Сайт инженера-проектировщика
Свежие записи
Конструктивные элементы зданий
Проектирование конструктивных элементов зданий
Конструктивные элементы зданий разделяют на ограждающие, которые отделяют помещения от внешней среды или друг от друга; несущие, принимающих нагрузки, действующие в здании; и элементы, которые совмещают ограждающие и несущие функции. Основные конструктивные элементы зданий — это фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия, перегородки, лестницы, крыши (рис. 1).
Рис. 1. Объемно-планировочные и конструктивные элементы здания: 1 — лестничная клетка; 2 — комната; 3 — фундамент; 4 — перекрытие над подвалом; 5 — внутренняя стена; 6 — перегородка; 7 — межэтажное перекрытия; 8 — наружная стена; 9 — чердачное перекрытие; 10 — крыша; 11 — окно; 12 — лестницы; 13 – двери
Фундаменты — это подземные части зданий, воспринимающих нагрузки от расположенных выше конструкций, которые передают их на основание (грунт). Нижнюю плоскость фундамента, которая соприкасается с основанием (грунтом), называют подошвой. Фундаменты являются несущими конструкциями, а если они применяются для образования подвалов, то одновременно и ограждающими.
Стены — вертикальные конструкции, отделяющие помещения от внешнего пространства (наружные стены) или от других помещений (внутренние). В этом заключается их ограждающая функция. Если стены несут нагрузку только от собственного веса, они — самонесущие, они выполняют только ограждающую (защитную, изолирующую и т.п.) функцию. Когда стены воспринимают еще нагрузки от перекрытий и крыши, которые опираются на них, тогда их называют несущими, хотя одновременно они выполняют и ограждающую функцию. Если стены сами опираются на колонны или на междуэтажные перекрытия, они выполняют лишь ограждающую функцию и является навесными. По своему местонахождению в здании, стены могут быть продольными и поперечными; последние, если они внешние, называют торцевыми. Также стены могут быть внутренними и наружными.
Перекрытия — горизонтальные конструкции, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи и предназначенные для размещения на них людей, мебели и оборудования. Они воспринимают эти нагрузки и передают их на вертикальные несущие конструкции (стены, столбы, колонны). Как структурные части здания, перекрытия выполняют также и ограждающую функцию (сверху и снизу смежных помещений). Кроме того, они имеют важное значение в обеспечении пространственной устойчивости и жесткости зданий. В зависимости от местонахождения в здании перекрытия бывают:
— нижние, отделяющие первый (нижний) этаж от грунта;
-надподвальные, отделяющие подвальный или цокольный этаж;
— межэтажные, разделяющие смежные по высоте этажи;
— чердачные или верхние (при отсутствии чердака), т.е. отделяют чердак и верхний этаж.
Функции их, как ограждающих конструкций, разные: межэтажные являются внутренними ограждающими конструкциями и их основная функция с точки зрения строительной физики — звукоизоляционная, другие перекрытия являются внешними, и их основная функция — теплоизоляция помещений. Сверху перекрытия обычно имеют пол — конструктивный элемент в виде настила, по которому ходят.
Отдельные опоры — это стойки (колонны, столбы) для поддержки перекрытий, стен или крыши; они передают их нагрузки на фундаменты. Перекрытия опираются на колонны, но чаще — на положенные по колоннам балки перекрытий (прогоны или ригели). Колонны и балки образуют каркас зданий, который для обеспечения геометрической неизменяемости имеет вертикальные связи или железобетонные диафрагмы (т.е. тонкие жесткие стенки), соединенные с колоннами и балками. При отсутствии связей или диафрагм узлы сопряжения между колоннами и балками должны быть жесткими (не шарнирными). Все элементы каркаса являются несущими.
Крыша — верхняя часть здания, отделяющая его внутреннее пространство от внешней среды, она защищает здание от атмосферных осадков и других нагрузок и действий сверху. Для водоотведения, крышу выполняют со склонами (наклонными плоскостями), которые образуют верхнюю водонепроницаемую оболочку — кровлю. Под ней крыша имеет внутреннее пространство — чердак. Нагрузки на крышу воспринимают ее несущие элементы — стропила. Таким образом, крыша соединяет несущую и ограждающую функции, а кровля выполняет только ограждающую функцию. Крыша вместе с чердачным перекрытием называется покрытием. Во многих зданиях крыша не имеет чердака. Тогда функции чердачного перекрытия и крыши сочетают в одной конструкции — совмещенном покрытии.
Перегородки — тонкие внутренние стенки, разделяющие внутреннее пространство в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются на перекрытия и никакой нагрузки (кроме собственного веса) не несут, поэтому являются ограждающей частью здания.
Лестницы служат для сообщения между этажами, выдерживают нагрузку от веса людей и другие. Их, как правило, располагают в отдельных помещениях — лестничных или лестнично-лифтовых клетках. Поэтому лестницы являются несущими конструкциями, а клетки — совмещают несущие и ограждающие функции. При этом лестничные или лестнично-лифтовые клетки образуют пространственную жесткую конструктивную и объемно-планировочную структурную часть здания, которая называется ядром жесткости.
Для естественного освещения помещений и их проветривания служат окна — застекленные конструкции вставляются в оконные проемы внешних или (реже) внутренних стен. Сообщение между помещениями на одном этаже, а также между помещениями и внешним пространством осуществляют с помощью дверей — глухих или частично (иногда целиком) остекленных конструкций, которые вставляют в дверные проемы внутренних и внешних стен.
Многоэтажные, преимущественно, жилые или общественные здания могут иметь летние помещения, которые обеспечивают связь внутренних помещений на этажах с внешним пространством. К ним относятся балконы, лоджии и эркеры, а также террасы, веранды.
Балконы — это вынесены за плоскость наружной стены пространства, которые ограждены консольно (то есть без опор на свободных концах) площадками.
Лоджии, в отличие от балконов, имеют по боковым сторонам глухие опоры — стены на всю ширину площадки (выносные лоджии) или являются открытыми, отгороженными внутренними помещениями (встроенные лоджии).
Эркеры — это частично вынесены за плоскость наружной стены внутренние помещения, имеющие с трех сторон окна.
Террасы — крытые или открытые площадки, пристроенные к одноэтажным домам или устроены на плоских покрытиях многоэтажных зданий.
Веранды — неотапливаемые застекленные помещения перед входом в основные помещения малоэтажных преимущественно приусадебных домов.
Другие архитектурно-конструктивные элементы зданий:
—отмостки — асфальтовые полосы, выполненные вплотную вокруг здания с уклоном наружу для отвода воды (дождевой, талой)
—фонари верхнего естественного света — остекленные конструкции, которые устраивают в покрытиях;
—тамбуры — небольшие огороженные помещения на первом этаже с двумя парами дверей внутри или снаружи зданий, служащих для сохранения в них тепла в зимний период при открывании дверей;
— козырьки — небольшие навесы над входными дверями зданий, а также над верхними балконами и лоджиями;
—крыльца — входные площадки для наружных дверей; тому подобное.
Источник
Структурные части зданий
Любую постройку, как жилую так и не предназначенную для проживания, можно условно поделить на структурные части зданий. Все они между собой связаны в единую конструкцию, но функционально каждый элемент имеет своё назначение.
Те структурные части зданий, которые участвуют в равномерном распределении нагрузок, а также служат для защиты от негативных внешних факторов и погодных явлений, относятся к несущему остову здания. Это фундамент, крыша, стены, дополнительные опоры и перекрытия.
Все элементы, ограничивающие помещения от внешнего пространства или служащие для внутренней планировки и разбивки, называют ограждающими конструкциями. Сюда можно отнести стены, все типы перекрытий и перегородок, окна с дверями. Они все должны отвечать требованиям звукоизоляции и теплоизоляции, а также обладать повышенной физической прочностью.
Некоторые элементы можно отнести сразу в обе категории (например, стены). Поэтому к ним должны применяться повышенные требования.
Фундамент
Фундамент является первоочередным этапом строительства. На него ложится вся основная нагрузка от веса постройки, которая передается на грунт. Фундамент состоит из следующих фрагментов:
Подошва. Это та часть фундамента, которая непосредственно соприкасается с грунтом (нижняя);
Обрез. Верхний край, который является опорой для всего здания. Если в конструкции фундамента предусматриваются горизонтальные выступы с площадками, то их также называют обрезами;
Стена подвала. Если постройка предусматривает наличие подвальных помещений, то все, что располагается выше фундаментного пола образует его стены;
Глубина заложения. Под этим параметром подразумевается расстояние по вертикали от грунта до фундаментной подошвы.
Стены столбы колонны
Стены являются габаритными ограничителями любой постройки и подразделяются на:
Внешние стены, которые ограничивают помещение по внешнему контуру от окружающего пространства. Дополнительно несут защитную функцию;
Внутренние стены разделяют все внутреннее пространство здания на отдельные комнаты и участки.
Существует и классификация по принципу принятия нагрузки:
Несущая. Так называется стена, принимающая на себя, и помогающая распределять вес соприкасающихся с ней конструктивных элементов постройки (например, от крыши или перекрытий);
Самонесущая. Эта категория забирает на себя и распределяет нагрузку только от собственной тяжести, но с учетом всех этажей по вертикали;
Ненесущая. Забирает на себя только собственную тяжесть, причем, в пределах 1 этажа. Затем передает ее на другие конструктивные элементы.
Также на абсолютно все категории стен дополнительно ложится ветровая нагрузка. При постройке части стен отводится роль брандмауэров (противопожарной преграды). Они всегда внутренние и проектируются с учетом всех противопожарных нормативов. Возводят их из несгораемых и огнеупорных материалов. При возведении они должны возвышаться над кровлей на 0,6 м если она сгораемая и на 0,3 м, когда она несгораемая.
К категории отдельных опор относятся колонны или столбы, которые могут быть выполнены, как из кирпича и железобетона, так и из деревянных и стальных материалов. Колонны воспринимают на себя нагрузку практически от всех структурных частей здания. Под столбы и колонны принято обустраивать отдельные фундаменты.
Перекрытия
Так называются расположенные горизонтально строительные элементы, служащие для деления пространства на этажи. Помимо своего веса они должны выдерживать полезные нагрузки (людей, мебель или оборудование), передавая их на стены или опоры. Перекрытия также обеспечивают конструктивную жесткость всей постройки, обеспечивая неизменность здания в пространстве.
В зависимости месторасположения перекрытия могут быть:
Междуэтажными – располагающимися между парой смежных этажей;
Чердачными – разграничивающими чердак и верхний этаж;
Надподвальными – разделяющими нижний этаж и подвал;
Нижними – расположеными между 1 этажом и подпольем.
Крыша
Такая структурная часть здания, как крыша, располагается над верхним этажом и несет защитную функцию. Её верхнюю оболочку, которая выполняется из водонепроницаемых материалов, называют кровлей. Благодаря крыше внутрь здания не попадают атмосферные осадки.
Когда здание запроектировано без чердака, а крыша помимо своих функций дополнительно берет на себя и роль чердачного перекрытия ее называют покрытием. Когда нижняя поверхность пологого покрытия формирует потолок помещений расположенных на верхнем этаже, такой вид покрытия принято называть совмещенной крышей.
Лестницы
Подобные конструктивные элементы призваны обеспечивать сообщение между этажами. В большинстве случаев их размещают в отдельно спроектированных помещениях, называемых лестничными клетками. Это обеспечивает дополнительную пожарную безопасность. Исключение составляют лестницы, предназначенные сугубо для внутренних помещений (например, легкие модульные).
Перегородки
Перегородки предназначены для дополнительной разбивки внутреннего пространства на отдельные помещения. От несущих стен перегородки отличаются лёгкостью исполнения и малым весом.
Двери и окна
Дверные проемы служат для обеспечения сообщения между отдельными комнатами внутри здания, либо для возможности сообщения с наружным пространством. Их количество должно рассчитываться при проектировке, а их расположение не должно создавать затруднений с проходом. Также должны иметься в наличии эвакуационные выходы, расположенные максимально удобно.
Окна нужны для проникновения внутрь зданий естественного дневного освещения. Их форма, размер и количество полностью зависят от назначения здания и его стилистических особенностей.
Источник
Основные части зданий
Здания состоят из отдельных частей, называемых конструктивными элементами. К нихм относятся: фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия, крыши, окна и двери, лестницы и др.
Конструктивные элементы зданий имеют различное назначение. Их можно подразделить на ограждающие и несущие.
Ограждающие элементы предназначаются для обеспечения надежной защиты внутренних помещений от атмосферных воздействий (осадков, низких и высоких температур, ветра и др.) и внешнего шума.
К ограждающим конструктивным элементам относятся наружные стены, крыши, окна и др.
Несущие конструктивные элементы зданий предназначаются для восприятия ими постоянных и временных нагрузок и передачи их на другие конструктивные элементы и на основание. К таким конструктивным элементам относятся: наружные и внутренние стены, столбы, колонны, фундаменты, перекрытия, крыши, лестницы и др.
Одни и те же конструктивные элементы могут являться одновременно и ограждающими и несущими (стены, крыша и др.).
На рис. 14 показан разрез жилого каменного здания и его основные части.
Рис. 14. Разрез жилого здания из сборных элементов и его основные части (с целью упрощения чертежа окружающий грунт не показан)
Фундаменты. Фундамент, являясь подземной частью здания, предназначен для передачи на грунт веса здания со всеми действующими на него нагрузками.
Естественный плотный грунт, воспринимающий вес здания с действующими на него нагрузками, или искусственно укрепленный слабый грунт служат основанием, на которое фундамент опирается своей нижней плоскостью, называемой подошвой.
Конструкция фундамента зависит от конструкции стен и отдельных опор, от величины и характера действующих на фундамент нагрузок и от свойств грунтов (оснований).
Как правило, фундаменты имеют уширенное книзу сечение, так как большая площадь подошвы позволяет распределять действующие на фундамент нагрузки на большую площадь основания. При определении глубины заложения фундамента учитывают характер грунта, глубину его промерзания и насыщенность водой. При замерзании влажные глинистые грунты выпучиваются, что может привести к повреждению здания.
Фундаменты делают деревянными, каменными, бетонными, бутобетонными и железобетонными.
Стены. Стены являются основной надземной частью здания. Они бывают наружными и внутренними. Стены, особенно в казенных зданиях, имеют значительный собственный вес и воспринимают различные нагрузки. Через стены нагрузки от других частей здания передаются на фундаменты. Такие стены называют несущими.
Наружные стены являются основным вертикальным ограждением внутренних помещений здания от атмосферных осадков (дождя, снега), ветра и температурных воздействий, поэтому они должны обладать достаточными теплозащитными свойствами. Толщина стен проектируется, с одной стороны, с учетом этого требования и в зависимости от климатических условий района строительства, а с другой — с учетом обеспечения необходимой прочности и устойчивости.
Нижняя часть наружной стены называется цоколем. Вверху наружные стены заканчиваются венчающим карнизом.
Внутренние стены разделяют смежные помещения друг от друга, связывают противоположные наружные стены и вместе с ними создают в целом устойчивую коробку здания, чему способствует также наличие связанных со стенами перекрытий.
Конструкции стен весьма разнообразны, как и строительные материалы, из которых они возводятся. В качестве таких материалов употребляют дерево, кирпич, естественные и шлакобетонные камни, бетонные блоки, железобетонные панели и др.
В последнее время в строительстве широко применяются стены из крупных блоков.
Перегородки служат для разделения внутреннего пространства здания между капитальными стенами на более мелкие помещения. Перегородки бывают междукомнатные и междуквартирные. Они должны быть прочными и звуконепроницаемыми. Их делают из дерева, кирпича, керамических, шлакобетонных и гипсолитовых плит и других материалов.
Отдельные опоры. В ряде случаев нагрузки от перекрытий передаются не на стены, а на отдельные опоры в виде каменных столбов, железобетонных или стальных колонн. Отдельные опоры целесообразно возводить вместо внутренних капитальных стен для экономии строительных материалов.
Источник