Заметки инженера-строителя Блог проектировщика: Разделение сооружений по жесткости. Жесткие, гибкие, конечной жесткости

Общественные здания и сооружения предназначены для размещения в них различного вида учреждений и предприятий, которые обеспечивают социальное, бытовое, культурное и коммунальное обслуживание населения. На жилых территориях располагают детские сады-ясли, школы, магазины, учреждения общественного питания, приемные пункты предприятий бытового обслуживания, игровые и спортивные сооружения и т.п., оказывающие населению какие-либо услуги.

Общественные здания классифицируют по нескольким критериям:

– капитальности

– функциональным признакам

– категории значимости в структуре общества

– универсальности

– способам строительства.

В зависимости от капитальности здания подразделяют на классы. Понятие капитальности объединяет такие характеристики основных конструкций здания, как огнестойкость и долговечность.

Огнестойкость зданий (конструкций) – это способность сопротивляться воздействию огня и распространению опасных факторов пожара. От того, насколько легко могут воспламеняться различные части здания, зависит его пожаробезопасность. В соответствии со СНиП 21-01-97 пожарная безопасность здания определяется классом конструктивной пожарной опасности и пределом огнестойкости. В зависимости от этих показателей здания делятся на следующие типы: непожароопасные, мало пожароопасные, умеренно пожароопасные, пожароопасные.

Пожарная опасность здания – это способность возникновения опасных факторов пожара и его развития. Чтобы не допустить распространение пожара из одного помещения в другое и предотвратить горение предусматриваются противопожарные преграды:

– противопожарные стены (брандмауэры) – глухие стены из несгораемых материалов (кирпич, железобетон), опирающиеся на собственный фундамент. Брандмауэры полностью пересекают здание и выступают за границей наружных ограждений не меньше, чем на 0,3 м. Применяются крышевые брандмауэры, разделяющие только крышу;

– противопожарные перегородки и перекрытия – из несгораемых материалов;

– пожарные отсеки или зоны – участки зданий шириной не менее 6 м. Выполняются полностью из несгораемых материалов.

Классификация по функциональным признакам имеет 4 ступени – группа, тип, подтип и вид. Высшая категория – это группа. В одну группуобъединяются здания, предназначенные для осуществления определенных направлений человеческой деятельности.

1 группа – учреждения здравоохранения, физической культуры и социального обеспечения;

2 группа – учреждения просвещения;

3 группа – культуры;

4 – искусства;

5 – науки и научного обслуживания;

6 – финансирования, кредитования и страхования;

7 – управления;

8 – общественных организаций;

9 – коммунального хозяйства;

10 – бытового обслуживания населения;

11 – торговли и общественного питания;

12 – связи;

13 – транспорта;

14 – строительства.

Группы состоят из типов и подтипов. Например: группаучреждений просвещения включает два типа сооружений: 1 – общеобразовательные школы и учреждения по воспитанию детей; 2 – учебные заведения по подготовке кадров. Первый тип разбит на четыре подтипа: а – дневные общеобразовательные школы; б – вечерние (сменные) школы рабочей и сельской молодежи; в – детские дошкольные учреждения; г – детские дома. Подтипы разбиты на виды. Так, в подтип “в” входит четыре вида: детские сады, ясли-сады, ясли-сады для детей с дефектами развития, детские площадки. Ранжирование осуществляется по значимости.

При классификации общественных зданий по категории значимостив структуре общества определяется, какое место занимает сооружение в общественной структуре города, области или республики. В зависимости от категории значимости – возрастного состава посетителей и периодичности посещения учреждения обслуживания – общественные здания располагаются в первичной жилой группе (детские сады, ясли – R_об = 100 м), микрорайоне (школы, магазины, библиотеки, посещаемые ежедневно или часто, – R_об = 400 м), жилом районе (магазины, прачечные, больницы, кинотеатры, посещаемые периодически, – R_об = 700 – 1000 м) или в общественных центрах города (вузы, лицеи, рестораны, редко посещаемые или посещаемые ограниченным составом населения, – R_об = 2000 – 2200 м).

По функциональной универсальности общественные здания и сооружения делят на четыре вида: 1 – дома однофункционального значения (театр, концертный зал); 2 – сооружения многопланового использования, где можно проводить конференции и съезды, устраивать театральные представления и концерты; 3 – универсальные здания, приспособленные к быстрой трансформации. Это кино-концертные, спортивно-зрелищные сооружения. В результате несложных мероприятий их можно превратить в сооружения различного назначения: спорткомплекс, кинотеатр, концертный зал или театр; 4 – блокированные здания, где размещают различные учреждения. Например, объединяют все службы жилого района: зрительный зал, магазины, столовую-кафе, комбинат бытового обслуживания и контору эксплуатации жилищного фонда. Это позволяет сократить рабочие площади и интенсифицировать эксплуатацию помещений.

По способам строительства общественные здания делятся на индивидуальные – сооружения высокого ранга (областного, республиканского, государственного управления), и типовые – постройки массового строительства.

2. Объемно-планировочные элементы общественных зданий и сооружений.

Объемно-планировочная композиция общественных зданий зависит в основном от их функционального назначения и архитектурного решения. Чаще всего встречаются коридорные и зальные композиции. Встречаются также и смешанные. Строятся здания по анфиладной схеме, в которой движение людского потока направляется из комнаты в комнату с расположением дверей по одной оси. Такая планировка характерна для музеев, картинных галерей, некоторых типов выставок.

Объемно-планировочные элементы общественных зданий по функции делятся на основные, коммуникационные и вспомогательные.

Элементы основной функции – это помещения, ради которых построено здание. В кинотеатре, филармонии и театре – это зрительный зал. Их форма и размеры зависят от функции, а конструктивное решение – от конфигурации, габаритов и величины пролетов. Планировка зрительных залов должна обеспечивать звуковой и зрительный комфорт. В административных зданиях основными помещениями являются комнаты для занятий. Они должны иметь хорошее естественное освещение, хорошую изоляцию от шума в соседних помещениях и удобный доступ в комнаты. Проектируются преимущественно по коридорной схеме. Для помещений основного функционального назначения важна инсоляция, т.е. их размещение по сторонам горизонтов. Например, аудитории, классы, лаборатории не рекомендуется ориентировать на восток, юго-восток и юг. В этих помещениях не допускается инсоляция в рабочее время: с 8 до 16 часов в течение суток.

Коммуникационные элементы – это помещения, предназначенные для входа и выхода из здания, распределения, горизонтального и вертикального перемещения людских потоков внутри сооружения. К ним относятся: входные узлы, фойе, поэтажные холлы, коридоры, лестницы, пандусы и эскалаторы, лифты.

Входные узлы делят на главные, служебные и вспомогательные. По местоположению входного узла, по его архитектуре можно установить функциональное назначение здания. В зависимости от вместимости и функциональных особенностей зданий делают 1 или несколько главных входов. В состав входного узла входят тамбур, вестибюль, гардероб. Их взаимное расположение должно обеспечивать беспрепятственное движение людских потоков от тамбура к внутренним коммуникациям. Из тамбура люди попадают непосредственно в вестибюль. Тамбур – это тепловой шлюз, мешающий проникновению холодного наружного воздуха внутрь здания. Он необходим в районах с умеренным и холодным климатом.

Служебные входы делают для обслуживающего персонала, артистов, спортсменов. Вспомогательные – для выхода посетителей на территорию участка: в парк, на спортплощадку и т.д. одновременно эти входы являются запасными эвакуационными путями.

Вестибюль– это первое распределительное помещение на пути посетителя, вошедшего в общественное здание. Планировочно вестибюль решают как небольшой зал. Площадь его назначают по нормам в зависимости от количества людей, находящихся в вестибюле в часы “пик”. Непосредственно к вестибюлю примыкает гардероб, площадь которого тоже нормируется. Расположение в вестибюле гардероба бывает боковое, центральное двусторонее и центральное одностороннее. В помещениях с большим количеством людей гардеробы часто располагают в нескольких местах в непосредственной близости от вестибюля или в подвальном этаже под вестибюлем. Иногда в вестибюле располагают справочное бюро, торговые киоски. Вестибюль связывают с коридорами и анфиладами помещений лестницами и лифтами.

Узлами распределения людских потоков в коридорных зданиях являются коридоры, в зальных зданиях – фойе, кулуары и поэтажные холлы. Одновременно эти помещения могут служить и местом рекреации.

Коридорыбывают боковые и средние, тупиковые или сквозного прохода между лестницами. Длину коридоров назначают в зависимости от степени огнестойкости зданий и их освещенности. Ширина коридора – расчетная величина. Она зависит от линейной плотности людского потока и нормативной продолжительности эвакуации. Расчетные величины сравнивают с минимально допустимыми.

Фойе обычно устраивают перед входами в залы театров. Продолжение фойе вдоль зрительного зала – кулуары, куда обычно выходят двери из зала. Фойе иногда оборудуют буфетами. В кинотеатрах фойе часто совмещают с вестибюлями.

Поэтажные холлы располагают у группы лифтов и в световых карманах.

Лестницы в общественных зданиях делят по функциональному признаку на главные (парадные) и второстепенные. Главные лестницы связывают с вестибюлем внизу и группами основных помещений вверху. Второстепенные – служебные и пожарные лестницы. Они отделяются от других помещений стенами. Пожарные могут быть снаружи здания. В общественных зданиях применяют 2-х и 3-х маршевые лестницы прямоугольного и криволинейного очертания. Парадные лестницы делают разветвленными. Служебные – двухмаршевые. Ширина лестничных маршей нормируется и зависит от количества пребывающих на этажах людей (по 0,6 м на 100 чел.). Но минимальная ширина должна быть 1,35 м (главных) и 1,2 м (второстепенных). В общественных зданиях широко применяются пандусы и эскалаторы.

Пандусы – это лестницы, в которых марши по ступеням заменены плоскостями – дорожками с уклоном 1:8. Двигаться легче, но длина пути больше. Занимают много места, поэтому их чаще применяют на переходах при перепаде отметок полов от 1,5 до 2 м и в проходах зрительных залов с местами, расположенными амфитеатром.

Эскалаторы – механические лестницы с движущимися ступенями. Уклон их 1:1,75 – 1:2.

В многоэтажных зданиях устанавливают пассажирские, грузопассажирские лифты и грузовые подъемники. Они являются основным видом вертикального транспорта. Лифтовые шахты ограждают несгораемыми конструкциями. Необходимое количество лифтов определяют по формуле (35):

(35)

где N – число лиц, пользующихся лифтами, приходящееся на время “пик”;

t_об – время подъема и спуска лифта;

Т – время “пик”(равно 300 сек.);

е – грузоподъемность лифта, чел.;

n – коэффициент заполнения лифта, в административных и учебных зданиях n = 0,6 – 1; в магазинах – 0,7 – 0,8; в жилых домах и гостиницах – 0,6 – 0,7.

Время подъема-спуска рассчитывается по формуле (36):

(36)

где t_з – время загрузки кабины лифта (0,6 – 1 с./чел.);

t_п.о – время, затрачиваемое на каждой остановке на ускорение, замедление, включение лифта и на открывание и закрывание дверей, с.;

n – количество этажей в здании;

h – высота этажа от пола до пола, м;

v – скорость лифта, м/с.;

t_р – время разгрузки лифта, 0,6 – 1 с./чел.;

а – коэффициент неучтенного времени, 5 – 10%.

Для определения времени подъема-спуска необходимо знать число вероятных остановок, которое зависит от количества этажей в здании и вместимости кабины лифта.

Вспомогательные элементы: артистические, костюмерные и бутафорские в театре, книгохранилища и коллектор в библиотеке, помещения инженерного обеспечения (кинопроекционный, радио- и видеоузел, вентиляционные камеры и т.п.), санитарные узлы, шлюзы, помещения общественного питания.

Под ОСНОВАНИЕМ здания понимают массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий через него нагрузки от зданий и сооружений. Под воздействием нагрузки этот слой грунта находится в напряженном состоянии. Он может быть однородным, а может состоять из напластования нескольких видов горных пород. Мощность его может достигать шестикратной ширины подошвы фундаментов.

ГРУНТАМИв строительстве называют различные горные породы магматического, метаморфического и осадочного происхождения.

Грунты делят на следующие основные группы:

1. СКАЛЬНЫЕгрунты – изверженные метаморфические и осадочные породы. Они залегают в виде сплошных массивов или трещиноватых слоев на большой глубине под слоями нескольких пород и поэтому редко служат непосредственным основанием фундаментов зданий. Этот грунт имеет большую механическую прочность.

2. КРУПНООБЛОМОЧНЫЕ грунты содержат более 50% по весу кристаллических или осадочных пород крупностью частиц больше 2 мм. Это щебень, галька, гравий, рваный камень, находящиеся в связном состоянии. Эти грунты малосжимаемы и не пучинисты. Поэтому являются хорошим основанием. Но в связи с тем, что крупнообломочные грунты хорошо фильтруют воду, они могут быть водоносом.

3. ПЕСЧАНЫЕ грунты содержат менее 50 % по весу частиц крупнее 2 мм. Эти грунты сыпучие и в сухом виде не пластичны. В зависимости от размера зерен песчаные грунты разделяют на гравелистые, крупно-, средне-, мелкозернистые и пылеватые. Эти грунты могут быть сухими, влажными и водоносными. Они являются хорошим основанием, если залегают равномерно мощным слоем и не имеют линз-вкраплений других пород.

4. ГЛИНИСТЫЕ грунты имеют чешуйчатую структуру и из мелких связанных между собой частиц. Размер этих частиц в 20-100 раз меньше песчаных. В сухом состоянии между частицами действуют силы сцепления. Но они практически исчезают при погружении образца в воду – грунт становится пластичным. Во влажном состоянии поры между чешуйками заполнены водой, которая зимой замерзает. Поэтому происходит пучение. По степени пластичности этот грунт делят на глину, суглинок и супесь. Они различаются по количеству глинистых частиц. В глине их больше 30%, в суглинке больше 10%, а в супеси меньше 10%. Поэтому супеси часто относят к пескам. Глины водонепроницаемы и их напластования являются водоупорами. В природном состоянии эти грунты обладают влажностью на границе текучести, превращаются в илы, которые называются плывунами. Поэтому в естественном состоянии они совершенно не пригодны для оснований. Но на более сухих можно возводить здания, предохраняя грунты от вспучивания при замерзании.

5. Одной из разновидностей глинистых грунтов являются ПРОСАДОЧНЫЕ грунты. У них тонкозернистая структура и очень большая пористость (более 50%). Сюда относятся лессовидные суглинки. Характерная особенность просадочных грунтов – большая прочность в сухом состоянии и просадочность (даже провальность) в замоченном состоянии. Поэтому при необходимости возведения на них зданий и сооружений необходимо обеспечить защиту оснований от атмосферной и производственной влаги.

Глинистые и песчаные грунты в зависимости от наличия в них примесей органических и растительных осадков делят на 3 группы:

– грунты с примесью органических веществ. В них содержится до 10 % растительных осадков;

– заторфованные грунтыс растительными осадками от 10 до 60 %;

– торфы – при органических включениях более 60 % . Эта группа грунтов не однородна по своей структуре, малопригодна в качестве оснований и относится к категории рыхлых грунтов. Их используют в районах вечной мерзлоты, предохраняя от оттаивания.

6. НАСЫПНЫЕ грунты состоят из разнообразных пород, часто и из бытовых отходов. Их называюткультурными отложениями. Это частое явление в городах. Они не однородны по составу и структуре, имеют большие и неравномерные осадки. Поэтому пригодность их в качестве оснований ограничена и в большой мере зависит от продолжительности существования насыпного грунта и от его характера.

Вопрос о пригодности того или иного грунта для основания решают проводя анализ геологоразведочных данных.

Грунты исследуют бурением или закладкой открытых шурфов (колодцев). На их основе строят продольные и поперечные профили – разрезы грунтов. При исследовании грунтов выявляют данные, от которых в первую очередь зависит несущая способность грунта. Определяют расположение и мощность залегания пластов породы, их направление и уклоны, наличие линз других грунтов. Кроме того, выявляют уровень грунтовых вод и их агрессивность по химическому составу и др. Обычно разведку ведут в пределах сжимаемой толщи грунта.

На основании анализа полученных образцов грунта (кернов) определяют их прочность и возможность использования в природном состоянии в качестве оснований.

Для этого определяют, прежде всего, гранулометрический состав сыпучих материалов путем отделения различных по размеру фракций. По их процентному содержанию грунт классифицируют на группы (песчаный, глинистый и т.д.). Прокаливая, узнают отношение органических включений к общей массе породы.

В тех случаях, когда расчеты выявят недостаточную пригодность грунтов в естественном состоянии для оснований, производят уплотнение оснований.

Существует 2 вида оснований: естественные и искусственные.

ЕСТЕСТВЕННЫМИ основаниями называются грунты, залегающие под фундаментом и способные в природном состоянии воспринимать и выдерживать нагрузку от здания. Кроме того, основания должны давать равномерную осадку под всем зданием и находиться в статичном состоянии. Способность грунта отвечать предъявляемым требованиям зависит от его однородности. Наиболее подходящими являются изверженные магматические породы.

Неоднородность грунтов является причиной неравномерной осадки здания, а это приводит к различным деформациям. При строительстве на территориях свалок возникают побочные явления. Например, в подвалах домов может появиться метан, образующийся при разложении органических отходов.

Большое влияние на основания оказывают подземные воды. В расчетах учитывают гидростатический подпор воды, способный нарушить статичность сооружения или его элементов. Вода может также разрушить бетонные и каменные конструкции.

В основаниях, расположенных вблизи посадок широколиственных деревьев, может начаться неравномерная осадка. Т.к. в засуху корни деревьев высасывают из нижних слоев грунта воду. При уменьшении влажности некоторые грунты дают осадку. Это может привести к повреждению здания.

Все перечисленные факторы создают условия, когда нельзя использовать естественные грунты в качестве оснований, т.к. нет гарантии, что здание и в перспективе будет находиться в стабильном состоянии. В этом случае разрабатывают мероприятия по укреплению грунтов, т.е. устраивают искусственные основания.

ИСКУССТВЕННОЕ основание – это искусственно уплотненный или упрочненный грунт.

Существуют разные способы укрепления грунта.

1. Метод осушения земель, заливаемых водой. Создают насыпь выше уровня затопления и на ней возводят здание. Грунт используют как насыпное основание.

2. Подгрузка слоем специально насыпаемого грунта. При этом откачивают воду, заполняющую пустоты в грунте. Под давлением избыточной массы грунт садится на места вытесненной воды. Так происходит уплотнение.

3. Понижение уровня грунтовых вод с помощью дренажа. При этом снимается гидростатическое давление в грунте, и он уплотняется. Применяют горизонтальный, вертикальный и комбинированный дренажи. Горизонтальный дренаж осуществляют в виде открытых и закрытых дрен. Открытые дрены – каналы-осушители с уклонами в сторону водосброса. Закрытые дрены – подземные каналы, полностью заполненные фильтрующими материалами. Они со временем заиливаются и перестают работать. Поэтому применяют дрены из перфорированных труб. Вертикальный дренаж состоит из трубчатых или шахтных колодцев, погруженных в водоносный слой. Уровень вод понижают, откачивая воду из колодцев. Комбинированный дренаж – сочетание дрен горизонтального и вертикального типов.

4. Круто падающие пласты твердых коренных пород иногда предохраняют от сдвига анкерами. Бурят глубокие скважины и в них забивают анкера-“шпильки”, скрепляющие два или несколько пластов.

5. Коренные породы с кавернами и трещинами укрепляют, нагнетая различные вяжущие материалы, а в крупные пустоты – бетоны.

6. Осадочные породы закрепляют путем электрохимического упрочнения, обжига, смолизации, цементации, силикатизации, уплотнения.

Уплотнение бывает поверхностное и глубинное. При поверхностном уплотнении грунты трамбуют механическими трамбовками, катками и т.п. При этом некоторые виды грунтов смачивают или втрамбовывают в грунт щебень, гравий и др. Глубинноеуплотнение производят при помощи глубинных вибраторов или грунтовых свай.

При электрохимическом упрочнениипропускают через переувлажненный глинистый грунт электрический ток. Под воздействием тока происходит коагуляция глинистых частиц и их закрепление. При этом грунт осушается и поэтому уплотняется. Этот метод требует большого расхода электроэнергии.

Обжиг придает грунту высокие механические свойства. Получаемый при сжигании газообразного или жидкого топлива раскаленный газ, нагнетается под давлением в грунт по трубам. Это энергоемкое мероприятие, т.к. расход топлива составляет 100 кг/м длины скважины.

Смолизация (битумизация) – обработка грунта синтетическими смолами. Смолу и отвердитель нагнетают в скважины под давлением.

Цементация – нагнетание в грунт по трубам жидкого цементного раствора, который после твердения образует камневидный массив (тип бетона).

Силикатизация – аналогична цементации, только вместо цементного раствора в грунт нагнетается в зависимости от его характера жидкое стекло и хлористый кальций или жидкое стекло и фосфорная кислота. После твердения растворов происходит окаменение грунта.

Если уплотнение или закрепление грунта затруднено или дорого, то слабый грунт заменяют слоем более прочного, который называется подушкой.

Несущая способность оснований устанавливается расчетом.

Грунты основания здания должны отвечать следующим требованиям:

– должны обладать достаточной несущей способностью;

– не быть пучинистыми (глина);

– не размываться грунтовыми водами;

– не допускать просадок и оползней.

Предельно допустимое значение просадок основания здания приводится в СНиП и составляет 80-100 мм.

Глубина промерзания грунта под зданием зависит от теплового режима зданий. Расчетную глубину промерзания определяют по формуле (35):

Н = m * H^н (35)

где: Н^н – нормативная глубина промерзания;

m – коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта у наружных стен здания. При полах на грунте m = 0,7; на лагах m = 0,8; на балках m = 0,9; прочие здания m = 1,0. Регулярно отапливаемые здания с t_в³ 10^о.

ФУНДАМЕНТЫ –подземные конструкции, воспринимающие всю нагрузку от здания и передающие ее основанию. Нагрузку на грунт передают через подушку, а на нее опирают столбы или стены фундамента.

Глубина заложения фундаментов зависит от многих факторов: глубины промерзания грунтов, нормативного давления на основание и расчетных нагрузок, структуры и характера грунта, от уровня грунтовых вод, глубины заложения слабых грунтов, глубины заложения соседних фундаментов, подвалов, котлованов и выемок, наличия подвала и т.д.

Глубина заложения фундаментов на скальных, гравелистых, крупнообломочных грунтах и песках средней крупности не зависит от глубины промерзания, т.к. эти грунты не подвержены пучению при замерзании.

В зданиях с подвалом заложение фундаментов должно быть ниже отметки пола подвала не меньше, чем на 0,2-0,5 м.

При расчете глубины заложения фундаментов необходимо учитывать наличие рядом более глубоких котлованов, подвалов, выемок.

На фундамент действуют различные факторы. Давление вертикальной нагрузки от элементов здания, горизонтальное давление грунта, вибрация грунта, действие грунтовых вод, попеременное замерзание и оттаивание, химическая агрессия грунтовых вод, температура наружная и внутренняя (при наличии подвала), влажность подвального помещения.

Учитывая условия содержания фундаментов, необходимо, чтобы материал фундаментов был: достаточно стойкий против грунтовых вод и возможной химической агрессии; водонепроницаемый, морозостойкий в состоянии выдержать попеременное замораживание и оттаивание; прочный на механические нагрузки и вибрацию; долговечный. Из этих условий видно, что для фундаментов пригоден ограниченный круг материалов.

По виду материалов фундаменты делятся на:

– деревянные – применяются как временные или в исключительных случаях;

– бутовые– из обломков камней размером 0,15-0,5 м, добываемых взрывным способом из горных пород. Применяются редко, т.к. их устройство трудоемко и возможно только в теплое время года;

– бутобетонные – менее трудоемки, их не надо выкладывать из отдельных камней. Бетонную смесь с вкраплением бута (30% бута) укладывают в опалубку и ждут пока затвердеет;

– бетонные;

– железобетонные – позволяют облегчить конструкции благодаря арматуре;

– из сильно обожженного кирпича.

По способу возведения фундаменты делятся на:

– монолитные – изготавливаются на строительной площадке (железобетон);

– сборные – из элементов заводского изготовления. Они менее материалоемки по сравнению с монолитными. Сборные элементы укладывают на цементные растворы.

В целях повышения долговечности фундаментов и предохранения стен от воды и влаги конструкции, находящиеся в земле, гидроизолируют.

При строительстве малоэтажных домов используют деревянные фундаменты. На местности с высоким уровнем грунтовых вод деревянные сваи стоят очень долго (400 и более лет – Венеция – фундаменты из архангельской древесины), если постоянно находятся в воде.

В зависимости от нагрузок, передаваемых на фундамент, характера основания и его несущей способности, типа зданий и условий эксплуатации, от формы конструкцийфундаменты бывают ленточные, столбчатые, свайные, сплошные.

Наиболее древние – ленточные. В поперечном сечении – это прямоугольная стенка, располагаемая под несущими стенами здания по всему периметру. Устанавливаются на подушку, которую для уменьшения давления на грунт приходится расширять. Ленточные фундаменты бывают монолитные – из бутового камня или бетона. Подушки не воспринимают скалывающих реактивных усилий от грунта, поэтому их приходится делать массивными. Бывают фундаменты сборные – подушка железобетонная, а стены из пустотелых блоков или ребристых панелей. Этот вид фундаментов менее материалоемок.

Столбчатые(отдельно стоящие) фундаменты позволяют получить еще большую экономию материалов. Эти фундаменты бывают деревянные, каменные, монолитные, сборные. Они состоят из подушки с подколонником, столба и фундаментных балок.

Деревянные фундаменты применяют редко, под временные деревянные здания.

Каменные – в малоэтажных кирпичных и деревянных зданиях.

Монолитные (бетон) – для зданий по индивидуальным проектам.

Сборные (железобетон) – в каркасных зданиях под колоннами и столбами каркаса. Подушка устраивается из железобетонной плиты и фундаментного блока. На подушку на цементно-песчаном растворе монтируют подколонники стаканного типа. В них устанавливают колонну фундамента.

Нагрузка от здания передается через фундаментные блоки на столбы фундамента, от которого через подушки и подколонники нагрузки передаются на основания. При устройстве столбчатых фундаментов опорная часть подушек становится меньше, а удельное давление на грунт – больше. Поэтому столбчатые фундаменты применяют в прочных грунтах или невысоких зданиях.

В грунтах с невысокой несущей способностью часто применяют свайные фундаменты. Они состоят из свай и ростверков. Ростверк– конструкция верхней части свайного фундамента в виде бетонной или железобетонной балки. Объединяет сваи в одну устойчивую систему.

Ростверки, как фундаментные балки, воспринимают нагрузку от элементов здания и передают их на сваи, а сваи – на более плотные грунты. Ростверки делают из железобетона, а сваи – из дерева, металла, железобетона и бетона. Свайные фундаменты не имеют подушки, а непосредственно проходят через слабые грунты и опираются на твердые слои грунта. Их можно погружать в рыхлые грунты на глубину, которая обеспечивает бес просадочность свай за счет бокового сцепления и трения грунта о сваю (висячие).

Свайные фундаменты бывают: 1) из забивных свай – механически внедряют в грунт ударным и вибрационным способом, вдавливанием или завинчиванием; 2) из свай-столбов; 3) из винтовых свай – железобетонные полые сваи со стальными наконечниками. При завинчивании не происходит сотрясения грунта; 4) свай-оболочек – железобетонные полые сваи, заглубленные с выемкой грунта и закрепленные бетонной смесью; 5) набивных свай – их делают непосредственно в грунте. Бурят отверстия и заполняют их несущими материалами: арматурными каркасами, бетоном, песком и т.д.

Свайные фундаменты на плане различаются в зависимости от размещения:

1) одиночные сваи – под отдельно стоящей опорой;

2) свайные ленты – 1-2 и более рядов свай;

3) свайные куски – под тяжелой опорой;

4) сплошное свайное поле – под тяжелыми зданиями со сваями, объединенными ростверком.

Свайные фундаменты очень экономичны.

В слабых грунтах и при больших нагрузках применяют сплошной (плитный)фундамент. Он представляет собой толстую железобетонную плиту, располагаемую под всем зданием. На нее опираются непосредственно стойки каркаса или несущие продольные и поперечные стены. Колонны устанавливаются на места пересечения ребер.

Коробчатыефундаменты – одна из разновидностей сплошных. Такая структура принимается для уменьшения массы и расхода материала. Пустоты часто используют для прокладки коммуникаций и хозяйственных целей (гаражи). Пустоты позволяют увеличить строительную высоту плиты и, следовательно, ее жесткость, не увеличивая расход материалов.

Подвалы, приямки и люки.

В многоэтажных зданиях обычно устраивают подвалы. Они используются в качестве кладовых, хозяйственных помещений, временных мастерских, гаражей для легковых машин.

Наружными стенами подвала служат стенки ленточных фундаментов. В каркасных зданиях со столбчатыми фундаментами стены подвала делают в виде железобетонных панелей. Они опираются на выступающие из железобетонных стоек каркаса железобетонные опорные консоли или опорные стальные столики, привариваемые к закладным деталям стоек каркаса.

При проектировании подвальных помещений очень важно учитывать их гидроизоляцию от грунтовых вод.

Если уровень грунтовых вод не превышает 0,2 м над уровнем пола подвала, то применяют горизонтальную гидроизоляцию выше подушки фундамента и вертикальную гидроизоляцию по наружной поверхности стен подвала, защищенную слоем жирной мятой глины толщиной 0,2-0,25 м для предупреждения механических повреждений гидроизоляции. Жирная мятая глина и сама может быть хорошей гидроизоляцией.

Когда уровень грунтовых вод выше 0,2 м, но не более 0,8 м, гидроизоляция должна устраиваться под полом подвала и укладываться на бетонную подготовку. Гидроизоляцию вертикальных поверхностей защищают облицовкой сильно обожженного кирпича толщиной в половину кирпича. Чтобы избежать выпучивания подготовки и пола подвала напором гидростатического давления, в период проектирования учитывают, что гидростатическое давление, равное высоте уровня грунтовых вод, должно быть меньше веса подготовки и пола подвала.

Когда уровень грунтовых вод выше 0,8 м отметки пола подвала, гидроизоляцию устраивают так же, как во втором случае, но бетонный пол подвала должен рассчитываться на гидростатическое давление и заделываться по периметру в стены подвала.

В качестве гидроизоляции применяют битумную мастику, толь, рубероид, гидроизол. При наличии грунтовых вод наиболее надежна обмазочная и оклеечная гидроизоляция.

На высушенную поверхность подушки фундаментов и подготовки пола подвала наносят слой битумной мастики толщиной 4,5 мм, после твердения сплошь по всей поверхности наклеивают 1-2 слоя гидроизоляционного материала. Затем устанавливают вертикальные элементы сборных стен подвала, на них наносят гидроизоляцию, выкладывают защитную стенку и пол подвала.

Для предупреждения увлажнения стен капиллярной влагой в стене выше тротуара на 13-15 см устраивают горизонтальную гидроизоляцию.

В подвальных помещениях иногда предусматривают естественное освещение через окна, расположенные в стенах. По современным нормам в подвальных помещениях не допускаются длительные работы, требующие естественного освещения. Поэтому устройство световых проемов, а, следовательно, и приямков встречается редко.

Приямкиперед оконными проемами стен подвалов делают из кирпича или железобетона. Полы приямков делают с уклоном наружу от стен (как отмостка). Сверху приямки защищают металлическими откидными сетками, а иногда делают покрытие для приямков из пустотелых стеклянных блоков.

Люкиустраивают в подвальных помещениях, где предусматривается хранение материалов, загружаемых в подвал снаружи через люки.

Стенки люков делают также, как и у приямков, из кирпича или сборных железобетонных плит. Пол – пологий в сторону подвала. Для закрывания проема люка устраивают деревянные утепленные щиты, обитые железом, если одни щит, и не утепленные, если два щита.

СТЕНЫ – ограждающая и в большинстве случаев несущая конструкция зданий. Стены подразделяют на наружные и внутренние.Наружныестены предназначены для защиты жилых помещений от атмосферных воздействий – осадков, ветра, температуры, городского шума, солнечной радиации и для передачи нагрузок от собственной массы, крыши, балконов, перекрытий и покрытий на фундаменты. Внутренниестены также несут нагрузки и, кроме того, разделяют помещения. Т.е. они являются звукоизоляционными и противопожарными барьерами.

И наружные, и внутренние стены разделяют нанесущие, самонесущие и навесные.

Исходя из назначения стены, как ограждающей конструкции, она должна быть мало теплопроводна, теплоустойчива, не продуваема, стойка от действия “косых” дождей и достаточно звуконепроницаема.

Стена как несущая конструкция должна быть прочной, чтобы обеспечить передачу нагрузок на фундамент, не должна пропускать в толщину водяные пары из помещения. Скопление сорбционной влаги в конструкции стены вызывает снижение ее теплотехнических качеств. При переменном замерзании и оттаивании конденсата внутри ограждения стена деформируется.

Все перечисленные требования положены в основу конструирования наружных стен. Эффективной и оправдавшей себя в эксплуатации является однослойная стена из прочных, мало теплопроводных, звуконепроницаемых, долговечных и стойких от атмосферных воздействий материалов.

При увеличении высоты зданий увеличиваются нагрузки. Для их восприятия стены должны проектироваться из более прочных материалов, а они более теплопроводны. Поэтому приходится увеличивать толщину стен с учетом теплопроводности. При небольшой этажности и мало теплопроводных материалах из условий прочности приходится также увеличивать толщину стен. А это снижает выход полезной площади.

Основным стеновым материалом является красный кирпич. Его применяют для кладки наружных и внутренних стен, столбов и изготовления кирпичных панелей.

Стены помещений с невысокой влажностью изготовляют из керамических камней, силикатного автоклавного, известково-шлакового (плотность выше, чем у красного) и известково-зольного кирпича. Применяется также пустотелый и легкий кирпич. Эти материалы имеют в отличие от красного кирпича значительно меньшую плотность и это позволяет увеличить их размеры (0,25 * 0,12 * 0,14 и 0,25 * 0,25 * 0,14).

Сейчас для стен выпускают блоки из шлако- и керамзитобетона размером 0,188 * 0,39 * 0,19(h) м. Их прочность и морозостойкость невысоки. Поэтому их используют для стен зданий до 5-и этажей с нормальным тепло влажностным режимом эксплуатации.

Керамические блоки изготавливают с вертикальными и горизонтальными пустотами. Из первых выкладывают стены высотой до 3-х этажей, а из вторых – до 4-х.

Блоки изготавливают и из естественных материалов. В южных районах применяют мелкие блоки из ракушечника, туфа и пористого песчаника.

Стены облицовывают самым разнообразным материалом: от плит естественного камня до штукатурки. Для облицовки применяют лицевой кирпич и легкие керамические блоки. Кроме того, стены облицовывают ковровой керамической глазурованной плиткой.

В сборном домостроении применяют крупные стеновые блоки и панели. Их изготовляют из однородного материала или делают многослойными. В однородныхдеталях применяют легкие конструктивные (керамзитобетон) и конструктивно-теплоизоляционные бетоны. Они имеют хорошие прочностные характеристики поэтому способны воспринимать значительные нагрузки. Кроме того, они имеют относительно небольшую плотность и поэтому они достаточно теплостойки. Конструктивно-теплоизоляционные бетоны (ячеистые) менее прочны. Они имеют небольшую плотность, т.е. низкий коэффициент теплопроводности.

В многослойных конструкциях (панелях) применяют конструктивные и легкие теплоизоляционные бетоны. Это позволяет уменьшить массу стен. При этом из тяжелого бетона М150-200 делают тонкостенные железобетонные оболочки панелей. Они воспринимают основные нагрузки. А из легкого бетона выполняют теплоизоляционные слои. Они обеспечивают защиту от охлаждения (газо- и пенобетоны, обладающие очень низкой теплопроводностью). От паропроницания устраивают паронепроницаемый слой. Для придания хорошего вида наружную поверхность отделывают декоративным слоем, иногда фактурным. Его приготовляют из растворов или бетонов на цветных цементах. Применяют и керамическую плитку, покрытую тугоплавкими цветными глазурями (ковровую или типа “кабанчик”).

В последнее время применяются прокатные металлопластмассовые навесные панели. В качестве теплоизолирующего заполнения здесь применяется пористая пластмасса. К ней с двух сторон приклеивается гофрированная оболочка из анодированного металла (алюминия). Эти панели чаще применяют в промышленном строительства. Панели выпускают в виде длинномерного материала. Режут на месте специальными механическими пилами и крепят к каркасу винтами-саморезами.

Для кладки кирпичных стен применяют так называемые холодные и теплые растворы. Теплые растворы изготовляют с пористыми добавками, уменьшающими плотность. Поэтому они имеют низкую теплопроводность.

При кирпичной кладке применяют также простые и сложные растворы: известковые, цементные, цементно-известковые и цементно-глиняные.

Для герметизации и утепления швов между деталями применяют материалы на основе полимеров, просмоленный канат и паклю.

В стенах малоэтажных зданий в сельской местности применяют дерево. Из круглого леса и брусьев собирают стены рубленых домов. Пиленый лес – доски, бруски, вагонка – применяется для устройства каркасно-засыпных и щитовых стен.

Внутренние стены проектируют из условий прочности и звукоизоляции. Эти два требования по своим физическим свойствам совпадают: чем плотнее материал внутренней стены, тем он более прочный и менее звукопроводный. Для устройства внутренних стен также эффективно по требованиям звукоизоляции применять слоистые конструкции с чередованием плотных и рыхлых слоев.

Несущие наружные и внутренние стены должны отвечать изложенным выше требованиям.

Самонесущие по прочности должны быть рассчитаны на прочность и устойчивость от собственного веса.

Навесные легкие стены из эффективных теплоизоляционных материалов предназначены только для разделения или защиты помещений от атмосферных влияний и шума. Облегченные навесные стены, как правило, малотеплопроводны и малотеплоустойчивы. Стены выполняют, выкладывая из мелкоштучных материалов или монтируя из крупных деталей, изготовленных на заводе.

Стены из мелкоштучных материалов. Из этих материалов можно создавать индивидуальные объемно-пространственные композиции, использовать различные архитектурные детали и формы, т.к. здесь нет жесткой “привязки” к унифицированным деталям заводского изготовления. Поэтому современные нетиповые и уникальные здания возводятся из кирпича и мелких блоков чаще всего.

Толщину кирпичных стен определяют расчетом по прочности и теплотехническим характеристикам. Размеры выдерживают кратными габаритам кирпича. Основными типами кирпичных стен являются стены в 2,5, 2, 1,5 и 1 кирпич толщиной соответственно 0,64, 0,51, 0,38 и 0,25 м.

Сплошные кирпичные стены материалоемки. На 1 м³ кладки расходуют 400-410 штук кирпича, требуют больших затрат труда и имеют большую массу.

Поэтому в 30-50 г. ХХ в., когда не хватало строительных материалов, стали применять облегченные конструкции.

Одним из методов облегчения стен является устройство уширенных вертикальных швов. Кладку выполняли на теплом растворе. Разработаны и применяются облегченные стены типа Герарда, Попова-Орлянкина, колодцевая кладка и др. Эти виды конструкций представляют две стенки (версты) – наружную и внутреннюю толщиной в 0,5 кирпича с заполнением средней части толщиной 0,20-0,27 м менее теплопроводным материалом, чем кирпич, например, легким бетоном с заполнителем из шлака, керамзита, перлита и т.д.

Связь стенок в стене типа Герарда осуществляется прокладками из пачечного железа, в стене типа Попова-Орлянкина – одним рядом тычковых кирпичей, выкладываемых через пять рядов ложков по высоте, в колодцевой кладке предусматриваются вертикальные стенки (диафрагмы). Вертикальные стенки располагают с шагом 0,64-0,75 м обязательно под опорами балок перекрытий.

Применяются несимметричные конструкции: стена с одной наружной верстой. Внутренняя часть стены состоит из монолитного слоя шлакобетона.

Облегченные стены имеют сопротивление теплопередаче такое же, как и сплошная стена в 2,5 кирпича, но их масса и толщина меньше. Поэтому они имеют меньшую прочность и их применение ограничено. Так, стены типа Герарда и колодцевая применяются для зданий не выше 2-х этажей, а стена типа Попова-Орлянкина – не выше 6 этажей.

Несмотря на положительные качества облегченных стен по сравнению со сплошными, они редко применяются в связи с тем, что очень трудоемки и требуют высокой квалификации каменщика.

Для облегчения стен и повышения их сопротивления теплопередаче в качестве стенового материала применяют легковесный (пористый) и дырчатый кирпич.

Для повышения производительности труда каменщиков стали применять укрупненные элементы, из которых выкладывают стены. Вместо кирпича используют сплошные мелкие легкобетонные блоки. Такие стены менее трудоемки, чем кирпичные. Объем одного блока примерно в 7 раз больше кирпича, но он и тяжелей кирпича примерно в 6 раз. Но все равно производительность труда каменщика при кладке стен из мелких блоков выше, чем при кладке кирпичных стен.

Мелкие блоки сплошные изготовляют из легких бетонов (шлако-, керамзитобетона) и на местных заполнителях типа щебенки из туфа или ракушечника.

Стены из сплошных шлакобетонных мелких блоков можно применять в зданиях высотой до 5 этажей.

Для уменьшения массы блоков и повышения теплотехнических качеств мелкоблочных стен блоки изготавливают с пустотами (блоки типа “крестьянин”). Стены из пустотелых блоков применяют для зданий до 3 этажей при равных теплотехнических качествах со стеной из сплошных блоков. Они весят в 1,7 раза меньше и толщина их почти в 1,5 раза меньше, чем стены из сплошных шлакобетонных блоков.

Сразу после войны стали применяться стены из пустотелых керамических блоков. Они по массе и по теплотехническим качествам равны блокам типа “крестьянин”, но из них можно строить здания до 4 этажей.

Стены из крупных блоков. С применением подъемно-транспортных механизмов появилась возможность для повышения степени сборности и производительности труда укрупнять элементы стен. Стали применять стены из крупных блоков. Применяют 3 типа стен по раскладке блоков: 2-х, 3-х и 4-х рядная. При 2-х рядной раскладке стену выкладывают из 3-х типов блоков – перемычечного, простеночных и подоконного. При 3-х и 4-х рядной раскладке простеночные блоки разрезают горизонтальными швами на 2 и 3 детали соответственно.

Крупные блоки делают из легкого или ячеистого бетона с различной отделкой внутренней и наружной поверхностей.

Стены из крупных блоков имеют высокие эксплуатационные качества аналогичные кирпичным сплошным стенам. Но они имеют большую массу и толщину. Для решения углов, входов, балконов, карнизов, парапетов приходится разрабатывать большое количество дополнительных типоразмеров блоков. Они имеют разную массу. Так, наибольшей массой при двухрядной раскладке обладают простеночные блоки. Для их монтажа нужен тяжелый кран. При подъеме других деталей его грузоподъемность используют частично. Это снижает эффективность использования крана, т.е. он работает с недогрузом. В 4-х рядных стенах все блоки имеют примерно одинаковую массу. Поэтому можно применять кран меньшей грузоподъемности и повысить коэффициент его загрузки по массе.

Но в стенах 4-х рядной раскладки много стыков, т.к. в пределах одного помещения фасадную стену собирают из 8 деталей. Увеличивается протяженность стыков. Поэтому предпочтение отдают все-таки 2-х рядной раскладке.

Крупнопанельные стены. Эти стены имеют намного меньше стыков, чем блочные, т.к. панели имеют высоту и ширину размером “на комнату” или две. На заводе в них вставляются оконные и дверные блоки.

Панели делают однослойные и многослойные.

Однослойные панели изготовляют из легкого бетона: керамзитобетона, перлитобетона или шлакобетона; из ячеистых бетонов – пенобетона или газобетона. Эти бетоны имеют высокое сопротивление теплопередаче R_о. Однослойные стены производят с защитно-отделочным наружным слоем толщиной 5-7 см или защитно-отделочным наружным и внутренним слоями толщиной каждый не менее 2 см. Эти слои защищают стены от намокания под действием атмосферной влаги, но не препятствуют диффузии паров из внутренних помещений и испарению во внешнюю среду.

Многослойные панели состоят из несущего, утепляющего и наружного отделочно-защитного слоев. Для наружных слоев выбирают теплоизоляционные материалы с высоким сопротивлением теплопередаче. Эти материалы имеют повышенную способность к влагоотдаче. Поэтому в толще стены поддерживается оптимальный тепловлажностный режим, т.к. с поверхности быстро удаляется не только дождевая вода, но и влага, проникающая из воздуха помещений. В тоже время теплоизоляционные материалы отличаются и высоким водопоглощением, поэтому их предохраняют тонким влагозащитным покрытием, обеспечивающим испарение. Толщина наружных защитно-отделочных слоев – 5-7 см.

Материал внутренних слоев должен иметь большую теплопроводность. Обычно это несущий конструктивный слой. Толщина его – 7-12 см, материал слоя, как правило, плотный бетон. Несущий слой проектируется с расчетом передачи на него нагрузки от перекрытий и покрытий.

В 3-х-слойной панели несущий элемент состоит из 2-х слоев, связанных между собой арматурой из антикоррозионной стали.

Такое решение многослойной панели необходимо для того, чтобы стена не так сильно поглощала влагу из воздуха помещений. Иначе появляется конденсат паров на внутренней поверхности и отсыревание конструкции. Увлажнение приводит к снижению теплотехнических свойств стены, т.к. при увлажнении уменьшается термическое сопротивление R_о материала.

Утепляющий слой состоит из легкого бетона или ячеистого бетона, а в 3-х-слойных панелях – из полужестких минераловатных плит или стекловолокнистых плит. Толщина утепляющего слоя определяется теплотехническим расчетом.

Эффективность эксплуатации крупнопанельных стен зависит от конструкции и качества выполнения вертикальных и горизонтальных стыков. Стыки подвержены деформации, связанной с температурными и влажностными изменениями габарита панелей, а также с взаимной подвижностью слагающих панели конструктивных и теплоизоляционных слоев. Эти деформации могут нарушить герметизацию стыков.

При проектировании стыков надо предусмотреть защиту помещений от продувания, увлажнения косыми дождями и промерзания стыков. Причем стыки должны быть простыми и малотрудоемкими, из долговечных герметизирующих материалов. Стыки должны обеспечивать расчетную прочность и устойчивость наружных стен. Это обеспечивается монтажным бетоном, а герметизация стыка – полимерной мастикой и герметизирующей прокладкой.

Существуют 3 схемы конструктивного решения стыков между панелями. По первой схеме в шов закладывают эластичный герметик, который расширяется и сжимается при подвижности панелей. Эксплуатационные свойства таких стыков зависят от качества их заполнения. Это трудно проконтролировать.

Главный недостаток – особенность герметиков: они стареют, со временем теряют эластичность и свойство адгезии, т.е. способность прилипать к поверхности стыкуемых панелей. В настоящее время такие стыки не применяются.

Стыки по 2-й схеме характерны формой торцов панелей. Ребра и пазы предохраняют стык от прямого попадания воды. Декомпрессионный вентиляционный канал защищает от передачи капиллярной влаги. Недостаток стыка – усложнение формы опалубки и возможность повреждения тонких ребер при транспортировании и монтаже. На рисунке запроектирована нахлестка противодождевых барьеров соседних панелей.

В третьем виде стыков предусмотрена двухступенчатая защита, и дождевая вода стекает по обоим слоям изоляции. Для организации стока вертикальные каналы сообщаются с открытыми горизонтальными каналами. В этом виде стыка также соблюден принцип выравнивания давления – предусмотрен декомпрессионный канал.

Стыки по 2-й и 3-й схемам долговечны, в них с изменением ширины шва герметичность не нарушается, поэтому они устойчивы к атмосферным воздействиям.

Более широко применяемые панели для наружных стен:

– однослойные из легких бетонов толщиной в зависимости от расчетной наружной температуры и объемной массы бетона от 25 до 35-40 см;

– однослойные из ячеистых бетонов автоклавного твердения на базе газобетона, пенобетона или пеносиликата толщиной 28-32 см.

В зданиях повышенной этажности с поперечными несущими стенами или с каркасом могут применяться облегченные навесные панели.

Панель состоит из деревянного каркаса, внутреннего отделочного слоя из асбестоцементных листов, наружного защитного отделочного слоя из алюминиевых листов, из листовой антикоррозионной стали, стекла, стеклопластика и асбестоцемента и утеплителя в виде минераловатных плит, полистирола, пенопласта.

Облицовку крепят по контуру алюминиевыми профилями, а стык перекрывают нащельником. Листы облицовки привертывают к деревянному каркасу шурупами с овальными отверстиями для обеспечения подвижности облицовки под действием наружной температуры.

Деревянные стены. В сельской местности, в районах, богатых лесом, строят деревянные жилые дома со стенами из круглых бревен, из брусьев, каркасно-обшивные и сборно-щитовые.

Бревенчатые стены рубят из бревен Æ 150-200 мм в “паз” – шириной паза не менее 130 мм. Бревна с вырубленным снизу пазом укладывают на растительный мох, после осадки стены проконопачивают паклей. Для того чтобы не было смещения бревен в горизонтальной плоскости, их крепят шипами. Шипы устанавливают по длине стены в шахматном порядке на расстоянии 1500-2000 мм. Углы бревенчатых стен рубят в “лапу”. Бревенчатые стены традиционно применяются со времен древней Руси, но они трудоемки и требуют большого расхода древесины.

Применяются также брусчатые деревянные стены. Их укладывают на паклю. Чтобы стены не промокали от “косых дождей” в паз брусчатых зданий прокладывают деревянный уголок. Углы рубят в шип с перевязью.

Более экономичны деревянные каркасные стены. Конструкция стены каркасного здания состоит из стоек, утеплителя и наружной и внутренней облицовки. В качестве утеплителя применяют фибролит, минераловатные плиты и маты, камышит. В качестве засыпки – шлак, древесные опилки, стружку, торф и др. Но сыпучие утеплители дают осадку, тогда под оконными коробками и ригелями образуются воздушные пустоты. Это приводит к большому охлаждению здания и промерзанию стен.

Чтобы не было осадок и для повышения огнестойкости опилочные засыпки укладывают с добавкой вяжущих растворов из гипса и извести.

Внутреннюю облицовку выполняют из сухой штукатурки, реже из мокрой гипсовой штукатурки. В качестве наружной облицовки применяют вагонку, асбестоцементные листы, реже – мокрую штукатурку.

Для предупреждения продувания каркасных стен под слой наружной облицовки укладывают строительную бумагу или пергамент.

Как мы уже говорили, кладка стен из кирпича – трудоемкий процесс. Для его выполнения требуется большое количество квалифицированных каменщиков. Затраты труда на 1 м³ кирпичной кладки в 3 раза больше, чем на монтаж панелей такого же объема. Кроме того, при выполнении стен из кирпича требуется большой объем послемонтажных работ. Кирпичные стены нужно штукатурить и шпаклевать под окраску и оклейку. Панельные стены требуют только разделки швов и их штукатурки. Продолжительность строительства кирпичных зданий намного больше панельных или блочных. Один этаж здания с кирпичными стенами строится 6-12 дней, а сборные многоэтажные дома полностью возводятся на 1-1,5 мес. Однако эксплуатационная надежность стен сборных зданий ниже, чем кирпичных. Уже в период приработки конструкций (в первые 1-3 года) появляются нарушения герметичности швов, трещины в панелях, повышается их теплопроводность.

Удельный вес стоимости стен в полной стоимости кирпичного жилого дома составляет в среднем 23,7%, а крупнопанельного – 30,5%.

Масса стен в кирпичном доме составляет в среднем 54% от общей массы жилого дома, а в крупнопанельном – 40%.

Сметная стоимость 1 м² общей площади в крупнопанельных домах меньше, чем в кирпичных, на 3%. Однако, с учетом инвестиций, необходимых в развитие производственной базы для изготовления сборных деталей, в пересчете на 1 м² стены удельные капитальные вложения в сборном домостроении в 2-4 раза выше, чем при кладке из кирпича. Поэтому удельный вес кирпичных домов в общем объеме жилищного строительства довольно высок.

Перегородки в полной стоимости жилого кирпичного дома составляют 8%, в крупноблочном – 7% и в панельном – 5%. По массе они составляют соответственно 2, 3 и 6% от общей массы здания, по площади они занимают от 4 до 7% общей площади квартиры.

Самую высокую звукоизоляцию обеспечивают межкомнатные перегородки из шлакобетонных плит. Они же имеют и наибольшую трудоемкость. Если их заменить на прокатные гипсовые перегородки, у которых звукоизоляция меньше на 5 дБ (45 и 40 дБ), а трудоемкость ниже на 24%, то, например, в панельном доме получаем снижение стоимости общей площади на 2,5%, а за счет снижения толщины перегородок на 2 см (100 и 80 мм) стоимость общей площади снижается на 1%. Полная экономия составляет 2,5 1 = 3,5%. При этом стоимость перегородок снижается на 45%.

Трудоемкость кладки перегородок из штучных материалов в 1,2-3 раза выше, чем монтажа из панелей.

ТЕМА 8. ПЕРЕКРЫТИЯ И ПОЛЫ

1. Понятие и типы перекрытий.

2. Конструкции перекрытий.

3. Понятие и конструкции полов.

4. Технико-экономические сведения.

Понятие и типы перекрытий.

ПЕРЕКРЫТИЯ –внутренние горизонтальные конструкции, разделяющие здание по высоте на этажи. Они выполняют функцию несущей конструкции – несут свою собственную массу и полезные нагрузки, приходящиеся на перекрытия (массу мебели, оборудования, людей). Кроме того, перекрытия выполняют функцию защитно-ограждающей конструкции, защищают от шума в верхних и нижних помещениях, от охлаждения в зимнее время и от перегрева летом, от сырости, которая может проникнуть в помещения первого этажа вместе с влажным воздухом подвалов. Перекрытия, исходя из своего назначения, должны удовлетворять требованиям долговечности, огнестойкости, звуко-, влаго- и теплоизоляции, жесткости.

Перекрытия классифицируются в зависимости от места расположения в здании и по конструктивному решению.

1. В зависимости от места расположения в здании: междуэтажные, надподвальные, чердачные.

2. По конструктивному решению:

– плитные

из сборных железобетонных плит (однослойные и многослой ные);

из монолитного железобетона (в виде гладких плит (безбалочные), ребристые и кессонные);

монолитно-сборные железобетонные;

– балочные (по деревянным, металлическим и железобетонным балкам).

Конструкции перекрытий.

Исходя из основных функций перекрытий и предъявляемых к ним требований, определяют состав их конструктивных элементов. Несущие функции выполняют балки. Они располагаются поперек или вдоль здания.

Защитную функцию в междуэтажных перекрытиях осуществляет звукоизолирующий слой, в чердачных и надподвальных перекрытиях – утепляющий слой. Звукоизоляцию и утепляющий слой укладывают на накат, опирающийся на балки.

Поверх балок укладывают пол или непосредственно на балки или на предварительно уложенные лаги.

До 50-х годов прошлого века основным материалом перекрытий было дерево. Из него делали все элементы, включая прогоны и балки.

С середины прошлого века для балок в перекрытиях над сырыми помещениями (подвалами) начали использовать прокатную сталь (двутавр и швеллер). Стальными делали балки, прогоны и колонны каркаса. В нашей стране в целях экономии металла стальные балки используют редко. Широкое распространение получили более дешевые конструкции из сборного железобетона.

В новом строительстве используют сплошные, многопустотные, ребристые, часторебристые и шатровые плиты и панели перекрытий.

Железобетонные плиты для повышения их прочности армируют железом. Арматурные стержни укладывают на сварке в виде сетки и каркаса в заводских условиях. Применяют предварительно напряженные железобетонные конструкции (стальные стержни предварительно растягивают, заливают бетонным раствором и отпускают. При этом бетон сжимается).

Конструкции перекрытий в каменных домах бывают деревянными с деревянными или стальными балками и железобетонныеми монолитными или сборными. В деревянных домах применяют только деревянные перекрытия.

В деревянных перекрытияхдо середины Х1Х в. делали балки из бревен большого диаметра. Поэтому перекрытия опирались только на наружные стены и перекрывали большие пролеты. Это позволяло применять однопролетные конструктивные схемы перекрытий. С уменьшением поперечного сечения балок стали применять промежуточные опоры, двухпролетные, реже трехпролетные, поперечные и смешанные схемы перекрытий. Со временем стали применять деревянные перекрытия по балкам из досок, поставленных на ребро. Это позволяет перекрывать большие пролеты (до 4,5 м), но такие перекрытия не имеют достаточной жесткости и на потолке появляются трещины.

В деревянных перекрытиях по стальным балкам балки опирают, заделывая в гнезда стен или укладывая на прогоны. Концы деревянных балок предохраняют от загнивания, обрабатывая антисептиком, оборачивая рулонной гидроизоляцией. Под балки из прокатной стали, имеющие небольшую площадь опоры, подкладывают распределительную подушку. Чтобы стена не промерзала в месте заделки балок в стену, с торца балки утепляют эффективными утеплителями.

В качестве звукоизолирующего слоя применяют шлак или песок, который укладывается на деревянный накат. Накат устраивают из досок или брусков.

При устройстве перекрытия по деревянным балкам очень важно обеспечить естественную вентиляцию пространства между слоем звукоизоляции и полом: в застойном воздухе интенсивно развиваются грибки. В полу прорезают продухи. Это обеспечивает естественную циркуляцию воздуха подполья. Продухи закрывают специальными вентиляционными решетками, которые поднимают над полом на 15 мм, чтобы не проникала вода под пол при его мойке.

Перекрытия по стальным балкам имеют повышенный срок технического износа, однако при пожаре под действием высоких температур стальные балки сильно деформируются, разрушается перекрытие, а иногда из-за деформации стальных элементов разрушаются и стены здания.

В целях экономии металла перекрытия по стальным балкам в настоящее время в жилых зданиях не устраиваются.

Применение перекрытий по деревянным балкам в зданиях выше 4-х этажей не допускается.

При устройстве перекрытий по деревянным балкам с боков балок к их нижним граням прибивают черепные бруски квадратного сечения 50 на 50 мм. Накат опирается на черепные бруски. В качестве наката применяют настилы из пластин, доски, дощатые щиты – в два слоя, брусчатые накаты. В чердачных перекрытиях и в перекрытиях над холодным подпольем накаты служат одновременно и утепляющим слоем. Их делают из фибролита, камышита, пенобетона. Поверх накатов укладывают звукоизоляцию – песок.

Перекрытия по железобетонным балкам. Монолитные железобетонные перекрытия проектируют ребристыми, кессонными и безбалочными.

В ребристом железобетонном перекрытии ребра представляют собой главные и второстепенные балки. Их располагают под плитой или над ней. Применяются также перекрытия с ребрами вверх. Ребристое перекрытие с балками вниз более экономично, чем с ребрами вверх, т.к. уменьшается площадь сечения ребер. В результате сокращается расход бетона.

Перекрытие с ребрами вверх имеет гладкую поверхность потолка. Это важно для жилых помещений. Если используются перекрытия с ребрами вниз, то для получения гладкой поверхности иногда устраивают подвесные потолки. Для этого из железобетонной плиты выпускают арматуру в виде крючков, на которых крепят декоративные или акустические плиты или стальную плетеную сетку, покрываемую слоем штукатурки.

Перекрестными балками одинакового сечения создают кессонныйпотолок. Такие потолки применяются в некоторых помещениях общественных зданий, т.к. обогащают интерьер.

При устройстве безбалочных перекрытий плиту опирают на столбы или колонны. Верхнюю часть столба увеличивают развитой капителью. При этом увеличивается площадь опоры. Такое решение позволяет отказаться от ребер.

При возведении монолитных железобетонныз перекрытий необходимы устройство опалубки, изготовление и укладка арматуры, укладка бетонной смеси в опалубку. Эти операции трудоемки и длительны.

В целях сокращения трудоемкости и длительности монтажных работ стали применять сборные железобетонные балки и сборно-монолитные перекрытия. Железобетонные балки могут быть различной формы с черепными выступами. На эти выступы укладывают накаты из гипсовых, шлакобетонных, железобетонных плит и из различной формы шлакобетонных камней.

Сборно-монолитныеперекрытия состоят из сборных вкладышей, которые укладываются на поддерживающие временные леса. Между этими вкладышами обрадуются широкие швы. В них устанавливают арматуру и заполняют бетоном. Швы превращаются в балки. Для повышения теплотехнических и звукоизоляционных свойств и облегчения перекрытия вкладыш и делают легкобетоными.

В полносборных зданиях применяют сборные перекрытия. Их решают по 3 конструктивным схемам. 1. Применение крупноразмерных панелей “на комнату”.Они опираются на продольные стены или по контуру (еще и на поперечные стены или перегородки).

Первоначально появились ребристые панели с балками-ребрами, располагаемыми сверху или снизу панели. В этом решении ребра выполняют функцию балок, а панель – функцию наката.

Более рациональными типами перекрытия при пролетах до 6,0 м оказались пустотные панели. В настоящее время выпускают панели с круглыми пустотами.

При опирании панелей по контуру применяют сплошные панели часторебристые и шатровые.

Перекрытие из часторебристых панелей – раздельное. Верхнюю часть укладывают ребрами вниз, а нижнюю – ребрами вверх с упругими прокладками между контурными ребрами. Верхнюю панель изготовляют на заводе с устройством пола. Это значительно снижает трудоемкость устройства перекрытий.

Шатровые панели имеют по контуру ребра. При небольших пролетах перекрытие из шатровых панелей устраивают без ригелей поэтому уменьшается толщина перекрытия.

2. Двухпролетная схема. Крупноразмерные плиты шириной 1,2-1,5 м укладывают поперек здания и заделывают с одной стороны в наружную стену, а с другой – во внутреннюю продольную или опирают на прогоны. При этом нагрузка равномерно распределяется по всей длине опоры.

3. Поперечная схема. Крупноразмерные плиты располагают вдоль здания, опирая на балки, уложенные поперек. При этом на стенах возникают значительные сосредоточенные нагрузки, это надо учитывать при проектировании. Но схема удобна, т.к. упрощается заделка плит поскольку их опирают на балки, а не на стены.

Важной функцией, которую выполняют перекрытия, является звукоизоляцияжилых помещений от шума соседних квартир и квартир, расположенных выше или ниже. Перекрытие подвергается звуковому напору ударного и воздушного шума – шума, передающегося по материалу и по воздуху.

Ударный шумвоспринимается полом перекрытия, воздушный– потолком.

Самым простым решением проблемы звукоизоляции является акустически однородное перекрытие. В таком перекрытии несущая часть защищает помещение от воздушного шума своей массой и жесткостью, а покрытие пола из линолеума на войлочной подкладке или из ворсового ковра – от ударного шума.

Но тут возникают другие проблемы. Чтобы несущая часть своей массой защитила от воздушного шума, надо ее толщину делать 16-18 см. масса такого перекрытия составляет 400-500 кг/м². Весовой показатель ухудшает экономику перекрытия, а при размерах панели перекрытия “на комнату” в зданиях с широким шагом масса панели достигает 7-7,5 т. Это больше в 1,5 раза грузоподъемности грана. Приходится применять составное перекрытие из двух панелей. При этом образуется стык панелей в комнате, что эстетически неудачно и трудоемко.

Исходя из требований звукоизоляции от ударного шума, нужно отделить пол от несущей части перекрытия.

Перекрытие с раздельным полом состоит из несущего элемента, основания пола из легкого бетона или из гипсового водостойкого бетона толщиной 40-50 мм. Основание пола укладывают на упругие прокладки из звукоизоляционного материала: жесткие и полужесткие стекловолокнистые и минераловатные плиты, эластичный пенополистирол, антисептированные древесноволокнистые плиты. На основание наклеивают безосновный линолеум. Между основанием пола и несущим элементом образуется воздушная прослойка толщиной не менее 15 мм. По своим акустическим качествам эта прослойка эквивалентна настилу массой 200-300 кг/м².

Изоляцию от воздушного и ударного шума без увеличения поверхностной плотности обеспечивают, устраивая раздельные конструкции перекрытий. В таком перекрытии основание пола укладывают на сплошную упругую прокладку из стекловолокнистых или минераловатных матов толщиной не менее 40 мм, после обжатия толщина упругого слоя не должна быть меньше 15 мм. Деревянные раздельные полы делают из дощатого настила по лагам, а покрытие пола – из паркета. Лаги полов опирают на балки через упругие прокладки из войлока, обернутого толем, или минеральных матов. Ширину звукоизоляционных прокладок принимают на 0,05 м шире лаги, а длину определяют расчетом на смятие.

Для повышения звукоизоляции от воздушного шума устраивают раздельные потолки самонесущие или подвесные.

Раздельные потолки должны включать легкие звукоизоляционные материалы из минеральной или стекловолокнистой ваты. Несущие потолки трудоемки, требуют особых креплений к стеновым панелям. Более эффективны подвесные потолки с ребристым несущим настилом.

Устройство раздельных перекрытий более трудоемко, чем акустически однородных, и вызывает увеличение высоты перекрытий.

Раздельное основание пола или потолка для улучшения звукоизоляции необходимо отделять от несущих стен упругими прокладками.

Основными конструктивными элементами пола являются: покрытие– верхний слой пола, непосредственно подвергающийся эксплуатационным воздействиям и выполняющий функции теплозащиты; гидроизоляция– в жилых зданиях предназначается для предупреждения попадания воды в перекрытие санузлов; стяжка– выравнивающий слой для придания ровной поверхности, на которую укладывают покрытие; подстилающий слой – в междуэтажных перекрытиях таким слоем является несущий элемент перекрытия. В полах, устраиваемых на грунте, подстилающий слой представляет собой слой бетона толщиной 100-150 мм.

В жилых зданиях применяют покрытия полов дощатые, паркетные, из древесностружечных плит, линолеумные, а в санузлах – из керамических плиток.

В жилых комнатах рекомендуются полы паркетные, из паркетной рейки, полового бруса и линолеума.

В кухнях, коридорах, передних паркет заменяют линолеумом или брусом.

В вестибюлях гостиниц и общежитий, в ванных, туалетах, душевых, умывальных – мозаичные шлифованные, из керамических и шлакоситалловых плиток.

По конструкции покрытия полов бывают монолитные (бесшовные) и из штучных и рулонных материалов.

Дощатые полы однослойные делают из строганных шпунтованных досок толщиной 38 мм. Доски укладывают поверх ребер балок или по лагам из досок. Лаги укладывают с шагом 0,5-0,7 м.

В некоторых случаях под лаги прокладывают амортизаторы, которые препятствуют передаче ударного шума через перекрытие.

Пол сплачивают: заводят гребень одной доски (бруса) в паз смежной и прибивают к лагам. Собранные полы остругивают, поверхность проолифливают, при необходимости шпаклюют, и окрашивают. Иногда после острожки шлифуют и покрывают лаком.

В двухслойных полах по лагам настилают черный пол из не обрезного теса. Доски черного пола толщиной 19-25 мм располагают под углом 45^о к лагам. Бруски чистого пола толщиной 22 мм укладывают перпендикулярно наружной стене или лагам. Двухслойный дощатый пол обладает повышенной жесткостью.

Чтобы дощатые полы после усадки не образовывали больших трещин, нужно применять воздушно-сухую древесину (влажность не выше 10%) и доски шириной не более 120 мм. При большой усадке дощатых полов их сплачивают и после этого окончательно отделывают.

Паркетные полыукладывают на сплошное основание (сплошной дощатый пол, стяжка, древесноволокнистая прокладка), собирают рисунок “в елочку”, “вразбежку” или “в корзиночку”.

Паркетные доски (клепку) изготовляют из древесины твердых (дуб, бук, клен) и мягких пород.

Клепки крепят между собой на жесткую и гибкую рейку. Жесткое крепление возможно, когда клепка имеет гребень и шпунт. Тогда гребень заводят в шпунт, прижимают клепку и подтягивают ее к соседней гвоздем, забиваемым под углом 45^о.

Крепление на гибкую рейку применяют при клепке с пазами по периметру. В них заводят коротыши реек, которые являются вкладышами-шипами.

На гвоздях собирают полы по гвоздимому основанию (по черному дощатому полу). Во избежание скрипучести при ходьбе по нему укладывают картон.

Паркет, укладываемый на цементную стяжку, имеет с нижней стороны форму “ласточника хвоста”, которым паркет вдавливается в мастику.

На древесноволокнистые прокладки паркет наклеивают при помощи различного вида клеящих мастик (фенолформальдегидный клей, меламиновый, резорциновый и др.).

После укладки паркет острагивают, шлифуют и покрывают лаком или мастикой.

Паркет поступает на стройку в виде отдельных клепок (паркетин), в щитах и в виде наклеенного на картон ковра.

Полы из паркетной рейки стелют так же, как дощатые, но лаги ставят чаще: через 0,3-0,4 м. В качестве лаг используют антисептированные бруски сечением 25-50 мм, заделываемые в слой подготовки под полы.

Полы из плитокукладывают из 4, 6 и 8-и-гранной цветной керамической плитки, из шлакоситалловых и полихлорвиниловых плиток.

Эти полы укладывают по готовому основанию или собирают одновременно с устройством подстилающего слоя. К готовому основанию плитки приклеивают, набирая из них намеченный проектом рисунок. Для приклеивания плиток применяют не только мастики, но и специальные клеи, обычно на основе полимеров.

Одновременно с основанием полы настилают, сначала укладывая и выравнивая раствор. Потом в него втапливают плитки, а швы между ними разделывают.

Полы в ванных комнатах и туалетах устраивают с прокладкой слоя гидроизоляции из 2-3 слоев рубероида на битумной мастике по хорошо выровненной стяжке.

Рулонные полы. В качестве рулонных покрытий применяют линолеум безосновный, на тканевой основе, на синтетическом каучуке, на войлочной основе, ворсовый ковер на пластмассовой основе, резиновый линолеум (релин) и др.

Полы из линолеума различных видов по единовременным затратам в 2-3 раза дешевле паркетных полов, но срок их технического износа меньше, чем любых других.

Линолеумные полы мало трудоемки, имеют хороший вид, легко поддаются очистке. Однако линолеум имеет теплоусвоение больше требуемого по нормам. Исходя из гигиенических условий эксплуатации полов, укладывать его непосредственно по железобетонному основанию нельзя, т.к. в этом случае теплоотдача от ног человека полу в 2,5 раза больше допустимой.

Поэтому приходится в конструкции пола предусматривать утепляющий слой, снижающий теплоусвоение конструкции пола, и линолеумы на мягкой пористой основе.

Линолеум можно настилать 2 способами: насухо и с приклейкой мастикой. Насухоукладывают различные виды теплых линолеумов. Из них изготовляют ковры размером на комнату. Швы между полотнищами сваривают. Готовый ковер расстилают в помещении и зажимают плинтусами. Стыки у дверных проемов сваривают.

Приклеиваемые к основанию рулонные полы собирают из полотнищ. Швы между ними тщательно прирезают и заклеивают (или сваривают) на месте, после укладки.

Бесшовные (монолитные) полыпо толщине слоя делят на пластовые и пленочные (наливные). К пластовым относятся цементные, мозаичные, ксилолитовые, полимербетонные и пластбетонные полы. Пластполы состоят из подстилающего и декоративного слоев. В жилых зданиях такие полы устраивают на лестничных клетках, в вестибюлях гостиниц и общежитий. Это более твердые, мало истираемые полы крупнозернистые на цементном вяжущем с добавкой латекса и поливинилацетатной эмульсии. Добавляют красители (пигменты) различного цвета с прожилками из латунных или стеклянных полосок. Эти полоски разделяют площадь пола на участки по задуманному рисунку. После шлифовки покрытий машинами с карборундовыми кругами полы получают хороший вид. Для вестибюлей применяют однослойные полы толщиной 20-30 мм.

Цементные полы значительно менее прочные на истирание, поэтому их применение ограничено.

Ксилолитовые полы делают из состава каустического магнезита, водного раствора хлористого магния и древесных опилок. Смесь наносят в 2 слоя по 20-30 мм. Ксилолитовые полы делают с красителями различного вида. Они несложны в производстве работ и ремонте, но имеют грязновато-бурый цвет, трудно очищаемы и мало долговечны. Для придания этим и полимербетонным полам хорошего вида их натирают парафиновыми мастиками или покрывают водоустойчивыми бесцветными лаками. Мозаичные полы полируют.

Наливные (пленочные) полы из синтетических материалов например, из поливинилацетатной эмульсии с наполнителем из мелкого песка и красителя, недороги, мало трудоемки, но имеют все недостатки линолеумных безосновных полов, требуют хорошо подготовленного основания. Для улучшения сцепления пленки основание предварительно грунтуют, а для получения гладкой поверхности шпаклюют. При толщине 2-3 мм на неровностях эти полы быстро протираются и затем разрушаются. Для увеличения водостойкости и улучшения внешнего вида этих полов после того, как пленка затвердеет ее покрывают лаком. Этот тип полов применяют в вестибюлях и коридорах, где в течениесуток через 1 м ширины пола проходит не более 500 человек.

Конструкции раздельных и совмещенных покрытий различаются своими несущими элементами.

Раздельные покрытияделают чердачными или бесчердачными.

Чердачные крышибывают скатными и плоскими. Наиболее разнообразны скатные крыши. Делают одно-, двух-, трех- и четырехскатные крыши, вальмовые, полувальмовые, многоскатные и мансардные.

Щипец– верхняя часть торцовых стен здания, ограждающая чердак при 2-х- и 3-х-скатной крыше.

Ендова– лоток для сброса воды в месте стыка двух смежных скатов крыши, образующих входящий угол.

Конек– ребро двухгранногро угла, образованного двумя скатами крыши.

Спуск– верхняя часть ската.

Обрез– нижняя часть ската.

Фронтон– если скаты крыши выступают за торцевую стену.

В чердачных покрытиях между крышей и чердачным перекрытием образуется помещение – чердак. Чердак используется для устройства инженерного оборудования, а при крутых уклонах крыши – как жилое помещение (мансарда).

Скатные чердачные покрытия устраивают в виде наклонных плоскостей – скатов, покрытых кровлей из водонепроницаемых материалов. Формы крыш принимаются в зависимости от формы здания и от их архитектурного решения.

Односкатные крыши устраиваются в зданиях небольшой ширины.

У двухскатных крыш сток воды осуществляется на две стороны по двум скатам.

Четырехскатные (вальмовые) имеют треугольные наклонные скаты-вальмы, которые под углом срезают торцы 2-х-скатной крыши.

Полувальмовые крыши имеют наклонные торцевые скаты-полувальмы, которые срезают не весь торец 2-х-скатной крыши, а только верхнюю частью

Шатровые крыши имеют несколько наклонных треугольных скатов, сходящихся в верхней точке покрытия.

Слуховые окна делают не только для освещения и выхода наружу, но и как вентиляционные отверстия, через которые проветривают чердаки.

Кровли делают с организованным и неорганизованным водостоком. В первом случае воду собирают у карнизов в настенные желоба и по ним направляют в водосточные трубы. Кровли с неорганизованным водостоком настенных желобов и труб не имеют, вода со скатов стекает по всему обрезу карнизов.

Плоские чердачные крыши делают по образцу бесчердачных. При этом получаются холодные чердаки, которые называют техническим этажом. Эту конструкцию применяют редко, т.к. в климатических зонах с устойчивой отрицательной t^о зимой лучше такой этаж утеплить. Для этого применяют совмещенные покрытия.

Конструкции чердачных крыш называют стропильными системами.Эти системы бывают наслонными и висячими.

Наслонные стропила – это раскосная система. Она состоит из стропильных ног, подкосов и промежуточных опор – стоек.

Мауэрлатукладывается по верхнему обрезу стен. Он воспринимает вертикальные и горизонтальные нагрузки от стропил. Деревянныестропильные системы собирают на врубках – узлах соединения.

Применяют и железобетонные системы. Панели скатов укладывают на две опоры или собирают из отдельных деталей (стропильных ног и стоек) стропила.

Висячие стропильные системы – это фермы с затяжкой, воспринимающей распор. Их употребляют в зданиях, у которых нет внутренних стен, на которые можно опереть стойки наслонных стропил. Вначале фермы делами деревянными, затем стальными, а сейчас – железобетонными.

Бесчердачные крыши – это плоские конструкции с пологими скатами. Из поверхность иногда используют как прогулочные площадки. Поэтому уклоны принимают минимальными, но не менее 1%. Водостоки делают наружными и внутренними. Наружный водосток – неорганизованный. Эти крыши могут быть раздельными и совмещенными.

Воздушное пространство под такими крышами делают высотой до 1,2 м.

В самом низком месте оставляют только щели для воздуха. Для проветривания делают продухи– отверстия в наружных стенах.

Несущие конструкции бесчердачных крыш выполняют по типу междуэтажных перекрытий балочной панельной системы. Утеплитель на них не укладывают. Чаще всего применяют железобетонные панели, которые с одной стороны опираются на наружные стены, а с другой – на выложенные на перекрытии столбики из кирпича.

Совмещенные покрытиябывают вентилируемые и невентилируемые. Выбор типа зависит от климатических условий и условий эксплуатации.

Невентилируемые совмещенные покрытия –это сплошная конструкция, которая устраивается только над помещением с сухим и нормальным влажностным режимом.

Вентилируемые покрытия имеют между кровлей и утеплителем вентилируемую воздушную прослойку – зазор или каналы в толще железобетонной плиты. Воздушная прослойка содействует удалению влаги из утеплителя. Это улучшает его теплотехнические свойства. Влага может попадать из-за нарушения герметичности покрытия. Индустриальный тип вентилируемых покрытий – крыши из ребристых железобетонных плит с утеплителем.

Плиты изготовляют из материалов, не поглощающих влагу. Их обрабатывают водоотталкивающими составами, поэтому они не гигроскопичны и морозостойки. Попадающие на конструкцию осадки стекают по гидроизоляции и по поверхности слоя утеплителя, но это ему не вредит. Расположение утеплителя сверху кровли предохраняет покрытие от перегрева. Поэтому не устраивается пароизоляция.

Совмещенные покрытия выполняют с наружным и внутренним водостоком.

Большепролетные покрытия.

Большепролетные покрытиябывают плоскими, пространственными и пневматическими. Эти покрытия применяются в общественных и промышленных зданиях.

Плоскиеконструкции выполняются из балок, ферм, рам, арок, которые изготовляют из клееной древесины, стального проката, монолитного и сборного железобетона.

Железобетонные балки применяют для перекрытия пролетов до 24 м. Балки используют таврового и П-образного сечения.

Фермами и рамами (бесшарнирными и шарнирными) из дерева, стали и железобетона перекрывают пролеты до 60 м.

Бесшарнирные рамы жестко заделываются в фундамент. Они очень чувствительны к неравномерным осадкам. Поэтому их применяют на прочных и однородных грунтах. Шарнирные рамы менее чувствительны к неравномерным осадкам грунтов. Бывают одно-, двух- и трехшарнирные рамы. Одношарнирные – шарнир в середине пролета. Двухшарнирные – шарниры в опорах.

Арки– эффективные конструкции для перекрытия больших пролетов, т.к. их очертания можно приблизить к кривой давления и за счет этого оптимально использовать материал. Горизонтальные усилия (распор), возникающие в арочных конструкциях, уменьшаются при увеличении радиуса очертания арки. При этом увеличивается стрела подъема арки, а, следовательно, и строительный объем здания. Это ведет к увеличению затрат на отопление и приведенных затрат. Арки широко распространены в покрытиях спортивных зданий больших пролетов.

Пространственныеконструкции – перекрестные покрытия, купола, оболочки, висячие покрытия.

Перекрестныепокрытия бывают складчатые и сетчатые.

Для покрытий больших пролетов применяют складчатыепокрытия из железобетона (до 50 м) и армоцемента (до 60 м). Они образуются плоскими взаимопересекающимися элементами поперек пролета. Складки бывают: прямоугольные и цилиндрические; пилообразные; в виде треугольных плоскостей; призматического типа; трапециевидного профиля и т.д.

Сетчатыепокрытия из железобетона проектируют при пролетах до 50 м, а из стальных элементов – до 100 м. В этих покрытиях пересекаются железобетонные и стальные треугольники. Элементы работают в двух направлениях поэтому их высота меньше, чем балочных, – это уменьшает объем здания.

Перекрестные конструкции и системы с плоскими фермами и рамами делают открытыми внутрь помещений. Часто делают подвесные потолки, которые укрепляют к низу ферм.

Купол – наиболее древняя конструкция. Его применяли, т.к. можно подобрать такие очертания, при которых в элементах свода не возникают растягивающие усилия. В залах, где желательно создать большое воздушное пространство (рынки, спортзалы) и где нет больших текущих затрат на отопление, применяют различного вида купольные конструкции из монолитного или сборного железобетона, куполы-мембраны из стального листа толщиной 3 мм с подклеенным снизу утеплителем. Во временных залах выставок – из клеенопластиковых конструкций.

Висячие покрытия перекрывают пролеты до 100 м. Основные элементы этих покрытий работают на растяжение и передают нагрузки от покрытия на анкеры. Они имеют криволинейные очертания и представляют собой гибкие или жесткие нити, мембраны или висячие фермы. По конструктивным особенностям различают висячие покрытия: однопоясные; двупоясные; гипары (гиперболические параболоиды) и вантовые.

В висячих покрытиях несущими элементами являются стальные тросы. Они натягиваются через какую-либо опорную конструкцию и укрепляются растяжками. Достоинствависячих конструкций – экономия металла и более эффективное использование несущих элементов по сравнению с балочными и рамными конструкциями, т.к. тросы работают на растяжение. Недостатки: у висячих покрытий низкая жесткость, поэтому кровельный настил часто деформируется; трудно обеспечить отвод атмосферной влаги.

Однопоясные покрытия применяются чаще других, т.к. они технологичны в изготовлении, просты в монтаже. Ими можно придавать сооружению самую разную форму. Однопоясные покрытия состоят из системы радиальных или перекрещивающихся растяжек, которые передают горизонтальные усилия на жесткие рамы, рамы-стойки или балки-затяжки замкнутого контура. На растяжки навешивают плиты, и под этой нагрузкой нити-растяжки растягиваются. В это время между плитами омоноличивают швы, стыки заваривают. За счет упругих деформаций нитей происходит обжатие плит, и конструкция начинает работать как монолитная оболочка. В цилиндрических покрытиях создают небольшую кривизну покрова в направлении, перпендикулярном осям нитей. Это делается для отвода дождевых вод. С параболических систем в форме перевернутого купола вода поступает к центру покрытия и ее отводят внутренним водостоком. Стояки устраивают по периметру зала, а горизонтальные разводящие трубопроводы прячут в подвесном потолке. Самый простой отвод воды – с шатровых покрытий.

В двупоясныхпокрытиях применяют два вогнутых пояса, соединенных напряженными нитями. Наиболее распространены циркульные в плане конструкции. Нити по периметру крепят к внешнему кольцу, а в центре – к внутреннему. В зависимости от высоты центрального кольца систему можно делать вогнутой или выпуклой. Выпуклая система позволяет поднять центральную часть покрытия и за счет этого отвести воду к наружным стенам, не прибегая к горизонтальной разводке водостоков, и применить складчатую систему покрытия.

Гипары(гиперболические параболоиды) – это седловидные висячие покрытия. Они формируются в решетчатые мембраны двумя видами нитей. Одни нити несущие, а вторые – напрягающие. По периметру нити заделывают в замкнутый контур. По нитям укладывают плиты или диски. Их омоноличивают, предварительно подгружая балластом или натягивая несущие тросы домкратами. После этого напрягающие нити получают наибольшее напряжение и стыки плит, перпендикулярные этим нитям раскрываются. Их заделывают раствором на расширяющемся цементе. В результате конструкцию превращают в жесткую оболочку. Гипарами перекрывают сооружения, имеющие циркульное очертание плана.

Вантовые покрытия состоят из растянутых элементов – вант; конструкций, работающих на сжатие, – стоек и изгиб – балок, ферм, плит и оболочек. Эти покрытия могут иметь не только пространственную конструктивную схему, но и плоскую. В них используют прямолинейные стержни – ванты. Поэтому вантовые конструкции жестче, кинематические перемещения их элементов меньше, чем у других висячих покрытий.

Оболочки– одинарной и двоякой кривизны. Одинарной кривизны – цилиндрические или конические поверхности. Двоякой кривизны – выполняется в виде купола, эллипсоида. По структуре оболочки бывают: гладкие, ребристые, волнистые, сетчатые, монолитные и сборные.

Применяются еще пневматическиеперекрытия для перекрытия пролетов до 30 м. Они используются для временных сооружений. Бывают трех видов: воздухоопорные оболочки; пневматические каркасы; пневматические линзы. Воздухоопорные оболочки – это баллоны из прорезиненных или синтетических тканей. Внутри них создается избыточное давление воздуха. Применяются для спортивных сооружений, выставок. Пневматические каркасы – это удлиненные баллоны в виде отдельных арок с избыточным давлением воздуха. Арки соединяются в непрерывный свод с шагом 3-4 м. Пневматические линзы– это большие подушки, надутые воздухом, которые подвешиваются к жестким каркасным конструкциям. Используются для устройства летних цирков, театров.

Кровли.

Кровли делают из листовых, штучных, рулонных материалов и мастик.

Листовые материалы – кровельная сталь, асбестоцементные волнистые листы и плиты на основе полимеров.

Из кровельной стали изготовляют картины покрытий скатов кровель, карнизные сливы, желоба, разжелобки, воронки и водосточные трубы.

Асбестоцементные листовые материалы по сравнению со сталью имеют преимущества: они мало теплопроводны, стойки против атмосферных и химических воздействий.

Покрытия на основе полимеров не нуждаются в антикоррозионной защите, высокопрочные и легкие.

Штучные материалы – это плоские плитки и черепица.

Рулонные материалы – рубероид, фольгоизол (лицевая сторона из металлической фольги), стеклорубероид, гидроизол, толь, толь-кожа, пергамин – в качестве пароизоляции), резинобитумный изол.

Мастики применяют самостоятельно как обмазочное покрытие кровли и для приклеивания рулонных материалов. В зависимости от вида вяжущего: битумные, резинобитумные, дегтевые, гидрокамовые, гидрокам-полимерные и полимерные.

Выбор кровельного материала – один из самых важных факторов, влияющих на внешний вид, комфортабельность и срок эксплуатации дома. Крыша выполняет множество функций: является верхней несущей и ограждающей конструкцией здания, предохраняет внутренние помещения от воздействий окружающей среды, создает эстетический вид строения и играет ведущую роль в архитектурном оформлении. На формирование облика крыши оказывают влияние климатические условия, ландшафт, национальные традиции и даже вероисповедание.

Кровельные материалы делятся на мягкие и жесткие. К жестким относятся: шифер, кровельное железо, металлочерепица, керамическая и бетонная черепица. К мягким относятся: рубероид, кровля на основе битума, покрытия из композиционных и полимерных материалов на основе каучуков и термопластов.

От использования шифера давно отказались во всем мире, т.к. асбест – сильный канцероген. В нашей стране шифер еще широко применяется в связи с низкими ценами на него.

Отличной заменой шиферу является экологичный ондулин. Это легкий, прочный листовой материал, имеющий волнообразный профиль. Ондулин водонепроницаемый, влагоотталкивающий, устойчивый к грибкам, химикатам, перепадам t^о и сильным морозам. Кроме того, он способен подавлять шумы извне.

На смену рубероиду приходят такие материалы как изопласт, гидростеклоизол, бикропласт, филизол и т.п. они более прочны. Эти полимерные материалы отличаются др. от друга сроками службы и допустимыми перепадами температур.

Для скатных крыш используется рулонный кровельный металл различного вида (герметичность, долговечность, срок службы – 100 лет).

Вид кровли и конструкцию подстилающего слоя предопределяет материал покрытия.

Стальные кровли настилают, собирая листы в картины лежачими фальцами (одинарным и двойным). Между собой картины соединяются стоячими фальцами (одинарным и двойным).

Лежачие фальцы располагают поперек уклона, а стоячие – вдоль. Картины укладывают так, чтобы лежачие фальцы размещались вразбежку.

В едновах, у карнизов и на скатах с малым уклоном, где вода, образуемая при таянии снега, может задерживаться, листы стыкуют двойными фальцами, а в остальных местах – одинарными. Фальцы должны быть промазаны суриковой замазкой.

Основание кровли – обрешетка из деревянных брусков сечением 0,05 на 0,05 м, настилаемых с шагом 0,25 м. В ендовах и на карнизах делают сплошной настил шириной 0,5-0,7 м. К брускам обрешетки прибивают кляммеры – узкие полоски кровельной стали. Их заводят в стоячие фальцы и загибают вместе с ними и так крепят кровлю. Свесы карнизных листов закрепляют к настилу с помощью Т-образных костылей.

Стальные кровли металлоемки. Поэтому в целях экономии их заменяют другими материалами, но и в этом случае из стали делают ендовы и примыкания к вертикальным конструкциям крыши. Когда применяют кровли и организованным водостоком, из стали выполняют свесы с настенными желобами, водосточные воронки и трубы – при кровлях из плиток или рулонного ковра.

Черную кровельную сталь предварительно один раз окрашивают для предохранения от коррозии. Второй раз окрашивают готовую кровлю. Срок технического износа хорошо содержащейся кровли 18-30 лет.

Масса кровли из не оцинкованной стали 12 кг/м², из оцинкованной – 15 кг/м², уклон 16-22^о.

Кровли из волнистых листов. Обрешетка как для стальной кровли. Сплошные настилы – в тех же местах. Под асбестоцементные листы бруски располагают так, чтобы каждый лист опирался на 3 бруска (шаг ~0,4 м). Кровли из волнистого стеклопластика устраивают по обрешетке с шагом 0,585 м.

Листы крепят к обрешетке оцинкованными гвоздями с широкими шляпками или шурупами. В асбестоцементных листах под гвозди сверлят отверстия на 2-3 мм больше диаметра гвоздя. В листах стеклопластика сверлить отверстия не нужно, т.к. он хорошо гвоздимый. Нижний ряд листов на карнизе или свесе дополнительно крепят к доскам настила скобками из кровельной стали, чтобы листы не оторвало ветром.

Листы из асбестоцемента напускают на предыдущий ряд не менее чем на 0,12 м, а листы стеклопластика – на 0,07 м. Стыки сметных рядов нахлестывают на ½ волны. Зазоры в стыках заделывают мастикой или раствором с добавлением асбестового волокна.

При неорганизованном водостоке рядовые волнистые листы спускают за карнизную доску не менее чем на 0,1 м. При организованном водостоке кровель из асбестоцементных листов настенные желоба, карнизы, трубы и ендовы выполняют из стали. Кровли из стеклопластика выполняют из однородного материала, т.к. промышленность выпускает элементы специального профиля: карнизные свесы, настенные желоба, воронки водосточных труб, уголковые примыкания и детали покрытий коньков.

Кровли из этих материалов устраивают с уклоном 25-45^о. Чем круче крыша, тем надежней эксплуатация, но тем и дороже. Чтобы не задувало снег под отдельные листы асбестоцемента в зарубежной практике укладывают под настил кровли строительный картон или пергамин.

Долговечность асбестоцементных кровель 30-40 лет, а масса – 25-30 кг/м².

Кровли из плитки укладывают по сплошному настилу. Каждую плитку крепят двумя оцинкованными гвоздями с широкой шляпкой, а также противоветровыми скобами или кнопками. В асбестоцементных плитках для гвоздей сверлят отверстия, в плитках из полимерного материала – нет. Плитки укладывают рядами, параллельными карнизу с нахлестом не менее 0,1 м. коньки, ребра и ендовы разделывают фасонными деталями, если их нет, – оцинкованной сталью или рулонными гидроизоляционными материалами. Т.к. у плиточных кровель много швов, в которые может задувать снег, под плитки по настилу укладывают слой гидроизоляционного материала, чтобы вода и снег не попадали на чердак.

Кровли из черепицы. Основание – обрешетка из деревянных брусков с шагом 310 мм. Пазовая черепица с обратной стороны имеет шипы с отверстиями. За эти шипы черепицу навешивают на обрешетку, зацепляя за бруски и укрепляя с помощью кляммер или мягкой проволоки. Кляммеры ставят через ряд, в ряду крепят каждую вторую или третью черепицу. Черепицы карнизного ряда крепят все. Для отвода воды с кровли желоба подвешивают под свесом карниза.

Пазовую ленточную черепицу укладывают в один слой с напуском на 0,07-0,08 м. Смежные ряды стыкуют на ширину продольного паза. Пазовую штампованную черепицу также укладывают в один слой с продольным и поперечным напуском только на ширину пазов (фальцев). Плоскую ленточную черепицу укладывают в два слоя.

Долговечность черепичных кровель до 60 лет, масса – 60-70 кг/м², уклон 25-45^о.

Рулонныекровли выполняют по жестким основаниям: двухслойному диагональному настилу из досок, цементной стяжке, асфальтобетону, железобетонным плитам и панелям с тщательно отделанной поверхностью, загерметизированными швами и наклеенными на них полосками гидроизоляции шириной 0,1-0,12 м.

В недолговечных постройках полотнища рулонного ковра укладывают насухо и крепят прижимными планками. В постройках с большим сроком службы ковер наклеивают на мастике перпендикулярно скату (уклон не больше 8^о) или вдоль ската при больших уклонах. Полотнища перепускают через конек на соседний скат на 0,25 м, стыкуют в продольном направлении на 0,1-0,12 м, а в поперечном (на стыках рулонов) – на 0,15-0,2 м.

Приклеенный рулонный ковер хорошо держится, если уклон кровли не больше 8^о. Если больше – может сползти. Чтобы этого не произошло его крепят гвоздями с резиновыми шайбами.

Первый слой кровли делается из пергамина, который прибивается гвоздями. Остальные слои приклеиваются.

Рулонные гидроизоляционные материалы, изготовляемые на дегтевой основе (толь, толь-кожа), приклеивают к основанию дегтевой мастикой. Гидроизоляционные материалы, изготовляемые на битумной основе, приклеивают битумной мастикой. Количество слоев кровли устанавливают в зависимости от уклона.

При уклоне 2,5-10% кровельный ковер может состоять: из трех слоев толь-кожи на дегтевой мастике, или из двух слоев стеклорубероида, или из трех слоев рубероида на битумной мастике.

При уклоне более 10% допускается укладывать один верхний слой рубероида или стеклорубероида и два слоя подкладочного рубероида или пергамина на битумной мастике.

На кровлях с организованным водостоком карнизы выполняют из оцинкованной стали, а при неорганизованном – край ковра прижимают стальной полосой к торцу крайней доски настенного настила карниза. В ендовах, местах примыкания к парапетам и др. вертикальным элементам на крыше ковер усиливают, укладывая 2-3 дополнительных слоя изоляции. В этих местах основание скругляют по радиусу менее 0,1 м, чтобы изоляция не ломалась в месте перехода на стену. Ковер поднимают на стену не менее чем на 0,25 м и закрепляют к бруску, проложенному в штрабе. Место примыкания защищают стальным фартуком. Между ним и ковром оставляют воздушную прослойку 0,01-0,03 м. для вентиляции в фартуке через 1,5-2 м прорезают отверстия. Это понижает температуру ковра и предохраняет мастику от сползания.

На скатных кровлях верхний слой ковра покрывают декоративным рулонным материалом с посыпкой из крупного песка и слюдяной крошки и т.п.

Плоские (с уклоном до 2,5%) рулонные кровли с внутренним водостоком представляют собой водонепроницаемые ванны. Их гидроизоляционный ковер выполняют из 4-5 слоев. В местах примыкания к трубам и водосточным воронкам ковер прорезают отверстиями и прижимают съемным фланцем. У водосточной воронки ковер разделывают. Чашу воронки оклеивают двумя слоями стеклоткани размером 1х1 м. Ее пропитывают мастикой. По ткани наклеивают 2 дополнительных слоя рулонного материала. После наклейки основного ковра его защищают третьим слоем стеклоткани, затем устанавливают прижимной фланец.

Плоские крыши делят на неэксплуатируемые и эксплуатируемые, которые используются в качестве соляриев, площадок отдыха и т.д.

Плоские неэксплуатируемые кровли устраивают из 4-5 слоев толь-кожи на дегтевой мастике, из 3-х слоев стеклорубероида или 4-х слоев биостойкого рубероида, приклеиваемого битумной мастикой, и из 4-х слоев гидроизола на битумной мастике. Сверху укладывают слой гравия толщиной 20-25 мм.

В плоских эксплуатируемых кровлях на слой мелкого гравия укладывают дренирующий слой из крупного гравия. Толщина дренирующего слоя 60-70 мм. Он предназначен для отвода воды, проникающей через верхнее покрытие. На дренирующий слой укладывают бетонные плиты размером 400х400 мм, керамическую плитку или слой асфальта.

В совмещенных плоских покрытиях рекомендуется в качестве утеплителя применять пено- или газобетон. По верху утеплителя накладывают армированную сеткой стяжку толщиной 25-30 мм из цементного раствора и наклеивают кровлю. Затем, как и в плоских раздельных покрытиях, укладывают слой мелкого гравия, дренирующий слой крупного гравия и покрытие из асфальта, бетонных плит или керамических плиток.

Безрулонныемонолитные кровли – это мастичные и эмульсионные. Составы наносят на жесткое основание, и они, твердея, образуют водоизоляционный ковер без швов. Применяются два вида монолитных кровель: неармированные и армированные.

Неармированные – 3-4-х-слойные кровли. У ендов, воронок, карнизов и мест примыкания кровлю усиливают дополнительным слоем и стеклотканью, пропитанной мастикой. Швы между плитами сборного основания тщательно разделывают. Чтобы покрытие отражало солнечные лучи, в состав включают металлическую пудру (алюминий). В ответственных конструкциях применяют эмульсии и мастики с добавлением армирующего материала – рубленого стелкловолокна. Это повышает надежность покрытия, препятствует появлению трещин.

Основной ковер армированных кровель выполняют в 3-5 слоев эмульсии. После нанесения каждого слоя раскатывают стеклосетку. Последующим слоем сетку тщательно пропитывают. Последний слой делают блестящим.

Отвод воды с крыш устраивают наружный и внутренний. Наружный может быть неорганизованный, со свеса карнизов без желобов, и организованный – с настенными или подвесными желобами, водосборными воронками и водосточными трубами.

Неорганизованный отвод воды допускается в зданиях высотой до 5 этажей, не имеющих балконов, и отделенных от тротуаров и дорог газонами. Свес карниза при таком отводе воды должен быть не менее 550 мм. В средних и северных районах вдоль карниза образуются наледи, которые трудно счищать.

Более надежное организованное удаление воды при помощи водосборных желобов, воронок и труб. Водосборные воронки устанавливаются под лотками настенных желобов или парапетных стенок.

Водосточные трубы бывают обычно Æ 13 см, их количество определяют из расчета 1 см² сечения трубы на 1 м² кровли.

В районах с отрицательными наружными температурами эксплуатация организованного наружного отвода воды вызывает большие трудности. В водосборных воронках и особенно в лотках парапетов образуются ледяные пробки. Поэтому на карнизах у воронок наблюдаются большие наледи. Это опасно для людей, находящихся на тротуарах. Обивка наледей и удаление льда из настенных желобов сопряжены с большими трудностями и часто приводят к повреждению кровли. Поэтому в зданиях повышенной этажности более надежно удаление воды с крыш при помощи внутренних водостоков. При этом скаты крыши делают к центральной оси здания. Чугунные трубы внутренних водостоков размещают в лестничных клетках, в туалетах или ванных комнатах так, чтобы они не мешали эксплуатации помещений и не портили внутренний вид.

Водосборные воронки размещают по центрально расположенной ендове крыши. Для стока воды к воронкам делают в ендове уклон 1-2^о. Количество водосборных воронок устанавливают из расчета 1 воронка на 300-350 м² крыши. Конструкции и форма воронок бывают самые разнообразные, но принципиально делятся на две группы: выступающие над плоскостью крыши и плоские, не выступающие над крышей. Плоские воронки быстро засоряются и требуют большего ухода, чем выступающие.

Водосточные воронки состоят из 3-х основных частей – патрубка, горловины и колпака, а в плоских водосборах – из горизонтальной решетки. Патрубок в верхней части имеет воронкообразное расширение, на которое с внутренней стороны настилают кровельный ковер, прижимаемый плотно сверху горловиной, на выступы которой укладывается колпак с прорезями для воды или плоская решетка.

Вода при внутренних водостоках может отводиться в канализацию дома, в ливневую канализацию или при помощи наконечника – наружу, но необходимо следить, чтобы не образовалось в наконечнике ледяной пробки.

На скатных крышах для вентиляции чердаков предусматривают слуховые окна. Они бывают треугольной или прямоугольной формы. Размещать их на крышах надо так, чтобы было сквозное проветривание чердака. При выходе дымовых труб или вентиляционных шахт надо тщательно окрывать их кожухом из кровельной стали, а сверху устраивать колпаки.

В зданиях высотой в 3 этажа и более необходимо устройство на крыше оградительных барьеров высотой не менее 600 мм из невозгораемых материалов. При наружном водостоке – решетчатых, а при внутреннем, как правило, глухих парапетов.

Для систем внутреннего электрооборудованиягражданских зданий используют аппараты защиты и вводно-распределительные устройства, провода и кабели, счетчики расхода энергии, электроразборные и осветительные приборы.

Аппараты защиты – это плавкие предохранители, автоматические выключатели и реле. Они предохраняют электропроводку от замыкания.

Вводы и вводно-распределительные устройства – для присоединения внутренних сетей к внешним.

Для электропроводок применяют провода и кабели с алюминиевыми и медными жилами. Чаще всего используют кабели с бумажной и резиновой изоляцией и провода с изоляцией из поливинилхлорида и др. полимеров-диэлектриков.

Электроприемники– штепсельные розетки, контакторы и магнитные пускатели. Два последних используют для дистанционного управления двигателями.

В системах слабых токовиспользуют такие же кабели и провода, как и в электроснабжении, но значительно меньшего сечения жил (медных). Разводку от телевизионных антенн выполняют коаксиальным кабелем с медной оплеткой сердечника.

В сетях энергоснабжения зданий применяют систему напряжения 380/220 В при глухом заземлении нейтралей питающих трансформаторов.

Здания питают от внутриквартальных кабельных сетей. Их прокладывают в две или три нитки на случай аварии. В многоэтажных многосекционных домах делают один или несколько вводов. На них ставят вводно-распределительные устройства с автоматическими выключателями, переключателями и предохранителями.

Внутридомовые электрические сети состоят из: вводно-распределительных устройств; линий, питающих квартиры с сетью разводки по ним; силовых линий электроприводов лифтов, насосов и др. оборудования дома и групповых сетей рабочего и аварийного освещения внеквартирных помещений (лестниц, подвалов и т.п.). В зданиях с встроенными учреждениями линии их электропитания выделяют в самостоятельные системы.

Линии питания по принципу построения схемы делят на разомкнутые и замкнутые. Разомкнутая схема проще, но при аварии прекращается питание всех потребителей. Замкнутая система имеет несколько источников питания.

Стояки питания квартир размещают на лестничных клетках, скрывая в штрабах ограждающих стен. В зданиях до 16 этажей, имеющих не менее 4 квартир на этаже, прокладывают один стояк. При увеличении числа квартир для обеспечения надежности прокладывают два стояка.

На стояке у ответвления в квартиру устанавливают распределительный щит с двухполюсным пакетным выключателем-автоматом и электросчетчик. Пакетные автоматы (пробки) защищают от коротких замыканий и перегрузки линии. Проводку делают скрытую, провода прячут в строительные конструкции.

Системы коллективных телевизионных антенн и радиотрансляционных сетейвыполняют, прокладывая магистральные стояки питания по стенам лестничных клеток в специальных штрабах. На стояках устанавливают поэтажные распределительные коробки.

Питание телевизионных стояков осуществляют сверху. Антенну устанавливают на крыше. Место выбирают, обеспечивая наилучший прием телевизионных сигналов, но по возможности дальше от слуховых окон, вентиляционных и дымоходных шахт, радиотрансляционных и телефонных воздушных линий.

Стояки радиотрансляции и телефонов питают и сверху, и снизу. Верхнее питание применяют, когда городская сеть подвешена по воздуху на столбах. Нижнее, если кабели радио и телефона уложены в подземную канализацию, обычно из асбестоцементных труб, заглубленных в землю не менее чем на 0,7 м.

Технико-экономические сведения.

Доля инженерного оборудования в общей стоимости строительства зданий постоянно растет, т.к. современные здания все больше им насыщаются. Сейчас затраты на оборудование достигают 18-20%, в т.ч. на санитарно-технические системы 7-8%. С ростом этажности застройки и повышением ее комфортности эти затраты могут доходить до 50% от сметной стоимости объекта.

Поэтому необходимо при проектировании проводить социально-экономическое обоснование необходимости применения тех или иных систем. Сократить текущие расходы по эксплуатации инженерного оборудования позволит внедрение новой техники, автоматизации, кибернетизации и учета использования воды, тепла и электроэнергии.

Контрольные вопросы

1. Элементы внутреннего водопровода. Схемы сетей.

2. Системы горячего водоснабжения: виды разводки.

3. Централизованная и местная системы горячего водоснабжения.

4. Элементы внутренней канализации зданий.

5. Устройство внутренней сети газопроводов.

6. Классификация систем теплоснабжения.

7. Классификация нагревательных приборов.

8. Классификация и устройство систем вентиляции жилых зданий.

9. Устройство мусоропроводов в жилых зданиях.

10. Устройство электроснабжения зданий.

11. Электрическая сеть здания: требования к электропроводке, источники освещения.

12. Системы слабых токов в жилых зданиях.

13. Классификация лифтов. Требования, предъявляемые к лифтам.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

1. Наземные постройки для жилья, отдыха, учебы и т.п. называют

-: зданиями

-: сооружениями

2. Объекты строительства технического назначения называют

-: зданиями

-: сооружениями

3. Определенная система взаиморасположения помещений в здании называется решением

-: конструктивным

-: объемно-планировочным

4. Внутреннее пространство здания, заключенное между перекрытиями, называется

-: подвалом

-: этажом

-: помещением

5. Совокупность правил для назначения объемно-планировочных параметров здания называется

-: СНиПом

-: единой модульной системой

-: ГОСТом

6. Прогоны в здании служат опорами для

-: перекрытий

-: стен

-: фундаментов

7. Наименьший удельный вес затрат на перекрытия приходится в зданиях

-: крупнопанельных

-: крупноблочных

-: кирпичных

8. Наибольшую экономическую значимость в общей стоимости жилых зданий составляют

-: стены

-: фундаменты

-: перекрытия

9. Трамбовка и укатка – способ уплотнения грунта

-: химический

-: термический

-: механический

10. Фундаменты устраивают при залегании под подошвой слабых или неоднородных грунтов и при больших нагрузках от здания

-: сплошные

-: свайные

-: столбчатые

11. Фундаменты устраивают, когда плотные слои грунта залегают на большой глубине

-: сплошные

-: свайные

-: ленточные

12. Подвалы от грунтовой сырости защищают вертикальной обмазкой битумной мастикой

-: стен подвала

-: пола подвала

-: основания

13. Наиболее экономичными по стоимости являются полы

-: дощатые

-: линолеумные

-: наливные

14. Наиболее экономичными по трудоемкости являются полы

-: паркетные

-: дощатые

-: линолеумные

15. В перекрытиях под санузлами и мокрыми помещениями обязательно устраивается

-: гидроизоляция

-: теплоизоляция

-: пароизоляция

16. Створки наружных оконных переплетов прикреплены к

-: оконной коробке

-: внутренним переплетам

-: наружным переплетам

17. Горизонтальная плоскость у лестничных ступеней называется

-: проступью

-: подступенком

-: косоуром

-: тетивой

Несущие наклонные балки, опираемые на лестничные площадки и поддерживающие лестничные ступени, называют

-: тетивами

-: косоурами

-: подступенками

Систему раскладки стеновых блоков в пределах высоты этажа называют

-: разрезкой

-: раскладкой

-: разделкой

20. Основные элементы сборного железобетонного каркаса

-: стыки

-: колонны

-: сваи

21. Наслонные стропила устраиваются при наличии в здании

-: внутренних стен

-: перегородок

-: лестниц

22. Висячие стропила устраиваются при отсутствии в здании

-: промежуточных опор

-: перегородок

-: лестниц

23. Машинное отделение лифта может располагаться

-: над шахтой

-: в шахте

-: под шахтой

24. Слуховые окна предназначены для

-: выхода на крышу

-: лучшей слышимости

-: освещения чердака

25. Ограждения на крышах устраиваются высотой не менее

-: 0,6 м

-: 0,7 м

-: 0,8 м

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема жилища – одна из острейших проблем человечества. Успешность решения этой проблемы существенно зависит от качества проектирования, возведения и последующего содержания зданий. Поэтому в данном конспекте лекций большое внимание уделено изучению вопросов, знание которых необходимо для эффективного управления объектами недвижимости: современных объемно-планировочных и конструктивных решений зданий и сооружений, также устройства инженерно-технических систем зданий.

Приведенные в данной работе материалы являются базовыми для изучения дисциплин “Здания и сооружения” и “Техническая эксплуатация зданий”, изучаемых студентами по специальности 080502(2) – Экономика и управление на предприятии городского хозяйства и 080502(9) – Экономика и управление на предприятии (операции с недвижимым имуществом). Для успешного освоения этой дисциплины студентам необходимо активно работать на занятиях и прорабатывать рекомендуемую преподавателем литературу, перечень которой приведен в данном учебном пособии.

Список литературы

Нормативные правовые акты

1. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. – М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003 год, с измен.

2. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. – М., 1983.

3. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. – М., 1995, с измен.

4. СниП I-3-79**. Строительная теплотехника (с изменениями №1-4). – М., Госстрой России – М: ГУП ЦПП, 2001.

Основная литература

5. Белоконев Е.Н., Абуханов А.З., Чистяков А.А. Основы архитектуры зданий и соружений: Учеб. пособ. – Р-н-Д, 2005.

6. Кузнецов Е.П., Дыбов А.М., Сутырин Н.М. Техника и технология отраслей городского хозяйства: Учебное пособие. – СПб: СПбГИЭУ, 2005.

7. Лычев А.С., Иваненко Л.В. Здания и сооружения. Основы проектирования и конструирования. Инженерное оборудование: Учеб. пособ. – Самара, 2003.

8. Маклакова Т.Г. Архитектура гражданских и промышленных зданий. – М.: Изд-во Ассоц. строит. вузов, 2002.

9. Маклакова Т.Г., Нанасова С.М. Конструкции гражданских зданий: Учебник – М.: изд-во АСВ, 2004.

Терминологический словарь

Анфиладная схема– последовательно расположенные проходные помещения.

Балка– горизонтальный конструктивный элемент перекрытия или каркаса из дерева, стали и железобетона, работающий на изгиб.

Балконы –это огражденная площадка для отдыха, выступающая из стены здания.

Блокированные системы– каждая из групп родственных помещений расположена в отдельном блоке.

Венчающий или главный карниз – расположенный по верху наружной поверхности стены.

Висячие стропильные системы – это фермы с затяжкой, воспринимающей распор.

Высота этажа –расстояние от уровня пола до верха вышележащей перекрывающей конструкции.

Горбыльки – это горизонтальные и вертикальные бруски внутри обвязки окон.

Грунты– различные горные породы магматического, метаморфического и осадочного происхождения.

Двери – это ограждающие конструкции, служащие для изоляции проходных помещений друг от друга, для сообщения между комнатами, а также для входа и выхода из здания.

Долговечность– это свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Допуск – максимально допустимое отклонение фактического размера конструктивного или сборного элемента в большую или меньшую сторону.

Единая модульная система– совокупность правил согласования размеров объемно-пространственных и конструктивных элементов зданий на базе единого модуля М, равного 100 мм.

Ендова– лоток для сброса воды в месте стыка двух смежных скатов крыши, образующих входящий угол.

Естественныеоснования – грунты, залегающие под фундаментом и способные в природном состоянии воспринимать и выдерживать нагрузку от здания.

Зальные планировочные схемы– выделение основного функционального элемента – большого зала.

Здание– это антропогенная система, созданная человеком для защиты от непогоды и врагов, а также для определенного вида деятельности.

Импосты– промежуточные вертикальные бруски при площади оконных проемов больше 2 м².

Инженерное оборудование зданий –это санитарно-технические системы и приборы здания.

Инсоляция помещений– облучение поверхностей солнечными лучами.

Искусственное основание – это искусственно уплотненный или упрочненный грунт.

Карниз – горизонтальный выступ на стене, зрительно поддерживающий крышу здания и защищающий стену от стекающей воды.

Качество жилья –совокупность свойств, характеризующих степень пригодности зданий к использованию по назначению и удовлетворению запросов потребителя.

Колонны и столбы –опоры или стойки, установленные внутри здания, воспринимающие нагрузки от перекрытий и стен, и передающие их на фундамент.

Конек– ребро двухгранного угла, образованного двумя скатами крыши.

Конструктивная схемаздания – принцип размещения в пространстве его основных несущих конструкций.

Конструктивный номинал– размер конструктивного элемента.

Контрфорс –вертикальный выступ или поперечная стена, усиливающие основную несущую конструкцию и воспринимающие, главным образом, горизонтальные нагрузки.

Коридорная схема – отдельные изолированные ячейки, отделенные от коридора перегородками.

Косоуры– наклонные балки, на которые укладывают ступени лестниц.

Кровля – это водонепроницаемое покрытие здания.

Крыша – кровля и поддерживающая ее конструкция.

Лестницы– вертикальные коммуникации здания.

Лестницы – это пути сообщения между этажами, служащие также для аварийной эвакуации из здания людей.

Лестнично-лифтовой узел – это помещение, предназначенное для размещения вертикальных коммуникаций (лестничной клетки и лифтов).

Лестнично-лифтовой холл – помещение перед входами в лифты.

Лоджия – углубленный балкон на фасаде здания, обычно открытый с одной стороны.

Мансардный этаж (мансарда) размещен внутри чердачной части здания.

Марши – ступени, уложенные на косоуры.

Надежность– сохранение работоспособности в течение всего срока службы здания или его элемента.

Надземная часть здания располагается выше перекрытия подземной части здания.

Наслонные стропила – это раскосная система, состоящая из стропильных ног, подкосов и промежуточных опор – стоек.

Натурный размер – фактический размер элемента, выполненного в натуре.

Несущий остов здания образуют несущие конструкции. Ограждения – части здания, которые защищают от внешней среды или разделяют помещения.

Номинальный модульный размер– проектное расстояние между разбивочными осями.

Нормали –это проектно-типологические стандарты.

Обрез– нижняя часть ската крыши.

Объемно-планировочныйэлемент – часть объема здания, ограниченная высотой этажа, продольным и поперечным шагом, пролетом.

Огнестойкость зданий (конструкций) – это способность сопротивляться воздействию огня и распространению опасных факторов пожара.

Окна – прозрачные ограждающие конструкции здания.

Окна и балконные двери– это основные вертикальные ограждающие конструкции жилых зданий, которые предназначены для обеспечения естественной освещенности, инсоляции, вентиляции жилого помещения и для зрительной связи с окружающей средой.

Основаниездания – массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий через него нагрузки от зданий и сооружений.

Отказ– частичная или полная потеря работоспособности в результате возникновения неисправности.

Отмостка – узкая полоса вокруг здания с покрытием из каменных материалов, бетона или асфальтобетона.

Парапет –часть наружной стены, возвышающаяся над крышей и ограждающая ее.

Перегородки – конструктивные элементы,делящие пространство в пределах этажа на помещения.

Перегородки– разделяют помещения и защищают их от шума.

Перекрытия –внутренние горизонтальные конструкции, разделяющие здание по высоте на этажи.

Перекрытия – горизонтальные элементы, разделяющиездания на этажи, несущие собственный вес и полезные (временные) нагрузки от людей и различных предметов, стоящих на полах, а также обеспечивающие пространственную жесткость здания и воспринимающие горизонтальные усилия.

Перемычка – балочный или арочный конструктивный элемент, перекрывающий проем в стене сверху и воспринимающий нагрузки вышележащих конструкций.

Пилястры –вертикальные выступы (утолщения) стен прямоугольного сечения, служащие для придания устойчивости стенам большой высоты и протяженности.

Планировочная отметка земли – это уровень земли на границе отмостки.

Подвальный этаж – отметка пола помещений ниже планировочной отметки земли более чем на половину высоты.

Подземная часть здания расположена ниже планировочной отметки земли или отмостки (ниже 0.000).

Подошва – нижняя плоскость фундамента.

Пожарная опасность здания – это способность возникновения опасных факторов пожара и его развития.

Покрытие – ограждающий конструктивный элемент сверху здания.

Полуколонны– полукруглые выступы стен.

Привязка– местоположение элемента относительно разбивочных осей.

Продухи– отверстия в наружных стенах.

Проектное решение – решение задачи по возведению или реконструкции какого-либо здания, комплекса зданий, сооружения или по осуществлению определенного производственного процесса, изложенного в проекте.

Проемы –это отверстия в стенах для установки оконных и дверных блоков.

Пролет– расстояние в плане здания между разбивочными осями его несущих стен, колонн, опор в направлении, соответствующем длине основной несущей плиты перекрытия.

Промежуточный карниз– карниз, разделяющий этажи.

Простенки – участки стен между проемами.

Работоспособность здания– состояние, при котором здание и его элементы способны нормально функционировать в заданных режимах.

Ремонтопригодность здания – это приспособленность элементов здания к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей при техническом обслуживании и ремонте.

Ростверк– конструкция верхней части свайного фундамента в виде бетонной или железобетонной балки.

Сандрик –небольшой карниз, расположенный над проемами стены на фасаде здания.

Секция – объемно-планировочные элементы, объединенные одной лестничной клеткой.

Скат– наклонные плоскости скатных чердачных покрытий, покрытые кровлей из водонепроницаемых материалов.

Сооружение– это объемная, плоскостная или линейная наземная, надземная или подземная строительная система, состоящая из несущих, в отдельных случаях и ограждающих, конструкций, и предназначенная для выполнения производственных процессов различного вида, хранения материалов, изделий, оборудования, для временного пребывания людей, перемещения людей и грузов и т.д. (трубопроводы, линии электропередач, путепроводы, аэродромы, стадионы, метро, тоннели, башни, гидротехнические и мелиоративные сооружения).

Социально-экономическая оценка – это соотношение социальных и экономических показателей, определяемое количеством баллов, процентов, часов увеличения свободного времени, градусов приближения температуры к комфортной и др. и измерение потребительских свойств жилища, приходящихся на 1 руб. затрат.

Спуск– верхняя часть ската крыши.

Средняки – горизонтальные бруски при площади оконных проемов больше 2 м².

Стена –ограждающая и, в большинстве случаев несущая конструкция.

Стропильная система или чердачное перекрытие(при совмещенной крыше) – специальные конструкции, которые поддерживают кровлю.

Стропильные системы– конструкции чердачных крыш.

Тамбур – проходное пространство между дверями, служащее для защиты от проникновения холодного воздуха, дыма и запахов при входе в здание, лестничную клетку или др. помещения.

Технико-экономическая оценка –это сопоставление технических показателей с экономическими.

Технический этаж – этаж, используемый для размещения инженерного оборудования и прокладки коммуникаций.

Типизация– отбор наилучших объемно-планировочных параметров здания (шагов, пролетов), конструктивных размеров оконных и дверных проемов и сборных изделий для них с целью многократного использования их в качестве типовых для массового строительства зданий.

Типоразмер изделия – тип сборного элемента (панель перекрытия и др.), его геометрическая форма и размеры.

Унификация– применение небольшого числа единообразных по форме и размерам элементов взамен большого количества типовых деталей.

Фитинги – соединительные фасонные детали, которые устанавливаются при монтаже на стыках, поворотах и ответвлениях трубопроводов.

Фрамуга– верхняя открывающаяся или глухая часть окна.

Фронтон – завершение фасада здания, портика, колоннады, ограниченное двумя скатами крыши.

Фундамент– это подземная конструкция, предназначенная для передачи нагрузки от здания через подошву на грунт основания.

Цоколь –нижняя часть стены, лежащая на фундаменте.

Цокольный этаж – это этаж, отметка пола помещений которого ниже планировочной отметки земли на высоту не более половины высоты помещений.

Чердак – это пространство между поверхностью покрытия крыши, наружными стенами и перекрытием верхнего этажа.

Шаг – это расстояние между вертикальными несущими конструкциями (колоннами, столбами, стенами или оконными простенками), членящими здание на планировочные элементы.

Щипец– верхняя часть торцовых стен здания, ограждающая чердак при 2-х- и 3-х-скатной крыше.

Эркер –выходящая из плоскости фасада часть помещения, улучшающая освещенность и инсоляцию.

Этаж – часть здания по высоте, ограниченная полом и перекрытием или полом и покрытием.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Извлечение из рабочей программы дисциплины

СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ ДИСЦИПЛИНЫ

Введение

Цель и задачи дисциплины. Предмет и метод дисциплины, ее структура и место в учебном процессе. Требования к знаниям и умениям специалиста.

Назначение различных зданий и сооружений. Жилые и общественные здания и сооружения как основные фонды городского хозяйства.