долговечность и часто гораздо меньшую срока службы здания. Вот почему при конструировании стыков панелей и их исполнении необходимо особое внимание уделять возможности обеспечения высокого качества производства строительных работ, применяя для этого материалы только с хорошими физико-механическими свойствами.
Швы между панелями и плитами выполняют на растворе. Однако в случае неполного заполнения швов раствором в отдельных участках панелей может возникнуть опасность концентрации напряжения. Чтобы предотвратить это явление, для стыковых соединений применяют цементно-песчаную пластифицированную пасту, из которой можно получать тонкие швы толщиной 4...5 мм. Такая паста состоит из портландцемента марки 400. .500 и мелкого песка с добавлением пластифицирующей и противоморозной добавки нитрата натрия в количестве 5... 10% от массы цемента. Такая паста как бы склеивает панели между собой.
^ З.Внутренние стены панельных домов
Несущие панели внутренних стен выполняют из тяжелого и легкого бетона (шлакобетона, керамзитобетона и др.), а также ячеистых и силикатных бетонов. По конструктивному решению несущие панели внутренних стен могут быть сплошными, пустотелыми, часторебристыми и с ребрами по контуру.
Соединение панелей внутренних стен бескаркасных зданий осуществляется путем сварки соединительных стержней диаметром 12 мм к закладным деталям по верху панели. Вертикальные швы между панелями заполняют упругими прокладками из антисептированных мягких древесноволокнистых плит, обернутых толем, а вертикальный канал заполняют мелкозернистым бетоном или раствором.
^
3. Научные основы типизации гражданских зданий и их элементов
2. Строительная климатология
^ 1. Унификация и модульная координация размеров в строительстве
Для того чтобы осуществлять работы по типизации и стандартизации деталей и конструкций, необходима предварительная работа по унификации их параметров.
Унификацией называется установление целесообразной однотипности объемно-планировочных и конструктивных решений зданий и сооружений, конструкций, деталей, оборудования с целью сокращения числа типов размеров и обеспечения взаимозаменяемости и универсальности изделий. Унифицируют: размеры конструкций и деталей; нормативные полезные нагрузки и несущую способность несущих конструкций; основные свойства готовых конструкций (тепло- и звукоизоляционные для фасадных панелей, теплоизоляционные для легкобетонных, плит и т. п.).
Основой для унификации и стандартизации геометрических параметров служит модульная координация размеров в строительстве (МКРС).
Основные положения МКРС (согласно стандарту СЭВ 1001-78) представляют собой правила координации (согласования) размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий и сооружений, их элементов, строительных конструкций и элементов оборудования на базе модуля. Модуль - размер, условная единица, применяемая для такой координации.
Суть МКРС в том, что все размеры объемно-планировочных конструктивных и других элементов зданий и сооружений должны быть кратны модулю, названному основным, - размеру, принятому за основу для назначения других, производных от него модулей. За величину основного модуля, обозначенного М, принят размер 100 мм. Помимо основного вводятся также производные модули: укрупненные (мультимодули) и дробные (субмодули). Укрупненные модули: 60М (6000 мм); ЗОМ; 12М; 6М (600 мм); ЗМ; 2М (200 мм). Дробные модули: 1/2М (50 мм); 1/5М (20 мм); 1/10М (10 мм); 1/20М (5 мм); 1/50М (2 мм); 1/100М (мм). Назначение производных модулей - ограничить количество применяемых или в случае необходимости допускаемых размеров при проектировании, что повышает степень унификации геометрических параметров. Укрупненные модули нужны для назначения объемно-планировочных параметров основных элементов зданий (ширины, длины, шага, пролета) и крупных конструкций. При этом руководствуются такими правилами: чем больше величина параметра основного элемента здания, тем больше величина укрупненного модуля.
Применение МКРС в первую очередь осуществляется при установлении размеров между координационными осями зданий и сооружений. Так называются осевые линии, вдоль которых располагаются основные несущие конструкции (стены, колонны). Расстояние в плане между координационными осями здания в направлении, соответствующем расположению основной несущей конструкции перекрытия или покрытия называют пролетом. Расстояние в плане
Между координационными осями в другом направлении называют шагом. И пролет, и шаг назначают исходя из условий использования стандартных конструктивных элементов - ригелей, балок, плит перекрытий, ферм.
Высота этажа в многоэтажных зданиях - расстояние от уровня пола данного этажа до уровня пола вышележащего этажа. Модульная высота этажа (координационная высота этажа) - расстояние между горизонтальными координационными плоскостями, ограничивающими этажи, при определении высоты верхнего этажа толщина чердачного перекрытия условно принимается равной толщине ниже лежащего перекрытия.
Согласно МКРС, высота этажей всегда должна быть модульной. В одноэтажных производственных зданиях высота этажа равна расстоянию от уровня пола до нижней грани несущей конструкции покрытия. Планировочным элементом называют горизонтальную проекцию объемно-планировочного элемента. Соответственно координационные оси - горизонтальные проекции вертикальных координационных плоскостей. Координационные оси называют также разбивочными осями: этимология этого традиционного термина-разбивка осей в натуре перед началом строительства. Систему модульных разбивочных осей упрощенно называют еще сеткой осей. Их обозначают кружками и маркируют: продольные оси буквами, поперечные - цифрами. Последовательность маркировки осей принята слева направо и снизу вверх. Эта система осей при проектировании служит той координатной сеткой, на основе которой устанавливается взаимное расположение всех несущих конструкций между собой, а при строительстве они служат той размерной основой, которая позволяет точно осуществлять в натуре эти согласования. Для этих целей в проектах должна быть точно указана привязка основных несущих конструкций к координационным осям.
МКРС устанавливает три типа размеров для объемно-планировочных и конструктивных элементов здания:
1. Основные координационные размеры, например, объемно-планировочные параметры: пролеты L, шаги Ш, высота этажей Нэт.
2. Координационные размеры элементов, отличающиеся аддитивными (слагаемыми) размерами основных координационных размеров: lo, bo, ho (высота) или dO (толщина).
3. Конструктивные размеры элементов 1, b, h или d. При этом 1 = 10-Ь, где b - зазор, необходимый для установки элементов, в соответствии с особенностями конструктивных узлов, условиями монтажа и т. д. Конструктивные размеры могут быть и больше координационных на величину выступов, располагаемых в смежном координационном пространстве.
Основные правила привязки несущих конструкций к модульным разбивочным осям следующие. Геометрические оси внутренних стен, колонн совмещаются обычно с разбивочными осями; исключения допускаются для стен лестничных клеток, стен с вентиляционными каналами и т. п. При привязке наружных стен и колонн их геометрические оси часто не совпадают с разбивочными; в зависимости от целесообразности размещения несущих конструкций перекрытий или покрытий применяют или нулевую привязку (внутренняя грань стены или наружная грань колонн совпадают с разбивочной осью), или привязку, принятую для внутренних стен, либо оговоренную особо.
Конкретные условия привязки несущих конструкций рассмотрены при описании несущих остовов зданий различных видов,
При этом важно помнить, что при назначении размеров привязок стен полезно соблюдать кратность размеров, свойственных кладке искусственных камней с учетом швов (так, для кирпичной кладки привязочные размеры: 130, 250, 380, 510 и т. д.). В подсобных случаях, рассматриваемых как исключение, допустимо применение размеров, отличных от принятых МДРС. И это вполне объяснимо, если постоянно помнить, что смысл внедрения МКРС - геометрическое обеспечение широкого применения сборных индустриальных изделий, обеспечение их взаимозаменяемости и взаимоувязки всех деталей, конструкций, встроенного оборудования, мебели и т. п.
^ 2. Строительная климатология
СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ - система государственных нормативных документов, регламентирующих разнообразные аспекты деятельности в сфере строительства.
СНиП 23-01-99. СТРОИТЕЛЬНАЯ КЛИМАТОЛОГИЯ. 1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1 Настоящие строительные нормы устанавливают климатические параметры, которые применяют при проектировании зданий и сооружений, систем отопления, вентиляции, кондиционирования, водоснабжения, при планировке и застройке городских и сельских поселений,
1.2 Климатические параметры представлены в виде таблиц и схематических карт. В случае отсутствия в таблицах данных для района строительства значения климатических параметров следует принимать равными значениям климатических параметров ближайшего к нему пункта, приведенного в таблице и расположенного в местности с аналогичными условиями (удаление пункта от района строительства - не более чем на 50 км; отсутствие крупного водоема в радиусе 5 км вокруг пункта и места строительства или расположение пункта и места строительства на одинаковом удалении от него; разность отметок высот пункта и места строительства - не более 100 м).
3 вопрос.
Цоколем называют нижнюю часть стены расположенную непосредственно над фундаментом.
Цоколь защищает здание от влияния осадков и случайных механических. Поскольку он наиболее часто подвергается их воздействию.
Карнизами называют горизонтальные выступы стены, предназначенные для отвода попадающих на ограждающие конструкции здания вод.
Во избежание появление в стенах здания трещин от неравномерной осадки фундаментов и в следствии деформации материала стены пи колебаниях температуры устраивают деформационные швы.
Важными конструктивными элементами стен являются:
Балконы;
Лоджии;
Эркеры, служащие связующим элементом для человека между помещением и окружающей средой.
^ Балкон состоит из несущей конструкции в виде плиты пола и ограждения.
Лоджии представляют собой встроенные в габариты здания террасу, открытую с фасадной стороны и огражденную с трех других сторон капитальными стенами.
Эркеры представляют огражденную наружными стенами часть комнаты, выступающую за внешнюю плоскость фасадной стены и освещаемую одним или несколькими окнами.
4 вопрос.
Перегородками называют вертикальные, не несущие ограждающие конструкции, разделяющие одно помещение от другого.
В соответствии с назначением перегородки должны отвечать следующим требованиям:
1. Обладать малой массой;
2. Небольшой толщиной;
3. Хорошие звукоизоляционные качества
4. Отвечать санитарно-гигиеническим качествам;
5. Быть удобными в устройстве.
Для жилых домов в зависимости от назначения перегородки подразделяют на:
Межкомнатные;
Ограждающие санитарно-кухонные узлы.
В зависимости от материала от материала перегородки бывают:
Кирпичные;
Из пустотелых керамических и легкобетонных камней;
Деревянные;
Гипсовые;
Из различных легких ячеистых бетонов.
^
4. Построение чертежей фасадов и разрезов здания
1. Разрезы обычно выполняются в масштабе 1:100 и 1:200, вычерчивать разрез нужно до того как на плане будет построена лестничная клетка. Разрез выполняется в следующем порядке: проводят вертикальные разбивочные оси основных несущих конструктивных схем, перпендикулярно разбивочным осям чертят горизонтальные линии на уровне поверхности земли, пола всех этажей, верха чердачного перекрытия и карниза. Наносят тонкими линиями контуры наружных и внутренних стен, перегородок, которые входят в разрез. А так же высоты между этажных и чердачных перекрытий.
Намечают наружных и внутренних стенах и перегородках оконные и дверные проемы, а также видимые дверные проемы и другие элементы, расположенные за секущей плоскостью. Проводят выносные и размерные линии, а так же знаки для простановки высотных отметок. Цифры характеризующие высоту уровней проставляются в метрах, за нулевую отметку условно принимают отметку пола первого этажа. Отметку проставляют с точностью до 3 знаков после запятой. Числовые значения отметок плоскостей лежащих ниже нулевого уровня обозначают знаком «-».
^ 2. Построение разреза по лестнице. Разрез по лестнице служит для монтажа её сборных элементов – лестничных площадок, с балками и маршей. Пусть длина лестничной клетки – 5 610 мм., ширина лестницы – 2 200 мм., зазор между маршами – 100 мм., ширина марша – 1 050 мм., высота этажа – 3 000 мм. При высоте ступени – 150 мм., в каждом марше должно быть 10 ступеней (1500/150 = 10 ступеней). Вертикальную плоскость ступени называют подступенком, а горизонтальную плоскость – проступью, т.к. проступь последней ступени каждого марша совпадает с уровнем площадки и включается в неё, то в плане каждого марша число проступей будет меньше числа ступеней на 1.
Высота подступенка h связана с шириной ступени b, и определяется по формуле (по СНиП):
B 2h = 600 мм
B = 600 – 2*150 = 300 мм
Согласно строительным нормам и правилам высота подступенка должна быть не более 170 мм., а ширина ступенек не менее 260 мм.
Длинна марша в плане будет равна:
L = 300*9 = 2 700 мм
Ширину поэтажной лестничной площадки принимаем равной 1 500 мм., тогда ширина промежуточной площадки будет равна:
5 610 – 1 500 – 2 700 = 1 410 мм
3. Фасад – проекция здания на вертикальную плоскость. Различают:
Главный фасад;
Боковой фасад.
Фасад вычерчивается в том же масштабе, что и план. При построении здания фасад располагают над планом сохранения проекционной связи.
Все построения связанные с вычерчиванием фасада производят в следующей последовательности:
Наносят разбивочные оси и чертят общий контур здания;
Вычерчивают оконные и дверные проемы;
Плиты козырьков над входами;
Карниз и другие архитектурные элементы фасада;
Вычерчиваются оконные переплеты;
Ограждения балконов;
Вентиляционные и дымовые трубы на крыше;
Проставляют знаки высотных отметок.
Фасад строится как третья проекция по плану и разрезу.
^
5. Свето-прозрачные и солнцезащитные конструкции
1. Окна и балконные двери
2. Витрины
3. Входные и внутренние двери
4. Солнцезащитные устройства
5. строительные элементы для размещения лифтов и мусоро-удаления
^ 1. Окна и балконные двери
Габариты проемов окон и балконных дверей в наружных стенах жилых зданий: 15х6; 9х9; 12х9; 6х12; 6х9 12х13,5; 15Х13,5; 15х9; 18х9; 9х12; 12х12; 15х12; 18х12; 9х13,5; 15х13,5; 9х15; 15х15; 15х18; 15х21.
Для балконных дверей: 21х9; 24х7,5; 24х9; 22х7,5.
ПЕРЕКРЫТИЯ МАЛОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ. ПОЛЫ.
План лекции.
1. Виды перекрытий и требования к ним.
1.1. Классификация перекрытий и требования к ним.
1.2. Деревянные перекрытия.
1.3. Железобетонные перекрытия.
1.3.1. Монолитные перекрытия.
1.3.2. Сборные перекрытия.
1.4. Конструктивные решения надподвальных и чердачных перекрытий.
2.1. Требования к полам.
2.2. Конструктивные решения полов.
Виды перекрытий и требования к ним.
Перекрытия наряду со стенами являются основными конструктивными элементами зданий, разделяющими их на этажи. Их назначение – воспринимать и передавать постоянные и временные нагрузки на стены и колонны, а также изолировать помещения друг от друга и от влияния внешней среды. Эти функции и определяют их прочностные, а также тепло-, влаго-, газо- и звукоизолирующие качества.
Классификация перекрытий и требования к ним.
Перекрытия различают:
1) по расположению в здании:
Междуэтажные;
Чердачные;
Над проездами и холодными подвалами;
2) по конструктивной схеме:
Балочные (основной несущий элемент – балки, на который укладывают настилы, накаты и другие элементы покрытия);
Плитные – состоят из несущих плит и настилов, опирающихся на вертикальные несущие опоры здания или на ригели и прогоны;
Безбалочные – состоят из плиты, связанной с вертикальной опорой несущей капителью;
3) по материалу несущих элементов:
Железобетонные;
По деревянным балкам;
По стальным балкам;
4) по способу возведения:
Монолитные;
Сборные;
Сборно-монолитные.
Конструкцию перекрытия составляют: несущие элементы, изолирующие, пол и потолок.
Каждый вид перекрытия (по расположению в здании) подвергается различным воздействиям (рис.9.1.), что и определяет, в конечном счете, особенности их конструктивного решения. В целях унификации следует стремиться максимального конструктивного единообразия всех видов перекрытий. Наиболее массовые – междуэтажные перекрытия.
Силовые воздействия на междуэтажные перекрытия складываются из: собственного веса, массы перегородок и установок систем инженерного оборудования, нагрузки от людей и мебели.
Под влиянием силовых воздействий в конструкции перекрытия возникают напряжения и деформации, проявляющиеся в прогибах. Максимальный прогиб междуэтажного перекрытия допускается 1/200-1/400 от пролета.
Из несиловых воздействий на решение междуэтажных перекрытий, разграничивающих жилые помещения смежных этажей, оказывают наибольшее влияние ударные (от хождения людей, падения предметов и т.д.) и воздушные шумы (от громких разговоров, радио, телевизор и т.д.).
Рис. 9.1. Воздействия на перекрытия. 1 – опирание элементов здания; 2 – собственный вес; 3 – движение теплового потока; диффузия водяных паров; 5 – воздухопроницание; 6 – ударный шум; 7 – воздушный шум; 8 –эксплуатационные нагрузки; 9 –специфические воздействия.
Требования к перекрытиям:
1. Долговечность – должна соответствовать установленной долговечности здания в целом. Конструктивными приемами обеспечивается сохранность установленных прочностных и изоляционных качеств во времени – особо в местах, подверженных частому увлажнению (в санитарных узлах).
2. Огнестойкость. 1 степень огнестойкости – 1 час, 2 и 3 степень – не менее 0,75 часа, 4 степень – 0, 25 часа, 5 степень – легко сгораемые.
3. Удобство эксплуатации – надлежащее решение пола и потолка.
4. Теплозащитные требования – для чердачных и надподвальных перекрытий отапливаемых зданий, а также для перекрытий, отделяющих отапливаемые помещения этажей от неотапливаемых.
5. Достаточная звукоизоляция.
6. Архитектурная выразительность – оформление и отделка поверхности пола и потолка.
7. Технологичность – возможность изготовления перекрытий и их монтажа высокоиндустриальными методами.
8. Экономическая целесообразность – доля стоимости перекрытий и полов от общей стоимости здания составляет 18-20%, а трудоемкость устройства – 20-25%.
В зависимости от назначения помещений к ним могут предъявляться также специальные требования: водонепроницаемость (для перекрытий в санузлах, душных и т.д.), воздухонепроницаемость (при размещении в нижних этажах котельных, лабораторий).
Малоэтажные жилые здания массового строительства по капитальности относятся к III-IV классам, соответственно долговечность конструкций перекрытий должна быть не ниже III степени, а их огнестойкость не ограничиваться: перекрытия могут быть и несгораемыми, и трудносгораемыми, и сгораемыми.
Тип конструкций, их строительная высота и выбор конструктивных систем зависят от величины пролета и нагрузки. Тенденция направлена к тому, чтобы ограничить величину прогиба несущих конструкций перекрытия, а следовательно и перекрытия в целом. Требование минимального прогиба ведет к увеличению толщины конструкций.
Для жилых зданий перекрытия следует проектировать по возможности минимальной высоты – в пределах 200-300мм, поскольку увеличение их высоты влечет за собой увеличение объема здания, а следовательно, и его стоимости.
Перекрытия наряду со стенами являются основными конструктивными элементами зданий, разделяющих их на этажи. Важным требованием, определяющим эксплуатационные качества перекрытия, является жесткость. Она оценивается значением относительного прогиба, равного отношению абсолютного прогиба к величине пролета. Его значение не должно превышать 1/200 для чердачных перекрытий и 1/250 для междуэтажных.
Теплозащитные требования предъявляют для чердачных и надподвальных перекрытий отапливаемых зданий, а также междуэтажных перекрытий, отделяющих отапливаемые помещения этажей от не отаплеваемых.
Перекрытия должны обладать достаточной звукоизоляцией. В связи с этим применяют слоистые конструкции перекрытий с различными звукоизоляционными свойствами, опирают несущие конструкции перекрытий на звукоизоляционные прокладки, тщательно заделывают неплотности. Перекрытия должны удовлетворять противопожарным требованиям, соответствующим классу здания.
В зависимости от конструктивного решения перекрытия бывают: балочные, где основной несущий элемент - балки, на которые укладывают настилы, накаты и другие элементы перекрытия; плиточные, состоящие из несущих плит, опирающихся на несущие стены здания; безбалочные, состоящие из плиты, связанной с вертикальной опорой несущей капителью.
В зависимости от используемого материала основных несущих элементов перекрытия бывают деревянные, железобетонные и по стальным балкам. Последние в настоящее время применяют крайне редко.
Деревянные перекрытия применяют в основном в малоэтажных зданиях и в районах, где лес является местным строительным материалом. Этот вид перекрытия прост в устройстве, однако, имеет невысокую долговечность, сгораем, подвержен загниванию.
Деревянные перекрытия состоят из несущих балок, межбалочного заполнения, конструкции пола и отделочного слоя потолка (рис. 2.35). Балки изготавливают преимущественно прямоугольного сечения, высота балок составляет 130,150,180 и 200 мм, а толщина - 75 и 100 мм. Расстояние между осями балок принимают от 600 до 1000 мм. Для опирания межбалочного заполнения к боковым граням прибивают черепные бруски сечением 40x50 мм. Глубину опирания концов балок на каменные стены принимают равным 180 мм, зазор между торцом балки и кладкой должен составлять не менее 30 мм. Концы балок антисептируют раствором фтористого натрия и обматывают двумя слоями толя на смоле. Для увеличения устойчивости балок их концы заанкеривают в стене с помощью стальных анкеров (рис. 2.36). Заполнение между балками состоит из двухслойного щитового наката, глиняной смазки толщиной 20 - 30 мм и звукоизоляционного слоя из шлака. В чердачных и надподвальных перекрытиях засыпка выполняет теплозащитные функции. Конструкция пола по деревянному перекрытию состоит из дощатого настила, сделанного из строганных шпунтованных досок, прикрепляемых гвоздями к лагам из пластин, укладываемых поперек балок через 500 - 700 мм. Нижнюю поверхность деревянного перекрытия, образующую потолок, обивают гипсокартонными листами или оштукатуривают по драни известково-песчаным раствором с добавлением гипса.
Наибольшее распространение получили железобетонные перекрытия, являющиеся более надежными и долговечными. По способу устройства они бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными.
Простейшим видом железобетонного перекрытия является гладкая плита толщиной 60 -100 мм, пролетом до 3 м.
При больших пролетах целесообразны балочные монолитные или сборные перекрытия.
Монолитное железобетонное перекрытие (рис. 2.37) состоит из главных балок пролетом 8 м с шагом 6 м и второстепенных, расположенных между главными балками с шагом 1,5 - 2,0 м и имеющих пролет 6 м. Поверху устраивают плиту толщиной 60-100 мм. Высоту главных балок принимают равной 1/12 -1/16 пролета, второстепенных - 0,4 - 0,6 от высоты
главной балки. Если высота главных и второстепенных балок одинакова, то такой тип перекрытия называется кессонным.
Безбалочные монолитные железобетонные перекрытия включают плиту толщиной 150 - 200 мм, опирающуюся на колонны, в верхней части которых имеется утолщение, называемое капителью (рис, 2.38). Сетка колонн в этом случае принимается равной 5 - 6 м.
Общим недостатком монолитных перекрытий является трудоемкость их изготовления, которая связана с устройством опалубки, проведением арматурных работ, укладкой бетонной смеси, уходом за бетоном и разборкой опалубки. Сборные железобетонные перекрытия экономичнее монолитных, так как позволяют повысить индустриальность строительства.
Наибольшее распространение получили плиточные перекрытия из сборных железобетонных элементов. Основными несущими элементами в них являются различного вида железобетонные панели-настилы. В зависимости от конструктивных схем зданий они бывают из панелей, опирающихся по двум сторонам, трем сторонам, четырем сторонам, четырем углам. Минимальная глубина упирания железобетонных плит на кирпичные стены составляет 120 мм, на блоки и панели - 100 мм. Плиты соединяют между собой и со стенами с помощью анкерных креплений и сваркой закладных деталей, швы между плитами замоноличивают бетоном. Замоноличенный стык между плитами перекрытий образует бетонную шпонку. Таким образом получаются жесткие горизонтальные диски, обеспечивающие общую устойчивость здания.
Плиты перекрытий бывают сплошного сечения, пустотные (много
пустотные) и ребристые.
Сплошные однослойные плиты толщиной 100-120 мм имеют пролет до 6 м. При пролетах более 6 м толщину плиты увеличивают до 140 мм и применяют предварительное напряжение арматуры.
Многопустотные панели с оральными или круглыми пустотами {рис. 2.39) изготавливают из бетонов класса В15 - В25 длиной от 2,4 до 6,4 м и шириной от 0,8 до 2,4 м при толщине 220 мм.
При строительстве общественных или многоэтажных промышленных зданий возникает потребность в устройстве перекрытий пролетом 6, 9,12, 15 м. Для этого используют ребристые предварительно напряженные плиты длиной 6,9,12 м или панели типа "2Т" длиной 12 и 15 м (рис. 2.40),
В настоящее время в гражданском в многоэтажном промышленном строительстве широко применяют сборные железобетонные балочные и безбалочные перекрытия (рис. 2.41). Балочное перекрытие включает железобетонные ригели прямоугольного или таврового с полкой в нижней зоне сечения, уложенные на колонны. По ригелям укладывают плиты перекрытий, пустотные - при полезных нагрузках на перекрытие 500 кг/м 2 и менее,
ребристые - при больших нагрузках, Пролет ригелей составляет 6, 9, 12 м, длина плит обычно равна 6 м. Безбалочные перекрытия включают сборные капители, колонные плиты, укладываемые между колоннами на капители, и пролетные плиты. Сетка колонн при безбалочном перекрытии принимается равной 6x6, 6x9, 9x9 м. Безбалочные перекрытия используют при больших полезных нагрузках и при необходимости получения гладкой поверхности потолка.
Полы гражданских зданий
Полы устраивают по перекрытиям или для первых этажей без подвальных зданий непосредственно по грунту. Верхний слой пола, который подвергается эксплуатационному воздействию, называется чистым полом.
Материал пола укладывают на подготовленную поверхность, которую называют подстилающим слоем или подготовкой под пол. Стяжка -слой, служащий для выравнивания поверхности подстилающего слоя или придания ему необходимого уклона. Для устройства стяжки применяют бетой, цементный раствор, асфальтобетон.
Подстилающий слой распределяет нагрузку от пола на основание (грунт). В полах по перекрытию основанием служит несущая часть перекрытия (панели-настилы). В конструкцию пола могут быть включены дополнительные слои звуко- тепло- и гидроизоляционный.
В зависимости от назначения здания и характера функционального процесса, протекающего в нем, полы должны быть прочными, нескользкими и бесшумными, не быть теплопроводными, не образовывать пыль и легко поддаваться очистке. В мокрых помещениях они должны быть водостойкими и водонепроницаемыми, а в пожароопасных - несгораемыми.
По способу устройства полы подразделяются на монолитные, из штучных и рулонных материалов (рис. 2 42). Названия пола определяется материалом, из которого он сделан.
К монолитным (бесшовным) полам относятся цементные, террацевые, асфальтовые, ксилолитовые, мастичные.
Цементные полы устраивают в нежилых помещениях из цементного раствора состава 1.1 - 1.3 слоем 20 мм по бетонному основанию.
Террацевые полы устраивают в общественных зданиях. Они состоят из двух слоев: нижнего толщиной не менее 15 мм из цементного раствора и верхнего - из цементного раствора с мраморной крошкой состава 1:2. После твердения поверхность пола шлифуют специальной машиной до образования гладкой поверхности.
Асфальтовые полы устраивают в подвалах, коридорах, переходах из монолитного слоя литого асфальтобетона толщиной 20 -25 мм.
Ксилолитовые полы устраивают в коридорах жилых и общественных зданий и других сухих нежилых помещениях. Они представляют собой покрытие из смеси каустического магнезита, водного раствора хлористого магния и мелких древесных опилок. Их изготавливают в два слоя общей толщиной 20 мм.
Мастичные (наливные) полы устраивают с применением мелкого песка и поливинилацетативой эмульсии, которая является вяжущим веществом. Толщина мастичного покрытия составляет 2-3 мм.
К полам из штучные материалов относятся плиточные, дощатые, паркетные полы.
Для устройства плиточных полов используют керамические плитки толщиной 10 или 13 мм. Их укладывают по бетонному основанию на цементную стяжку толщиной 10 - 20 мм Полы из керамических материалов устраивают в санитарных узлах, вестибюлях, на лестничных клетках. Плитки из полимерных материалов на основе полихлорвинила, фенолита, отходов резины наклеивают на основание специальными мастиками.
Дощатые полы устраивают из шпунтованных досок толщиной от 29 до 35 мм, прибиваемым к лагам. Лаги опирают на балки или ребра пере-
крытий с обязательной прокладкой упругих звукоизолирующих прокладок, а при устройстве полов первого этажа по грунту - на кирпичные столбики сечением 250x250 мм и высотой не более 150 мм, располагаемые нарасстоянии 0,8 - 1,0 м друг от друга.
Паркетные полы устраивают из небольших прямоугольных дощечек (клепок), изготовленных на заводе из ценных и твердых пород древесины. Паркетные полы настилают по дощатому или бетонному основанию. Между паркетом и деревянным основанием прокладывают тонкий картой для лучшей звукоизоляции и устранения скрипа при ходьбе.
Полы из рулонных материалов устраивают из поливинилхлоридного, полиэфирного, резинового (релин) линолеума, рулонных материалов на пористой или войлочной основе. Линолеумные покрытия выполняют по основанию из досок, древесностружечных плит или цементным стяжкам. Приклеиваю линолеум к основанию клеем на основе синтетических, казеиновых или битумных смол.
Покрытия гражданских зданий
Конструктивный элемент, ограждающий здание сверху, называется покрытием. Основными видами покрытий являются чердачные крыши, безчердачные покрытия, большепролетные плоские и пространственные покрытия. В этом разделе рассмотрим только первые два вида: чердачные крыши и безчердачные покрытия.
Основное назначение покрытия - зашита здания от атмосферных осадков, а также от потерь теплоты в зимнее время и перегрева в летнее. Оно состоит из несущих конструкций и ограждающей части. Несущие конструкции должны быть прочными, а ограждающая часть покрытия (кровля) должна быть водонепроницаемой, влагоустойчивой, стойкой против химических веществ, содержащихся в атмосферных осадках, солнечной радиации, мороза, не подвергаться короблению, растрескиванию, расплавлению. Для обеспечения отвода осадков покрытия устраивают с уклоном, величина которого зависит от материала кровли.
Чердачные крыши обычно применяют в зданиях мало-, средне- и многоэтажных и выполняют в виде наклонных плоскостей - скатов, покрытых кровлей из водонепроницаемых материалов. Высоту чердака принимают не менее 160 см. Уклон крыши выражают в градусах наклона ската, через тангенс этого угла или в процентах.
Форма скатной крыши зависит от формы здания в плане, его размеров и архитектурных соображений. Различают односкатные, двускатные, шатровые и мансардные крыши (рис. 2.43). Основные элементы чердачной крыши - конек, накосное ребро, ендова, свес, фронтон, тимпан фронтона, щипец, вальма, полувальма - показаны на рис. 2.43. Для сохранения тепла в верхнем этаже и предотвращения подтаивания снега на крыше чердачное
перекрытие должно иметь теплоизоляционный слой, толщина которого устанавливается расчетом. Под утеплителем устраивают пароизоляционный слой. Для вентиляции крыши в ней устраивают слуховые окна и специальные окна во фронтонах и щипцах.
Скатные крыши малоэтажных зданий обычно устраивают со свободным стоком воды по периметру свесов крыши. В средне- и многоэтажных зданиях вода отводится по наружным водосточным трубам. В зданиях высотой более 9 этажей устраивают совмещенные плоские крыши с внутренним водостоком.
Несущими конструкциями скатных крыш являются наслонные стропила или висячие стропила (стропильные балки, фермы), по которым делают обрешетку, являющуюся основанием для устройства кровли. Наслонные стропила устраивают при пролетах между опорами до 6 м. Стропильные фермы применяют при больших пролетах (до 16 - 18 м), а также при отсутствии промежуточных опор. Чердачное перекрытие в этом случае делают подвесным.
Наслонными стропилами называют элементы из досок, бревен или брусьев, имеющие не менее двух опор (рис. 2.44). Сопряжение отдельных элементов стропил между собой осуществляется с помощью врубок и металлических креплений (гвоздей, болтов, скоб). Расстояние между стропилами принимают от 0,8 до 1,7 м. Над стеной стропильные ноги опираются на мауэрлат (подстропильный брус), укладываемый по всей длине здания или его периметру. При пролете более 5 м стропильные ноги дополнительно поддерживают подкосами. На двускатных крышах внутренними опорами являются прогоны, поддерживаемые стойками, установленными с шагом 3 - 6 м. Внизу стойки опираются на опорный лежень, уложенный на внутреннюю стену здания. Прогоны и стойки образуют опорные рамы под стропила. Для увеличения жесткости конструкции крыши шириной 12 - 14 м стропильные ноги соединяют ригелем (затяжкой). Нижние концы стропил обычно не выходят за пределы мауэрлата. Для крепления обрешетки в карнизной части крыши к стропильным ногам прибивают короткие доски толщиной 40 мм, называемые кобылками.
Стропильные фермы (висячие стропила) представляют собой плоскую решетчатую конструкцию. Они состоят из верхних и нижних поясов, системы стоек и раскосов между ними. В зависимости от материала фермы могут быть металлические, железобетонные, деревянные, металлодеревянные, а по профилю очертания - треугольные, трапецеидальные, полигональные. Металлодеревянные фермы (рис. 2.45) представляют собой конструкцию, у которой все элементы, работающие на сжатие, выполнены из древесины, а на растяжение - из стали, Металлические фермы изготавливают из прокатных профилей: уголков, труб (рис. 2.46). Элементы соединяют на сварке.
Основными видами кровель является металлические, из волнистых или плоских асбестоцементных листов, черепичные и из рулонных материалов (рис. 2,47).
Кровли из оцинкованных и неоцинкованных металлических листов толщиной 0,25 - 2 мм имеют небольшую массу и малый уклон от 16 до 22°. Основанием ПОД такую кровлю служит обрешетка из брусков сечением 50x50 мм или досок, прибитых с шагом 225 мм. Кровельные листы соединяют в картины лежачим фальцем, а затем картины соединяют стоячим фальцем продольно по скату. К обрешетке картины крепят с помощью кляммер-полосок ш кровельной стали, прибиваемых одним концом к бруску обрешетки. Недостатком этой кровли является прежде всего значительные эксплуатационные расходы, так как ее необходимо окрашивать через три - четыре года. В последние годы получила распространение кровля из металлочерепицы. Кровля представляет собой профилированный или тесненный оцинкованный металлический лист толщиной около 0,6 мм, покрытый с обеих сторон слоем краски, имеющим высокое сцепление с металлом. Применение покрытий различных цветов (красного, вишневого, зеленого и др.) позволяет улучшить архитектурные качества
зданий. Крепление металлочерепицы к решетке осуществляется с помощью оцинкованных шурупов.
Кровли из волнистых или плоских асбестоцементных листов укладывают по основания из изреженного настила из досок или брусков. Уклон кровель составляет от 20 до 35°. Волнистые листы бывают обыкновенного, среднего, усиленного, унифицированного профиля с высотой волны от 30 до 60 мм и толщиной листа 5,5 - 8 мм. Листы укладывают друг на друга с нахлестом вдоль и поперек ската и крепят к обрешетке с помощью оцинкованных шурупов или гвоздей.
Черепичные кровли более выразительны и долговечны. К недостаткам можно отнести их большую массу - до 60 - 80 кг/м 2 . Уклон таких кровель от 30 до 45°. Наибольшее распространение получили штампованная пазовая, штампованная ленточная и плоская ленточная черепица. Обрешетку выполняют из брусков сечением 50x50 или 50x60 мм с шагом, соответствующим размеру черепицы с учетом напуска (330,260 мм). Штампованная
черепица имеет уступ с внутренней стороны, которым ее цепляют за обрешетку. В другом уступе имеется отверстие ("серьга"), через которое черепицу дополнительно привязывают проволокой к обрешетке. Конек и ребра крыши покрывают коньковой черепицей, неплотности заделывают раствором.
Кровли из рулонных материалов в скатных крышах применяют, в основном, для хозяйственных построек. Их делают из толя, рубероида в два или три слоя при уклоне 15 -20°. Обрешетку выполняют из двойного дощатого настила. Нижние слон прибивают специальными широкошляпочными гвоздями, а верхние, более прочные, наклеивают на мастиках.
Совмещенными крышами называют пологие бесчердачные покрытия, в которых крыша совмещена с конструкцией чердачного перекрытия и нижняя поверхность является потолком помещения верхнего этажа. Различают невентилируемые и вентилируемые совмещенные покрытия (рис. 2.48) Вентилируемые крыши рекомендуется устраивать во всех климатических районах, а крыши без продухов - в районах с расчетной зимней температурой не ниже -30°. Возвышающаяся над отметкой кровли верхняя часть стены называется парапетом. Для предотвращения увлажнения материала стены от осадков сверху на парапет укладывают специальный бетонный камень (парапетный) или оцинкованное железо.
Совмещенное покрытие включает: кровлю, состоящую из защитного слоя толщиной 6 - 8 мм из мелкого гравия, и многослойного рулонного ковра из рубероида, стеклорубероида; цементную стяжку толщиной 15 -30 мм, армированную сеткой из проволоки 3 - 4 мм с ячейкой 200x200 мм, теплоизоляционный слой (керамзит, ячеистый бетон, шлак, стекловата, минераловатные плиты), толщину которого устанавливают теплотехническим расчетом; пароизоляционный слой, состоящий из одного или двух слоев рубероида на битумной мастике; несущую железобетонную плиту. В некоторых случаях несущие панели покрытий выполняют из легких бетонов, при этом они выполняют и теплозащитные функции.
Для отвода воды совмещенные покрытия устраивают с уклоном не менее 3 %. Водоотвод с крыш может быть организованный, по наружным или внутренним водостокам, и неорганизованный, со свободным сбросом воды со свеса карниза Неорганизованный водоотвод (рис. 2.49) допускается устраивать в зданиях не более пяти этажей, не имеющих балконов, а также отделенных от тротуаров или проезжих частей дорог газонами. Однако в этом случае возможно увлажнение стен, особенно с наветренной стороны, что отрицательно сказывается на их долговечности. Более, совершенным конструктивным решением данного вопроса является организация внутреннего водосброса (рис. 2.50). Внутренние водостоки присоединяют к сети ливневой канализации или устраивают выпуск воды наружу. Площадь водосбора на одну воронку диаметром 100 мм не должна
быть более 80 м 2 .
Лестницы и пандусы
Лестницы и пандусы служат для сообщения между этажами, а также для эвакуации людей из зданий и сооружений в аварийных ситуациях. Обычно лестницы размещают в лестничных клетках и состоят из лестничных маршей и лестничных площадок. Лестничные площадки бывают этажными (на уровне этажа) и междуэтажными (промежуточными). По числу лестничных маршей в пределах одного этажа лестницы делятся на одно-, двух-, трех- и четырехмаршевые. Для безопасности и удобства движения лестничные марши и площадки оборудуют ограждениями с поручнями высотой 0,9 м.
По назначению лестницы подразделяются на основные (главные), служащие для постоянного использования и эвакуации, и вспомогательные - для служебного использования или в аварийных ситуациях. Уклон лестничных маршей принимают равным 1:2 - 1:1,75 для основных лестниц и 1:1,25 для вспомогательных. Число ступеней в марше назначают не менее 3 и не более 18. Высота проходов между площадками и маршами принимается не менее 2,0 м. Ширина лестничных маршей для двухэтажных зданий принимается равной 900 мм, а в домах с числом этажей три и более - 1050 мм. Между маршами должен быть обеспечен зазор в 100 мм для пропуска пожарного шланга. Ширину лестничных площадок основных лестниц принимают не менее 1200 мм. Исходя из удобства движения людей установлено, что ширина ступени (проступь) должна быть равна 300 мм, а высота ступени (подступенок) -150 мм.
По способу устройства лестницы могут быть монолитными или сборными. Сборные могут быть из мелко- или крупноразмерных элементов.
Лестницы из мелкоразмерных элементов (рис. 2,51) состоят из отдельных металлических или железобетонных площадочных балок и косоуров, сборных железобетонных плит площадок и ступеней и ограждений с поручнями. Ступени укладывают по косоурам на цементном растворе. Связь между элементами лестниц достигается сваркой закладных деталей. Для повышения огнестойкости металлические конструкции оштукатуривают по проволочной сетке.
Наибольшее распространение в строительстве получили сборные лестницы из крупноразмерных элементов - площадок и маршей заводского изготовления (рис. 2.52). Сборные элементы устанавливают кранами и крепят с помощью сварки закладных деталей.
Перед входом в здание устраивают площадку, крытую козырьком. Отметка площадки должна быть на 150 мм выше отметки уровня земли.
Пандусом называют гладкий наклонный эвакуационный путь, обеспечивающий
сообщение между помещениями, расположенными на разных этажах. Обычно их устраивают в общественных зданиях, когда необходимо обеспечить высокую пропускную способность эвакуационных путей (рис. 2.53). Пандусам придают уклон от 5 до 12°, они состоят из наклонных гладких элементов и площадок. Пандусы могут быть одно- и двухмаршевыми, прямо- и криволинейными. Чистый пол пандусов должен иметь нескользкую поверхность (асфальт, цемент, ковровая дорожка). Пандусы ограждают также, как и лестницы.
Окна и двери
Естественное освещение помещений может быть обеспечено через проемы в стенах и покрытиях. Светотехническим расчетом естественной освещенности помещений, а также по строительным нормам и правилам определяются размеры окон и их расположение. В жилых помещениях площадь окон должна быть равна 1/5-1/8 площади пола. При устройстве окон должна быть обеспечена тепло- и звукоизоляция помещений.
По материалу конструкций окна бывают деревянные, металлические, пластмассовые. По способу открывания и конструктивному решению окна делят на створчатые» глухие, раздвижные, жалюзийные и др. По числу стекол окна бывают с одинарным, двойным и тройным остеклением. Размеры окон унифицированы и указаны в ГОСТе. Высоту окна назначают на 1100 - 1300 мм меньше высоты этажа, а ширину одностворчатых - не менее 600 мм, двухстворчатых - 900,1100 и 1300 мм, трехстворчатых 1600 -2200 мм.
Оконные блоки состоят из оконных коробок, остекленных переплетов и подоконных досок (рис. 2.54).
Оконная коробка представляет собой раму, к которой крепятся оконные переплеты. Верхняя глухая или открывающаяся часть окна называется фрамугой. Глухие переплеты, фрамуги и створки состоят из обвязок, образующих каркас, и горбыльков - горизонтальных и вертикальных брусков внутри обвязки, разделяющих площадь створки, фрамуги или глухого переплета на более мелкие ячейки. Между горбыльками часто устраивают форточки для проветривания помещения. Стекла вставляют в специально расположенные в конструкциях переплетов четверти, называемые фальцами, и крепят гвоздями или планками- штапиками.
Коробки в стенах укрепляют ершами в швах кладки или гвоздями, которые забивают в специально установленные деревянные пробки. Зазор между коробкой и стеной тщательно проконопачивают паклей, вымоченной в глиняном или гипсовом растворе. Коробку покрывают антисептиком и по периметру обматывают слоем толя или рубероида.
В практике строительства часто используют витражи. Они могут быть с одинарным, двойным и тройным остеклением. Витражи и витрины
могут заменять целую стену и объединяться в ленточные горизонтальные и вертикальные полосы. Наружное остекление может быть вертикальным или наклонным (угол от вертикали не более 10 -15 %). Витражи и витрины должны удовлетворять требованиям достаточной теплоизоляции, воздухонепроницаемости и прочности.
Для входа в здание и изоляции друг от друга проходных помещений служат двери. Двери состоят из коробок, представляющих собой рамы, укрепленные в дверных проемах, и полотен, навешиваемых на дверные коробки.
По количеству полотен двери могут быть одно-, двупольные или полуторные.
По положению в здании они могут быть внутренними, наружными или шкафными. Однодольные двери принимают шириной 600, 700, 800, 900 и 1100 мм, двупольные - 1200, 1400 и 1800 мм. Высота дверей 2000 и 2300 мм.
Дверные коробки имеют четверти глубиной 15 мм для навески полотен. Дверные коробки в проемах каменных стен крепятся ершами или гвоздями, которые забивают в специально установленные деревянные пробки. Коробку автисептируют и по периметру обивают слоем толя или рубероида. Зазор между дверной коробкой и, конструкцией ограждения закрывают наличником.
По конструктивному решению дверные полотна бывают щитовыми и филенчатыми. Щитовые двери состоят из обвязочных брусков, каркаса и двухсторонней облицовки из фанеры, древесноволокнистых плит или пластика. Филенчатая дверь состоит из обвязок, расположенных по периметру полотна, средников (промежуточных элементов) и филенок, изготовленных из досок, фанеры. Наружные двери должны быть утеплены войлоком или другим теплоизоляционным материалом. Двери должны быть снабжены навесными металлическими петлями, дверными ручками, замками или задвижками.
Лифты и эскалаторы
Лифты и эскалаторы относятся к механическим устройствам для организации движения между этажами.
По назначению лифты бывают пассажирские, грузовые и специальные (рис. 2.55). Их применяют в жилых и общественных зданиях. Они отличаются размерами кабин и грузоподъемностью. Грузовые имеют грузоподъемность от 100 до 5000 кг, пассажирские - от 320 до 500 кг. К специальным лифтам относятся прежде всего больничные. Скорость движения лифтов от 0,7 до 1,6 м/с и более. Лифты состоят из кабины, подвешенной на стальных канатах, перекинутых через шкив подъемной лебедки, расположенной в машинном отделении. Шахты лифтов выполняют из кирпича или железобетона и размещают вблизи лестничных клеток. Внизу шахта имеет приямок глубиной 1300 мм для размещения в нем амортизаторов и натяжного устройства. Машинное отделение обычно располагают вверху, над шахтой.
Эскалатор представляет собой движущуюся лестницу, расположенную под углом 30 и предназначенную для организации движения людей с одного уровня на другой. Их применяют в общественных зданиях, где находится большое число людей (универмаги, вокзалы, театры). Пропускная способность эскалатора около 10 тыс. человек. Скорость движения полотна эскалатора составляет от 0,5 до 0,75 м/с, а ширина полотна - от 0,5 до 1,2м.
3.1. Общие сведения о перекрытиях
Перекрытия – это конструкции, выполняющие как несущие, так и ограждающие функции. В зависимости от расположения в здании перекрытия делятся на междуэтажные, чердачные, над проездами и над подвалами. Междуэтажные перекрытия разделяют помещения по высоте и обеспечивают их звукоизоляцию, а чердачные, надподвальные и нижние дополнительно защищают помещения от температурного перепада.
Перекрытия воспринимают нагрузки от собственной массы, от людей, оборудования, мебели, животных и т. п.
Перекрытия должны быть достаточно прочными, жесткими, огнестойкими, обладать необходимой теплоизолирующей способностью (над подвалами, проездами и чердачные), звукоизолирующей способностью (междуэтажные), должны быть индустриальными и экономичными.
В состав перекрытия входят несущая часть и конструкция пола (там, где он есть). В зависимости от конструкции несущего элемента различают перекрытия балочные и безбалочные. В зависимости от способа возведения – сборные и монолитные.
3.2. Балочные перекрытия
Сборные балочные перекрытия применяют в гражданских зданиях малой и средней этажности со стенами из мелкоразмерных элементов или дерева. Деревянные, стальные или железобетонные балки опираются на несущие стены не менее чем на 180 мм. Пространство между балками заполняется накатом из деревянных щитов или горбылей, гипсовых, легкобетонных или железобетонных вкладышей. Поверх наката устраивается тепло- или звукоизоляция.
Шаг балок зависит от их несущей способности, величины действующей нагрузки, перекрываемого пролета и конструкции наката.
Традиционно деревянные балки обычно выполняют из цельного бруса и применяют при пролетах не более 6 м. При больших пролетах возможно применение дощатоклееных балок.
Пролеты, перекрываемые стальными или железобетонными балками, обычно не превышают 7,2 м.
Безбалочные перекрытия
Безбалочные перекрытия могут быть сборными и монолитными . В гражданских зданиях применяют три типа сборных железобетонных плит-настилов.
1. Многопустотные плиты шириной b = 1,0 – 3,6 м. Плиты длиной L от 2,4 до 7,2 м имеют толщину 220 мм, а плиты длиной 9,0 и 12,0 м – 300 мм.
Такие плиты могут применяться как в зданиях со стенами из мелкоразмерных элементов, так и в панельных зданиях. Многопустотные плиты опираются короткой стороной на несущие кирпичные стены не менее чем на 110 мм, а на панельные стены – на 50-70 мм.
2. Сплошные плоские плиты размером на комнату чаще всего имеют толщину 140 мм (от 120 до 180 мм), ширину от 2,4 до 4,2 м и длину до 7,2 м.
Такие плиты наиболее целесообразно применять в зданиях с перекрестно-стеновой конструктивной системой. Опирание плит предусмотрено по четырем сторонам, однако в некоторых случаях возможно также опирание по трём и по двум сторонам.
3. Ребристые плиты могут иметь продольные несущие ребра или продольные и поперечные по периметру панели (шатровые плиты). Применение таких плит наиболее целесообразно в общественных зданиях при повышенных нагрузках на перекрытие.
Жесткость перекрытия во всех случаях обеспечивается установкой стальных анкерных связей и замоноличиванием швов .
Полы
Полы должны быть:
· прочными, жёсткими, хорошо сопротивляться истиранию, продавливанию и ударам;
· теплыми, обеспечивать требуемую звукоизоляцию и теплоизоляцию помещений;
· удобными в эксплуатации, декоративными;
· обладать специальными свойствами (водонепроницаемость, теплостойкость, коррозиостойкость и т. п.).
Конструкция пола зависит от назначения помещений и его расположения в здании. Покрытие пола может быть выполнено:
Из древесных материалов (доски, паркет, древесно-стружечные плиты, ламинат и т. п.);
Из рулонных материалов (линолеум, ковровое покрытие и др.);
Из плиточных материалов (синтетическая, керамическая плитка, плитка из естественного камня).
Полы подвальных, цокольных помещений и полы первого этажа в зданиях без подвалов устраивают по грунту или по лагам .
Полы междуэтажных перекрытий могут быть акустически однородными и акустически неоднородными. В акустически однородных перекрытиях звукоизолирующая способность обеспечивается главным образом достаточно тяжелой (не менее 400 кг/м 2) плитой перекрытия, по которой устраивается упрощенная конструкция пола (линолеум на теплозвукоизоляционной основе).
Акустически неоднородные перекрытия состоят из нескольких слоев жёстких или упругих материалов. В состав пола могут входить следующие слои:
Одежда пола;
Выравнивающие слои (цементно-песчаный раствор, твердый ДВП);
Звукоизоляционный слой (мягкий ДВП);
Теплоизоляционный слой;
Пароизоляция;
Гидроизоляция.
Наличие того или иного слоя зависит от требований, предъявляемых к данному перекрытию.
Слои теплоизоляции и пароизоляции обязательны в чердачных перекрытиях, перекрытиях над проездами и холодными подвалами. Пароизоляцию устраивают перед утеплителем на пути теплового потока, чтобы избежать увлажнения утеплителя конденсатом.
В междуэтажных перекрытиях функцию пароизоляции могут выполнять слои горячей или холодной битумной мастики, на которой приклеиваются ДВП.
Основания и фундаменты
Основания
Основанием называется массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий всю нагрузку от здания. Основание, состоящее из одного слоя грунта, называется однородным , а из нескольких слоёв (пластов) – слоистым . В Беларуси основаниями являются нескальные грунты: крупнообломочные, песчаные, глинистые и их разновидности.
Основания должны удовлетворять следующим требованиям:
o иметь достаточную несущую способность;
o обладать небольшой и равномерной сжимаемостью;
o не подвергается выщелачиванию и размыванию грунтовыми водами;
o не подвергаться пучению при промерзании;
o должны быть неподвижными.
Нагрузки, передаваемые на основание, вызывают в нём напряженное состояние и соответственно деформации. На рис. 4.1. показана примерная форма напряженной зоны грунта основания под фундаментом. Если за 1,0 принять величину напряжения под подошвой фундамента в средней её части, то на глубине, равной ширине подошвы фундамента b напряжение составляет 0,55; на глубине 2b – 0,31; на глубине 3b – 0,21; т. е. напряжения уменьшаются, а зона напряжений расширяется, и примерно на глубине 6b величина напряжений сходит на нет.
Под действием нагрузки Р грунт уплотняется и основание деформируется, что вызывает осадку зданий. При равномерных осадках все элементы здания опускаются одинаково по всей площади, что не вызывает дополнительных напряжений в конструкциях здания, а при неравномерной осадке основания и элементов здания в конструкциях здания возникают дополнительные напряжения, которые могут вызывать трещины, разрывы и даже разрушение здания. Поэтому для нормальной работы конструкций и зданий в целом не так важна величина осадки здания, а степень её неравномерности.
Основания, которые способны в естественном состоянии воспринимать нагрузку от здания, называются естественными основаниями . Если в пределах сжимаемой толщи расположены слабые грунты, не имеющие достаточной несущей способности, их необходимо искусственно укреплять либо использовать фундаменты, перерезающие слабый грунт и передающие нагрузки на более прочное основание.
К слабым грунтам относятся:
· пески мелкие и пылеватые;
· суглинки с большим содержанием органических примесей;
· торфяники;
· насыпные и намывные грунты.
Упрочнение слабых грунтов оснований достигается путём их уплотнения или укрепления.
Уплотнение грунтов производят поверхностным трамбованием, послойной укаткой, поверхностным или глубинным вибрированием, устройством грунтовых свай, заменой слабых грунтов основания песчаными или гравийно-щебеночными подушками.
Укрепление грунтов оснований производят физико-химическим способами: цементацией, силикатизацией, битумизацией, путём обжига лёссовых грунтов и т. д. или конструктивными способами: устройство грунтовых подушек, армирование и др.
