Конструктивные решения основных видов фундаментов (ленточных, свайных, столбчатых, отдельностоящих, сплошных) гражданских зданий.
АРХИТЕКТУРА
1.Основные конструктивные элементы зданий, их назначение. Конструктивные системы и схемы зданий гражданских зданий.
Основные конструктивные элементы гражданских зданий. Фундамент – это подземная часть здания, воспринимающая нагрузку от здания и действующих на него сил и передающее на грунт. Стены– это вертикальные ограждения конструкции. По характеру работы могут быть: -несущие, -самонесущие, -ненесущие.Перекрытия – горизонтальные ограждения, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи. Они несут собственную нагрузку и полезную (временную), т.е. вес людей, оборудования и т.д. Перекрытия могут быть: -междуэтажными – между двумя смежными этажами; -чердачными – между верхним этажом и чердаком; -надподвальными – между первым этажом и подвалом; -нижним – между первым этажом и подпольем. Отдельные опоры – несущие вертикальные элементы (стойки, колонны, столбы), передают нагрузку от перекрытий и других элементов здания на фундаменты. Отдельные опоры, находясь внутри здания, образуют внутренний каркас. На них опираются балки, именуемые ригелями или прогонами, несущими в свою очередь перекрытия. Крыша– завершает здание и защищает его от атмосферных воздействий. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Если здание не имеет чердака, то его крыша выполняет одновременно функции крыши и чердачного перекрытия, т.е. является покрытием. Такое покрытие, когда нижняя поверхность образует потолок помещений верхнего этажа принято называть совмещенной крышей. Крыши могут быть: -эксплуатируемыми, -неэксплуатируемыми. Лестницы– служат для сообщения между помещениями, расположенными в разных уровнях. Перегородки – представляют собой обычно внутренние ненесущие стенки, опирающиеся на перекрытия. Перегородки разделяют внутреннее пространство здания на отдельные помещения. Для установки окон и дверей в стенах и перегородках устраивают проемы. Окна и идвери заполняют соответствующие проемы – они имеют несущий остов, заполненный рамой из древесины, стального проката или алюминия, а также стеклом, картоном, прокатным древесноволокнистыми материалами.
|
|
По своему назначению все конструктивные элементы здания подразделяются на несущие и ограждающие. Несущиеконструктивные элементы воспринимают все нагрузки, возникающие в здании или действующие на здание, ограждающиеотделяют помещения от внешнего пространства и одно помещение от другого. В ряде случаев конструктивные элементы выполняют и несущую и ограждающую функции одновременно.
2.Формирование объемно-планировочной структуры гражданского здания.
|
|
Помещения, составляющие объем здания, по их роли в функциональном процессе подразделяются на группы:
– основные– соответствуют основным функциям здания (жилые комнаты жилых домов, школьные классы и кабинеты, зрительные залы театров и кино, торговые залы магазинов);
– вспомогательные – предназначены для обеспечения основных функций здания, но не определяют их (конференц-залы, архивы, фойе и кулуары театров, подсобные помещения магазинов и музеев и др.);
– обслуживающие – повышающие комфорт и санитарно-гигиенические условия, но не имеющие прямого отношения к основной функции здания (вестибюли, холлы, санитарные узлы, буфеты общественных зданий);
– коммуникационные – необходимы для связи внутри здания (лестницы, лифты, эскалаторы, коридоры, галереи);
– технические– иногда целые этажи – предусматривают для размещения инженерно-технического оборудования (машинные отделения лифтов, камеры мусоросборные, вентиляционные и кондиционирования).
Планировочные схемы:
Коридорная схема (рис. 9, а ) характеризуется расположением помещений с одной, двух или частично с одной и частично с двух сторон коридора, связанного с лестничными клетками. При одностороннем расположении помещений планировка называется галерейной. Через коридор или галерею осуществляется связь между помещениями, Коридорная схема широко применяется в различных гражданских зданиях: общежитиях, гостиницах, интернатах, административных, учебных, лечебно-профилактических и др.
|
|
Анфиладная схема (рис.9 б) планировки характеризуется отсутствием коридоров: помещения располагают последовательно одно за другим, и связана они между собой дверными проемами, расположенными по одной оси. Анфиладная схема, прежде всего распространенная в жилых, культовых и дворцовых постройках, имеет ограниченное применение: музеи и выставки, торговые здания.
Центрической(рис.9, в) называют такую планировочную схему, в которой четко выделяется: главное большое помещение, а вокруг него группируются второстепенные меньшие вспомогательные помещения. Примерами применения этой схемы могут быть зрелищные здания – театры, кинотеатры, концертные залы, цирки.
Зальная планировочная схема характерная для зданий, состоящих из одного помещения на этаже – крытых рынков, выставочных павильонов, спортивных сооружений, гаражей и т.п. (рис. 9, г).
Секционная схема включает ряд повторяющихся и изолированных друг от друга частей – секций. В пределах секции помещения могут быть расположены по разным планировочным схемам (рис. 9, д). Эта схема широко применяется в жилых зданиях.
|
|
В многофункциональных и сложных по условиям строительства зданиях и комплексах, как правило, сочетается несколько планировочных схем. Композиционные схемы, в которых сочетается несколько планировочных схем, называют смешанными.
Рис.9. Планировочные схемы зданий:
а – коридорная и галерейная; б – анфиладная; в – центрическая;
г – зальная; д – секционная
3.Конструктивные схемы и конструктивные системы гражданских зданий.
Конструктивная система представляет совокупность взаимосвязанных несущих конструкций здания, обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость. Конструктивная система здания должна удовлетворять основным требованиям: - эксплуатационно-техническим;- экономическим;- санитарно-гигиеническим; - эстетическим и другим.
Рис. Классификация конструктивных систем жилых зданий .
- каркасная - с пространственным рамным каркасом, применяется преимущественно в строительстве многоэтажных сейсмостойких зданий
- стеновая (бескаркасная) - самая распространенная в жилищном строительстве, ее используют в зданиях различных планировочных типов высотой от одного до 30 этажей;
- объемно-блочная система зданий в виде группы отдельных несущих столбов из установленных друг на друга объемных блоков применяется для жилых домов высотой до 12 этажей в обычных и сложных грунтовых условиях, столбы объединяют друг с другом гибкими или жесткими связями;
- ствольная система применяется в зданиях свыше 16 этажей. Наиболее целесообразно применение ствольной системы для компактных в плане многоэтажных зданий, особенно в сейсмостойком строительстве, а также в условиях неравномерных деформаций основания (на просадочных грунтах, над горными выработками и др.);
- оболочковая система присуща уникальным высотным зданиям жилого, административного или многофункционального назначения.
Наибольшее распространение получили следующие комбинированные системы (рис. 3.3)
Конструктивная схема представляет собой вариант конструктивной системы по признакам состава и размещения в пространстве основных несущих конструкций – продольному, поперечному или др.
В каркасных зданиях применяют три конструктивные схемы (рис.3): - с продольным расположением ригелей; - с поперечным расположением ригелей; - безригельная.
Каркас с продольным расположением ригеля применяют в жилых домах квартирного типа и массовых общественных зданиях сложной планировочной структуры, например, в зданиях школ.
Каркас с поперечным расположением ригеля применяют в многоэтажных зданиях с регулярной планировочной структурой (общежития, гостиницы), совмещая шаг поперечных перегородок с шагом несущих конструкций.
Рис. 3. Конструктивные схемы каркасных зданий:
а – с продольным расположением ригеля; б – с поперечным; в – безригельная.
Безригельный (безбалочный) каркас, в основном используют в многоэтажных промышленных зданиях, реже в общественных и жилых, в связи с отсутствием соответствующей производственной базы в сборном жилищном строительстве и относительно малой экономичностью такой схемы.
Конструктивные решения основных видов фундаментов (ленточных, свайных, столбчатых, отдельностоящих, сплошных) гражданских зданий.
По конструктивной схеме фундаменты различают ленточные, отдельностоящие, сплошные и свайные.
Ленточные фундаменты устраивают под все капитальные стены, а в некоторых случаях и под колонны. Они представляют собой заглубленные в грунт ленты — стенки из бутовой кладки, бутобетона, бетона или железобетона. Они подразделяются на сборные и монолитные.
Отдельностоящие фундаменты представляют собой отдельные плиты с установленными на них подколонниками или башмаками колонн. Их устраивают для каркасных зданий. Разновидностью отдельностоящих фундаментов являются столбчатые, которые проектируют для малоэтажных зданий при малых нагрузках и прочных основаниях, когда ленточные фундаменты нерациональны. Столбчатые фундаменты могут быть монолитными и сборными.
Сплошные фундаменты могут быть плитные и коробчатые, в один или несколько этажей. Сплошные фундаменты применяют для зданий с большими нагрузками или при слабых и неоднородных основаниях.
Свайные фундаменты применяют на слабых сжимаемых грунтах, при глубоком залегании прочных материковых пород, больших нагрузках и т. д. В последнее время свайные фундаменты получили широкое распространение для обычных оснований, так как их применение дает значительную экономию объемов земляных работ и затрат бетона. Свайные фундаменты состоят из свай и ростверка(сборного или монолитного).Сваи бывают:забивные инабивные.
Основным элементами свайных фундаментов являются собственно сваи, оголовки и ростверки. Сваи представляют собой железобетонные, бетонные и реже деревянные или металлические стержни, погруженные в грунт ударным иливибрационным способом, ввинчиванием, или бетонируемые на месте, в заранее пробуренных скважинах.
— по способу армирования — сваи с ненапрягаемой прод.и попереч. арм-ой и предварительно напряжённые со стержневой или проволочной прод. и попереч.арм-ой и без него;
— по форме поперечного сечения — сваи квадратные, прямоугольные, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения;
— по форме продольного сечения — призматические, цилиндрические и с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные, булавовидные);
— по конструктивным особенностям — на сваи цельные и составные (из отдельных секций);
— по конструкции нижнего конца — на сваи с заостренным или плоским нижним концом.
.
Рис.1. Конструкции ленточных фундаментов: а – сборный; б – то же, прерывистый; в – монолитный фундамент (бутобетонный); г – бутовый фундамент; 1- фундаментные подушки; 2- бетонные блоки; 3 – отмостка; 4 - гидроизоляция; 5 – кирпичная облицовка (в ½ кирпича).
Рис.2 Столбчатые фундаменты малоэтажных зданий:а – под каменные стены; б – под панельные стены малоэтажных зданий;в – под деревянные стены; 1- фундаментные столбы; 2- цокольная стенка из кирпича; 3 – шлак (песок); 4 – отмостка; 5 – фундаментный стакан; 6 – железобетонный столб 120х120 мм; 7 – рандбалка; 9 – фундаментно-цокольная рандбалка; 10 – стеновая панель; 11 – гидроизоляция.
Рис.3. Сборные столбчатые фундаменты многоэтажных зданий:а – под каменные колонны; б – под сборные колонны; в – фундамент стаканного типа; 1 – блок-подушка; 2- колонны; 3- цокольная панель; 4 – отмостка; 5 – песчаная подсыпка; 6 – заливка цементным раствором; 7 – подколонник.
Рис. 1. Сплошные фундаменты:
а — из перекрестных железобетонных лент;
б — сплошная ребристая плита; в — сплошная
безбалочная плита
Рис. 2. Свайные фундаменты:
а — со сваями-стойками; 6, в — со сваями трения (висячими); г — расположение свай рядами; д — то же, кустами; 1,4 — забивные сваи; 2 — несущая конструкция здания; 3 — ростверк; 6 — набивные сваи
5. Наружным стенам гражданских зданий: виды и конструктивные решения, теплотехнические требования. Понятие тепловой реабилитации существующих зданий.
Несущие стены помимо вертикальной нагрузки от собственной массы воспринимают и передают фундаментам нагрузки от смежных конструкций: перекрытий, перегородок, крыш и пр. (табл.5.1).
Самонесущиестены воспринимают вертикальную нагрузку только от собственной массы (включая нагрузку от балконов, эркеров, парапетов и других элементов стены) и передают ее на фундаменты непосредственно либо через цокольные панели, рандбалки, ростверк или другие конструкции.
Ненесущие стены поэтажно (или через несколько этажей) оперты на смежные внутренние конструкции здания (перекрытия, стены, каркас).
Таблица 5.1.
Зависимость от принятых конструктивных систем и схем.
Конструктивная система здания | Конструктивная схема здания | Тип стен |
Бескаркасная | С несущими стенами продольными | Продольные – несущие, поперечные – самонесущие |
Бескаркасная | То же, с поперечными | Поперечные – несущие, продольные – навесные или самонесущие |
Каркасная | Неполный каркас | Продольные наружные – несущие, остальные - самонесущие |
Каркасная | Полный каркас | Продольные и поперечные – навесные и самонесущие |
Несущие и самонесущие стены воспринимают наряду с вертикальными и горизонтальные нагрузки, являясь вертикальными элементами жесткости сооружений.
В зданиях с ненесущими наружными стенами функции вертикальных элементов жесткости выполняют каркас, внутренние стены, диафрагмы или стволы жесткости.
Несущие и ненесущие наружные стены могут быть применены в зданиях любой этажности. Высота самонесущих стен ограничена в целях предотвращения неблагоприятных в эксплуатационном отношении взаимных смещений самонесущих и внутренних несущих конструкций, сопровождающихся местными повреждениями отделки помещений и появлением трещин. В панельных домах, например, допустимо применение самонесущих стен при высоте здания не более 4 этажей. Устойчивость самонесущих стен обеспечивают гибкие связи с внутренними конструкциями.
Несущие наружные стены применяют в зданиях различной высоты. Предельная этажность несущей стены зависит от несущей способности и деформативности ее материала, конструкции, характера взаимосвязей с внутренними конструкциями, а также от экономических соображений. Так, например, применение панельных легкобетонных степ целесообразно в домах высотой до 9—12 этажей, несущих кирпичных наружных стен – в зданиях средней этажности, а стен стальной решетчатой оболочковой конструкции – в 70-100 этажных зданиях.
По конструкции - мелкоэлементные и крупноэлементные - из крупных панелей, блоков и др.
По показателям массы и степени тепловой инерции наружные стены зданий делят на четыре группы - массивные, средней массивности, легкие,особо легкие (табл. 5.2.).
Таблица 5.2. Классификация стен по массе и степени тепловой инерции
Классификация стен по массе | Масса 1 кв.м, кг | Классификация стен по степени тепловой инерции | Тепловая инерция D |
Тяжелые | Более 750 | Большая инерционность | Более 7 |
Облегченные | 401 - 750 | Средняя инерционность | 4 - 7 |
Легкие | 150 - 400 | Малая инерционность | 1,5 – 4 |
Особо легкие | Менее 150 | Безинерционные | До 1,5 |
По материалу различают основные типы конструкций стен: бетонные, каменные из небетонных материалов и деревянные. В соответствии со строительной системой каждый тип стены содержит несколько видов конструкций: бетонные стены — из монолитного бетона, крупных блоков или панелей; каменные стены — ручной кладки, стены из каменных блоков и панелей; стены из небетонных материалов — фахверковые и панельные каркасные и бескаркасные; деревянные стены - рубленные из бревен или брусьев каркасно-обшивные, каркасно-щитовые, щитовые и панельные. Бетонные и каменные стены применяют зданиях различной этажности и для различных статических функций в соответствии с их ролью в конструктивной системе здания. Стены из небетонных материалов используют в зданиях различной этажности только в качестве ненесущей конструкции.
Наружные стены могут быть однослойной или слоистой конструкции.
Однослойные стены возводят из панелей, бетонных или каменных блоков, монолитного бетона, камня, кирпича,деревянных бревен или брусьев. В слоистых стенах выполнение разных функций возложено на различные материалы. Функции прочности обеспечивают бетон, камень, дерево: функции долговечности — бетон, камень, дерево или листовой материал (алюминиевые сплавы, плакированная сталь, асбестоцемент или др.); функции теплоизоляции — эффективные утеплители (минераловатные плиты, фибролит, пенополистирол и др.); функции пароизоляции - рулонные материалы (прокладочный рубероид, фольга и др.), плотный бетон или мастики; декоративные функции - различные облицовочные материалы. В число слоев такой ограждающей конструкции может быть включена воздушная прослойка. Замкнутый — для повышения ее сопротивления теплопередаче, вентилируемый — для защиты помещения от радиационного перегрева либо для уменьшения деформаций наружного облицовочного слоя стены.
Конструкции одно- и многослойных стен могут быть выполнены полносборными или в традиционной технике.
Конструкции стен должны отвечать требованиям капитальности, прочности и устойчивости. Теплозащитная и звукоизоляционная способность стен устанавливается на основе теплотехнических и звукоизоляционных расчетов.
Толщину наружных стен выбирают по наибольшей из величин, полученных в результате статического и теплотехнического расчетов, и назначают в соответствии с конструктивными и теплотехническими особенностями ограждающей конструкции.
Ограждающие конструкции зданий должны защищать помещение от холода, солнечной радиации, ветра, атмосферных осадков, шума и других воздействий.
Наруж.огражд.констр.зд. должны удовлетворять теплотехническим требованиям:
1)обладатьтеплозащитными свойствами;
2)температура внутренних поверхностей при эксплуатации не д.б. слишком низкой, чтобы избежать появления конденсата на стенах и на потолках верхних этажей;
3)воздухопроницаемостьстен зданий не должна превосходить допустимого предела;
4)необходимо сохранять нормальную влажность ограждений, т.к увлажнение ухудшает их теплозащитные свойства и уменьшает долговечность ограждений.
Потери тепла через наружные стены зданий могут достигать 40 %, поэтому тепловая реабилитация (утепление) здания является одним из ключевых вопросов при строительстве и реконструкции зданий и сооружений.
Тепловая реабилитация здания позволяет уменьшить потери тепла в старых зданиях примерно до 10-15 %. При постройке новых зданиях уже предусматривается тепловая реабилитация.
Разновидности тепловой реабилитации:
1)Устройство монолитной полистиролбетонной ТИ методом торкретирования с последующей защитой поверхности декоративными растворными или красочными составами.
2) Выполнение многослойного покрытия («термошуба»), включающего ТИ слой из минераловатного или полистирольного плитного материала, стеклосетки, воспринимающей деформации, и защитно-декоративного штукатурного покрытия.
3) Наружная теплозащита каменной кладкой из газобетонных блоков на клеевом растворе с декоративной отделкой тонкослойными(3-8мм) дышащими штукатурными составами.
4) Внутреннее утепление стен гипсо- и древесноволокнистыми плитами.
5) Выполнение дополнительной наружной засыпочной ТИ(до 15мм) с ограждением из кирпича или камня на растворе.
6) Нанесение на внутреннюю стеновую поверхность по закрепленой сетке ТИ «дышащего штукатурного раствора.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1300; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!