Цель: расширение и углубление приобретенных на лекциях знаний, касающихся особенностей конструктивного решения отдельных частей и элементов гражданских зданий.
Вопросы.1. Фундаменты: ленточные; столбчатые; сплошные; свайные.
2. Стены из мелкоразмерных элементов: кирпичные; из керамиче-
ких блоков; из мелких блоков.
3. Перекрытия: сборные; монолитные.
4. Крыши: деревянные стропильные; железобетонные чердачные и
бесчердачные.
1. Ленточный фундамент - непрерывный конструктивный элемент(рис.1.1), залегающий ниже поверхности грунта и передающий нагрузку от здания на основание.
Рис. 1.1. Ленточные фундаменты: а) – из бутового камня; б) – из бутобетона; в) – бетонный.
Фундаменты из бутового камня постелистой или рваной формы (рис.1.1.а) выполняется на цементном растворе с перевязкой вертикальных швов. Переход от широкой части фундамента к узкой осуществляется уступами шириной 150…250мм и высотой не менее двух рядов кладки. Возведение таких фундаментов целесообразно там, где природный камень является местным материалом.
Бутобетонные фундаменты представляют собой бетонную смесь со втопленным в неё бутовым камнем (рис.1.1.б). Их возводят в щитовой опалубке или в траншеях (при плотных грунтах). Такие фундаменты менее трудоёмки, нежели бутовые, но отличаются повышенным расходом цемента.
Бетонные ленточные фундаменты выполняются из бетонной смеси в щитовой опалубке (рис.1.1в).
Рассмотренные выше фундаменты преимущественно используются в малоэтажных зданиях, в то время как для многоэтажных зданий проектируются ленточные фундаменты из сборных железобетонных изделий - опорных плит (подушек) прямоугольного или трапециевидного сечения и фундаментных блоков прямоугольного сечения, которые монтируются на подушки с обязательной перевязкой швов(рис.1.2.а).
Прерывистые сборные ленточные фундаменты выполняют из плит, уложенных на некотором расстоянии друг от друга (от 0,2 до 0,9 м) с целью сокращения расхода материалов и трудозатрат (рис.1.2б).
Рис. 1.2. Сборные бетонные фундаменты: а) – непрерывные; б) –прерывистые.
1 – фундаментные плиты; 2 – фундаментные блоки
Столбчатые (отдельностоящие) фундаменты используются при возведении каркасных зданий и включают в себя плитную часть из одной или нескольких ступеней и подколонник с углублением («стаканом»), предназначенный для установки колонн или столбов (рис.1.3а)
Рис. 1.3. Столбчатые фундаменты: а) – сборные железобетонные стаканного типа; б) –из
сборных плит, уложенных друг на друга; в) – из природного камня.
1 – плитная часть; 2 – подколонник; 3 – углубление («стакан»); 4 – фундаментные
Плиты; 5 – кирпичные столбы; 6 – кладка из природного камня.
По способу возведения столбчатые фундаменты бывают: - монолитные, возводимые в опалубке непосредственно на строительной площадке;
- сборные индустриального производства.
Столбчатые фундаменты под несущими стенами здания устанавливают в углах, в местах примыкания и пересечения стен, а на протяжённых участках - через 3-6 м длины (рис.1.4).. По верху опор фундаментов укладывают железобетонные балки, передающие нагрузки от стен на фундамент. Под балками устраивается утепляющая «подушка из шлака или песка для предупреждения возможных деформаций от осадки основания.
Рис. 1.4. Опирание несущих стен на столбчатые фундаменты.
1 – фундамент; 2 – фундаментная балка; 3 – кирпичная стена; 4 –утепляющая подушка
Сплошной фундамент в виде монолитной железобетонной плиты устраивают под всей площадью здания (рис.1.5). Такой фундамент необходим при значительных нагрузках на основание, а также при возведении здания на неоднородных и слабых грунтах основания. Такой фундамент обеспечивает равномерную осадку здания и защищает подвальные помещения от подпора грунтовых вод.
Рис. 1.5. Сплошной (плитный) фундамент..
1 – плита из монолитного железобетона; 2 –арматурная сетка.
Свайные фундаменты состоят из удлинённых бетонных или железобетонных стержней, объединённых по верху балкой ростверка. По характеру работы различают сваи – стойки, передающие нагрузку от здания на плотные массивы грунта, и висячие сваи, уплотняющие основание, которое воспринимает нагрузку от здания за счёт сил трения, возникающих на боковых поверхностях свай от воздействия грунта(рис.1.6).
По виду материала сваи делятся на железобетонные, деревянные, стальные.
По конструктивному признаку различают сваи забивные(изготовленные на предприятиях стройиндустрии и погружаемые в грунт с помощью специальных механизмов) и набивные (выполняемые на строительной площадке посредством заполнения бетонной смесью заранее пробуренных скважин).(рис.1.7).
Рис. 1.6. Свайные фундаменты: а) – сваи-стойки; б) – висячие сваи.
1 –ростверк; 2 –свая; 3 – слой слабых грунтов; 4 – плотные слои грунта.
По глубине заложения различают сваи короткие (до 6 м) и длинные (более 6 м). Призматические, пирамидальные или трубчатые забивные сваи сочетают с монолитным или сборным ростверком (рис.1.7а), при этом, длина свай составляет 4,5…12 м. Для набивных свай производится бурение скважин диаметром 400…1700 мм с уширением в нижней части, что повышает несущую способность свай. Их длина составляет более 10 м (рис.1.7б).
Под здания повышенной этажности размещают набивные сваи глубокого заложения с диаметром ствола до 1,5 м и глубиной до 40 м, объединяя их по верху монолитным железобетонным ростверком (рис.1.7в).
Безростверковые фундаменты служат опорой для полносборных зданий. Вместо внутренних поперечных стен в подземной части забивают сваи с надземными сборными оголовками, по выровненной поверхности которых укладывают плиты подвального перекрытия (рис.1.8).
Рис. 1.7. Свайные фундаменты: а) – из забивных свай; б) – из набивных свай; в) – глу-
бокого заложения.
1 – забивная свая; 2 –железобетонный ростверк; 3 – гидроизоляция; 4 – стена; 5 – выпуски
арматуры; 6 – набивная свая с уширенной пятой; 7 – плотные породы грунтов; 8 – набивная
свая диаметром до 1,5 м; 9 – плита ростверка.
Под подошвой фундамента забивные и набивные сваи размещают в один или несколько рядов. Ряды свай образуют свайную полосу а группа (более трёх) – свайный куст, располагаемый под отдельным фундаментом.
Рис. 1.8. Безростверковый свайный фундамент.
1 – свая под продольными стенами; 2 – то же под поперечными; 3 – сборные оголовки; 4 – цокольная панель; 5 – плита перекрытия; 6 – панель внутренней продольной стены.
2.Для кладки кирпичных стен используется керамический или силикатный кирпич, одинарный или утолщённый. Толщина кирпичных стен кратна половине кирпича и составляет 250, 380, 510, 640 мм. Толщина горизонтальных швов 10…15 мм, вертикальных – 8…15 мм (рис. 1.9а)
Кирпичи, уложенные вдоль стены, образуют ложковые ряды, уложенные поперёк – тычковые. Определённый порядок в чередовании ложковых и тычковых рядов в кладке стены называют системой перевязки. Процедура специальной обработки наружных швов в виде валика или желобка называется расшивкой швов и служит для улучшения декоративных качеств поверхности стены.
Рис. 1.9. Стены: а) - из кирпича; б) - из керамического камня.
1 – тычковый ряд; 2 – ложковый ряд.
Стены из керамического камня выкладывают, чередуя тычковые и ложковые ряды; при этом большая часть пустот укладываемых камней располагается вдоль стены, улучшая теплозащитные качества ограждения (рис.1.9б)
Облегченные кирпичные стены имеют внутри промежутки, заполненные, как правило, утеплителем (рис.1.10а,б,в).
.
Рис. 1.10. Облегченные стены: а) – анкерные кирпично-бетонные; б) –колодцевые;
в) – с воздушной прослойкой; г) – из мелких блоков.
1 – легкий бетон; 2 – сыпучий утеплитель; 3 – воздушная прослойка; 4 –целый блок;
5 – продольная половинка.
Стены из мелких блоков укладывают пустотами вниз, используя для поперечной перевязки продольные половинки (рис.1.10г).
3.Горизонтальные элементы, разделяющие внутренний объём на этажи, называют, перекрытиями, которые делятся по конструктивному признаку на балочные и
Рис. 1.11. Опирание плит перекрытия: а) – многопустотных на кирпичные стены; б) – многопустотные на панельные стены; в) – сплошные на панельные стены.
1 – наружная кирпичная стена; 2 –стальной анкер; 3 –стальная накладка; 4 –растворная прослойка;
5 – наружная панельная стена; 6 – закладная деталь; 7 – связи стальные; 8 – подрезка при сопряжении с наружной стеной; 9 монтажная петля стеновой панели; 10 – П-образная стальная связь; 11 – выпуск арматуры; 12 – подрезка на боковых гранях панели; 13 – стержень, связывающий выпуски арматуры; 14 – подрезка при сопряжении внутренних стен.
безбалочные, и по материалу – на железобетонные (сборные или монолитные); по деревянным или стальным балкам. Наиболее распространены сборные железобетонные перекрытия. В качестве несущих элементов в таких перекрытиях используются:
- многопустотные панели толщиной 220 мм, с глубиной опирания не менее 100 мм на кирпичные стены, и не менее 50 мм - на панельные (рис.1.11а,б);
- сплошные плоские панели толщиной 160 мм, с опиранием двумя сторонами на несущие стены, и толщиной 120 мм с опиранием по трём или четырём сторонам (рис.1.11в).
Панели анкеруют (соединяют) между стенами и между собой стальными связями. Швы между панелями заделываются цементным раствором.
Монолитные перекрытия возводят в опалубке на строящемся объекте и по конструктивному решению делятся на: - ребристые, включающие в себя монолитно связанные с плитой главные и второстепенные балки (рис.1.12а);
Рис. 1.12. Монолитные перекрытия: а) –ребристое; б) – кесонное; в) –безбалочное.
1 – плита; 2 –вспомогательные балки; 3 –главные балки; 4 –колонны; 5 – перекрестные балки;
6 – капители.
4.Крыша - конструктивный элемент, завершающий здание и защищающий его от воздействий внешней среды. Различают следующие типы крыш: - сборные железобетонные (рис.1.13);
- скатные (с уклоном 10 и более град.);
- совмещённые, объединяющие в одной конструкции кровлю и покрытие верхнего этажа;
- эксплуатируемые.
Рис. 1.13. Сборная железобетонная крыша..
1 – чердачное перекрытие; 2 –опорные столики; 3 –перемычки; 4 –ребристые утепленные кровельные плиты; 5 –железобетонные парапетные плиты; 6 – кровля.
Формы скатных крыш зависят от архитектурных особенностей и конфигурации зданий (рис.1.14). К элементам скатных крыш относятся: - вальмы - треугольные скаты крыш;
- конек - горизонтальное пересечение скатов;
- ребра - наклонные пересечения скатов;
- разжелобок - пересечение скатов в форме западающего угла;
- слуховое окно - для освещения и проветривания чердака.
Несущей основой скатных крыш служит стропильная система (рис.1.15) , которая включает в себя: - стропильные ноги, т.е. наклонные балки; мауэрлаты - горизонтальные балки, воспринимающие нагрузки от концов стропильных ног; лежень - горизонтальный элемент для опирания стоек; стойки - вертикальные элементы; коньковый прогон - горизонтальный элемент, поддерживающий верхние концы стропильных ног; подкосы - наклонные элементы, поддерживающие стропильные ноги.
Рис. 1.14. Формы скатных крыш.
а) – односкатная; б) –двускатная; в) –четырёхскатная; г) –сводчатая; д) –многоскатная; е) –ша-
тровая; ж) -пирамидальная; и) - купольная.
1—вальма; 2 - конек; 3 - ребро; 4 - разжелобок; 5 - слуховое окно.
Рис. 1.15. Стропильная система: а) – общий вид; б) –сопряжение стропильных ног в коньке; в) –опирание подкоса и стойки на лежень; г) –закрепление концов стропильных ног; д) –сопряжение подкоса со стропильной ногой.
1 - стропильная нога; 2 - мауэрлат; 3 - лежень; 4 - стойка; 5 - коньковый прогон; 6 - подкосы; 7 - обрешетка; 8 - кобылка; 9 - болт; 10 - скоба; 11 - чердачное перекрытие.
В уровне карниза к стропильным ногам прибивают кобылки (коротыши из досок), по верху которых устраивается обрешетка. Все сопряжения выполняют при помощи врубок, усиленных болтами, скобами, гвоздями.
Совмещённая крыша включает в себя несущую основу – пустотную или сплошную плиту, пвароизоляцию из слоя битумной мастики или рулонного материала, утеплитель в виде насыпного (шлак, керамзит) или плитного (минвата, пеносиликат, пенополистирол, пенобетон) материала, выравнивающую стяжку из цементного раствора, рулонный гидроизоляционный ковёр из трёх- , четырёх слоёв рубероида, защитного слоя из гравия, втопленного в битумную мастику (рис.1.16).
Рис. 1.16. Совмещённая крыша.
1 - железобетонная панель; 2 - пароизоляция; 3 - теплоизоляция; 4 - цементная или асфальтобетонная стяжка; 5 - рулонная кровля; 6 - защитный слой..
Чердачные железобетонные крыши делятся на следующие виды: - с холодным чердаком и рулонной либо мастичной кровлей - чердачное перекрытие таких крыш утепляется, а кровельное покрытие выполняется «холодным» из ребристых или плоских плит (рис.1.17а,б);
- с холодным чердаком и безрулонной кровлей, когда чердачное перекрытие крыш утепляется, а кровельное покрытие выполняется из ребристых панелей и водосборных лотков, изготовленных из водонепроницаемого бетона и покрытых слоем гидроизоляционной мастики (рис.1.17в);
- с тёплым чердаком и рулонной или безрулонной кровлей, когда чердачное перекрытие не утепляется, а кровельное покрытие выполняется утепленным (рис.1.17в).
Рис. 1.17. Чердачные крыши: а) с холодным чердаком и рулонной кровлей;
б) - то же, с мастичной кровлей; в) то же, с безрулонной кровлей.
1 - утеплённое перекрытие; 2 - кровельное покрытие; 3 - четырёхслойный рулонный ковёр;
4 - мастичная кровля по выравнивающей стяжке; 5 - кровельная ребристая панель; 6 - водо-
сборный лоток; 7 - водоприёмная воронка.
Стыки безрулонных крыш показаны на рис.1.18в,г. Продольный стык рёбристьых панелей перкрывается П-образным бетонным нащельником. Кровельные панели при опирании на водосборные лотки имеют свес, перекрывающий продольное ребро уложенного лотка.
Рис. 1.17. Чердачные крыши с тёплым чердаком: а) - с рулонной кровлей;
б) - с безрулонной кровлей; в) – продольный стык панелей безрулонной
кровли; г) - опирание панели безрулонной кровли на водосборный лоток.
1 - не утеплённое чердачное перекрытие; 2 - утепленные стены; 3 - утеплённое покрытие с рулонной кровлей; 4 - водосборный лоток с рулонной кровлей; 5 - то же, с безрулонной кровлей; 6 - безрулонная утеплённая кровля; 7 - оголовок вентшахты; 8 - опорная панель; 9 - бетонный нащельник; 10 - стык герметизированный и утеплённый; 11 - слой водонепрницаемого бетона; 12 - водосборный лоток.