Курс лекций
РАЗДЕЛ I: ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
Тема I.1. Общие сведения о зданиях и сооружениях.
I.1.1. Классификация зданий по основным признакам
I.1.2. Требования, предъявляемые к зданиям .
I.1.3. Основные части и конструктивные элементы зданий.
I.1.1. Здания – это наземные постройки, имеющие внутреннее пространство и предназначенное для удовлетворения тех или иных потребностей человека (жилые дома, школы, театры, заводы).
Инженерные сооружения – это наземные а так же подземные, подводные и отдельные специальные (мосты, мачты, резервуары, плотины, станции метро и др.) объекты, не имеющие внутреннего пространства,
По своему назначению здания делят на:
- гражданские
- промышленные
- сельскохозяйственные
Гражданские здания: -жилые (жилые дома, гостиницы, общежития);
-общественные (школы, магазины, театры, спортивные комплексы)
Промышленные: - производственные (в которых осуществляется производство какого-либо вида продукции);
- обслуживающие(склады, транспортные боксы и пр.);
- вспомогательные(котельные, трансформаторные, насосные, и пр.);
- административно-общественные(заводоуправление, столовые, клубы, спортзалы, поликлиники, лаборатории и пр).
По характеру выполняемых в них процессов такое деление является условным. Например, здание насосной, рассматриваемое отдельно, является производственным, а в комплексе предприятия его можно считать вспомогательным.
Сельскохозяйственные – деление то же, что и у промышленных. Сельскохозяйственные здания предназначены для обслуживания различных отраслей сельского хозяйства (животноводческие фермы, птицефермы, теплицы и др.)
Промышленные сооружения служат для хранения, перемещения и переработки сырья и материалов, полуфабрикатов.
Рис.1.1. Основные виды зданий: а - жилые; б - общественные;
в - промышленные и сельскохозяйственные.
Промышленные сооружения весьма разнообразны (резервуары для нефтепродуктов и воды, водонапорные башни, конструкции подземных сооружений, опоры и эстакады под технологические трубопроводы, газгольдеры, линии электропередач т.д.).
Следует отметить, что многоэтажные этажерки для размещения химического, нефтехимического и другого оборудования выполняются из конструкций многоэтажных зданий. Этажерки не единственные сооружения, которые строятся используя номенклатуру конструкций промышленных зданий.
Внутреннее пространство здания состоит из отдельных помещений.
Помещения – это огражденное со всех сторон единое пространство внутри здания. Помещения, полы которых находятся на одном уровне, образуют этаж.
Этажи (в зависимости от расположения) бывают: подвальные, цокольные, наземные и мансардные.
Подвальные – если заглубления более половины высоты помещения.
Цокольные - если заглубления менее половины высоты помещения.
Наземные этажи – это все этажи, уровень пола которых выше уровня земли вокруг здания.
Мансардный этаж – расположен в пределах чердака.
При определении этажности здания принимают во внимание только наземные этажи. Заглубленные этажи учитывают только в том случае, если уровень пола первого этажа превышает уровень земли на 2м и более.
По степени распространенности – различают здания массового строительства (жилые дома, магазины, школы, заводские цеха) и уникальные здания (театры, музеи, административные здания, областные и республиканские здания).
Все здания по своему народнохозяйственному значению и градостроительному положению делят на 4 класса. Класс здания устанавливается нормативными документами.
К зданиям I класса предъявляются повышенные требования долговечности, огнестойкости, комфортности, а к зданиям IV класса – самые минимальные требования. Такое деление необходимо, что бы выявить для них экономически целесообразные планировочные и конструктивные решения, материалы.
По материалу основных конструкций здания подразделяют на деревянные, каменные, железобетонные, металлические, композитные.
I.1.2.
Требования, предъявляемые к зданию
Функциональная целесообразность
Прочность
Архитектурная выразительность
Экономичность
Рис. 1.2. Основные требования к зданиям и сооружениям.
Функциональная целесообразность здания заключается в его полном соответствии своему назначению. Функциональной целесообразности должны подчиняться объемно-планировочные (состав и размеры помещений, их взаимосвязь) и конструктивные решения (конструктивная схема здания, материал основных конструкций, отделочные материалы).
В соответствии с функциональным назначением к отдельным помещениям предъявляют требования по обеспечению надлежащей освещенности, температуры и влажности, звукоизоляции и др., обеспечивающие нормальные условия эксплуатации,
называемые параметрами производственной среды.
Технические требования по обеспечению помещений вентиляцией, отоплением, водо- и газоснабжением, канализацией, лифтами, лестницами, а так же требования к отделке помещений можно объединить и считать требованиями к инженерному обеспечению и благоустройству здания.
Прочность – способность здания не разрушаться, вне зависимости от условий эксплуатации . Прочность здания обеспечивается прежде всего прочностью основных конструкций.
Понятие прочности очень “объемно”. Это:
- устойчивость – т.е. сопротивление сдвигу, опрокидыванию;
- жесткость – неизменяемость геометрических форм и размеров;
- долговечность – способность противостоять катастрофам, воздействию паров, мороза, жары, микроорганизмов.
Сегодня важно определить оптимальный срок службы здания, поскольку темпы производства постоянно ускоряются а требования к комфортности условий пребывания людей в зданиях повышаются и, когда здание морально устаревает, не успев «состарится» физически, оно перестает быть пригодным для тех производств или общественных процессов, удовлетворению которых оно было предназначено.
Различают три степени долговечности:
I – для зданий со сроком службы не менее 100 лет;
II – не менее 50 лет;
III – не менее 20 лет.
Степень долговечности определяется характеристиками основных конструкций здания, основных материалов, имеющих надлежащую огнестойкость, морозостойкость, влаго- и биостойкость, стойкость против коррозии.
Огнестойкость здания – зависит от прочностных характеристик основных строительных и отделочных материалов.
Предел огнестойкости –это время, прошедшее от начала возгорания до потери несущей способности и устойчивости, или до образования сквозных трещин или до опасного повышения температуры (выражается в часах).
Таким образом, предел огнестойкости – время, в течении которого конструкция не теряет своих эксплуатационных качеств и продолжает быть преградой для распространения огня.
Пример: кирпичная стена δ = 380мм = 11ч,
деревянная стена отштукатуренная с двух сторон – 0,5ч,
металлическая незащищенная конструкция - 0,25ч.
Архитектурная выразительность – это красота в архитектуре , ориентирующая на создание прочного, удобного и эстетически привлекательного облика здания.
Экономичность строительства – одно из важных требований, возрастает с увеличением масштабов строительства и характеризуется такими показателями, как стоимость 1кв.м площади, 1куб.м объема здания, единицы выпускаемой продукции и пр.
I.1.3. . Здание состоит из отдельных взаимосвязанных между собой частей, имеющих определенное назначение.(рис.1.3) Эти части подразделяются на три основные группы.
- объемно-планировочные элементы – крупные части, на которые делится весь объем здания (этаж, лестничная клетка, веранда, чердак, мансарда и т.д.).
Рис.1.3. Объёмно-планировочные и конструктивные элементы здания:
I - чердак; I I - лестничная клетка; I I I - подвал; IV - этаж;
1 - крыльцо; 2 - дверь; 3 - окно; 4 - стропила; 5 - крыша; 6 - чердачное пере-
крытие; 7 – наружная стена; 8 – междуэтажное перекрытие; 9 – отмостка;
10 – перегородка; 11 – перекрытие над подвалом; 12 – внутренняя стена;
13 – фундамент; 14 – лестница.
- конструктивные элементы – отдельные части здания, которые определяют структуру здания, составляют его скелет (фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия, лестницы и др.).
- строительные изделия – сравнительно мелкие элементы, из которых слагаются конструктивные элементы (стены выкладываются из отдельных кирпичей, лестницы -
из ступеней и косоуров, перекрытия – из отдельных плит и балок и т.д.).
По назначению – все конструктивные элементы здания подразделяются на несущие и ограждающие.
Несущие – воспринимают все нагрузки, возникающие в здании или действующие на здание.
Ограждающие – определяют помещения от внешнего пространства и одно помещение от другого.
В ряде случаев конструктивные элементы выполняют и несущую и ограждающую функции одновременно.
Фундаменты – это нижние подземные части здания, которые воспринимают на себя всю нагрузку от здания и действующих на него сил (ветер, снег, и т.д.) и распределяют эту нагрузку на грунт.
Стены – вертикальное ограждение конструкции. Бывают наружные и внутренние, несущие, самонесущие и ненесущие (навесные).
Несущие стены – воспринимают нагрузку от перекрытий и крыши здания и передают их с собственным весом на фундамент.
Самонесущие стены – тоже опираются на фундамент, но передают ему лишь собственный вес, т.к. являются только ограждающими конструкциями и не воспринимают нагрузок от перекрытий и крыши.
Навесные стены – только ограждающие конструкции, но опираются не на фундамент, а на колонны или перекрытия с помощью специальных конструктивных деталей.
Отдельные опоры (колонны, стойки, столбы) – вертикальные несущие элементы, воспринимающие нагрузку от перекрытий и других элементов здания и передающих эту нагрузку в месте с собственным весом на фундамент.
Перекрытия – горизонтальные ограждения, разделяющее внутреннее пространство здания на отдельные этажи. Они являются несущими конструкциями, вос- принимающими всю полезную нагрузку (массу людей, оборудования, мебели) и передающи-
Перекрытия, разделяющие наземные этажи, называют междуэтажными.
Перекрытие между первым этажом и подвалом – подвальное, а между верхним этажом и чердаком – чердачное.
Крыша – конструкция, защищающая здание от атмосферных осадков. Крыша состоит из водонепроницаемой оболочки – кровли и поддерживающих ее несущих конструкций.
При отсутствии чердака верхнее перекрытие называют совмещенным покрытием.
Лестница – конструкция, которая служит средством сообщения между этажами.
Перегородки – вертикальные ограждающие конструкции, отделяющие одно помещение от другого.
Основные несущие конструкции здания, а именно фундаменты, стены, отдельные опоры и перекрытия воспринимая и передавая друг другу нагрузки, действующие внутри здания, включаются в совместную работу и составляют единственную пространственную и конструктивную систему, которая получила название несущий остов здания.
Тема I.2. Объемно-планировочная и конструктивная организация зданий.
I.2.2. Конструктивные схемы зданий.
I.2.3. Типизация, унификация, модульная координация зданий.
Тема I.3. Особенности объемно-планировочной и конструктивной
Организации промышленных зданий.
зданиям.
I.3.2. Каркасы одноэтажных промышленных зданий. Типы, основ-
ные элементы.
Контрольные вопросы по темам.
Тема I.1. Общие сведения о зданиях и сооружениях.
I.1.1. Классификация зданий по основным признакам.
I.1.2. Требования, предъявляемые к зданиям .
I.1.3. Основные части и конструктивные элементы зданий.
1. Что такое здание, каковы основные классификационные признаки зданий и сооружений?
2. На какие виды делятся здания в зависимости от назначения?
3. На какие классы делятся здания по народнохозяйственному и градостроительному значению?
4. Что означает понятие прочность, как одно из основных требований к зданиям?
5. Что такое предел огнестойкости здания, чем характеризуется?
6. Какие компоненты включает в себя несущий остов здания?
7. Какие основные части и конструктивные элементы входят в состав здания?
Тема I.2. Объемно-планировочная и конструктивная организация зданий.
I.2.2. Конструктивные схемы зданий.
I.2.3. Типизация, унификация, модульная координация зданий.
1. Что такое строительные системы и каковы их отличительные признаки?
Тема I.3. Особенности объемно-планировочной и конструктивной
Организации промышленных зданий.
зданиям.
I.3.2. Каркасы одноэтажных промышленных зданий. Типы, основ-
ные элементы.
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
Тема 1. Типологические и конструктивные характеристики основных
Частей и элементов здания.
Вопросы.1. Фундаменты: ленточные; столбчатые; сплошные; свайные.
2. Стены из мелкоразмерных элементов: кирпичные; из керамиче-
ких блоков; из мелких блоков.
Тема 2. Особенности проектирования и конструирования полносборных
Зданий из крупных элементов.
Вопросы.1. Здания из крупных блоков: конструктивные схемы; разрезка
стен; стыки и сопряжения стен и перекрытий.
2. Бескаркасные крупнопанельные здания: типы панелей стен и
Тема 3. Особенности проектирования и конструирования одноэтажных
Каркасных промышленных зданий.
Вопросы.1. Правила привязки конструктивных элементов одноэтажных
производственных зданий к модульным осям.
2. Подбор элементов железобетонного каркаса одноэтажного про -
Контрольные вопросы по темам.
Тема I. Общие сведения о зданиях и сооружениях.
I.1. Классификация зданий по основным признакам.
I.2. Требования, предъявляемые к зданиям .
I.3. Основные части и конструктивные элементы зданий.
1. Что такое здание, каковы основные классификационные признаки зданий и сооружений?
2. На какие виды делятся здания в зависимости от назначения?
3. На какие классы делятся здания по народнохозяйственному и градостроительному значению?
4. Что означает понятие прочность, как одно из основных требований к зданиям?
5. Что такое предел огнестойкости здания, чем характеризуется?
6. Какие компоненты включает в себя несущий остов здания?
7. Какие основные части и конструктивные элементы входят в состав здания?
Тема 2. Объемно-планировочная и конструктивная организация зданий.
2.2. Конструктивные схемы зданий.
2.3. Типизация, унификация, модульная координация зданий.
1. Что такое строительные системы и каковы их отличительные признаки?
Тема 3. Особенности объемно-планировочной и конструктивной
Организации промышленных зданий.
зданиям.
3.2. Каркасы одноэтажных промышленных зданий. Типы, основ-
ные элементы.