Проектирование гражданских зданий
Пособие излагает методику проектирования гражданского здания.
Оглавление
- Раздел 1 Методические и инженерно-технические основы проектирования гражданских зданий
Приведённый ознакомительный фрагмент книги Проектирование гражданских зданий предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.
Раздел 1 Методические и инженерно-технические основы проектирования гражданских зданий
Глава 1 Методические основы конструирования зданий
§ 1 Что такое архитектура? Функциональные, технические, эстетические и экономические качества архитектуры
Несмотря на то, что зарождение архитектуры относится ко времени первобытнообщинного строя, четкого определения, что такое архитектура не существует. Архитектура есть сложное и многостороннее явление. В переводе с древнегреческого слово «архитектор» означает «главный строитель».
Несколько приближенным определением архитектуры может быть следующее: архитектура, это система зданий и сооружений, формирующих пространственную среду для жизни и деятельности людей, а также само искусство создавать эти здания и сооружения в соответствии с законами красоты.
Архитектура тесно связана с искусством, так как здания и сооружения, будучи материальными, являются объектами, воздействующими на эмоции (чувства) человека.
Основным качеством любого архитектурного сооружения должна быть польза, прочность, красота. Эти положения объединяются обобщенным экономическим показателем. В современном понимании польза означает правильный выбор размеров и форм зданий или помещений, создание оптимальных условий для осуществления человеком соответствующих функциональных процессов. Прочность и устойчивость зависят от конструктивного построения зданий или сооружений, применяемых материалов и способности конструкций воспринимать силовые и несиловые воздействия.
Архитектурно-художественные требования относятся к внутренним пространствам зданий, равно как и к их внешнему виду. Особое значение имеет соразмерность частей (система пропорций) и соразмерность целого (зданий, сооружений) и их отдельных форм. Архитектурно-художественные качества любого сооружения определяются критериями красоты.
§ 2 Цели конструирования
Непрерывно развивающийся процесс возникновения новых типов зданий и сооружений сопровождается развитием соответствующих областей строительной техники и, прежде всего, конструкций и стройматериалов, как основных средств воплощения всякого архитектурно-строительного замысла в натуре.
В общей взаимосвязанной системе поиска целесообразных конструктивных решений могут быть определены три основных уровня подсистем:
— на 1, высшем уровне в масштабе города, жилого района или микрорайона решается выбор основных типов зданий, их этажность, конструктивные системы, архитектурный облик;
— на 2, промежуточном уровне, определяются типы и конструкции зданий для конкретной площадки строительства, подчинённого общему замыслу;
— на 3 уровне выявляются функциональные связи отдельных элементов зданий между собой, оцениваются условия их работы, выбираются материалы, формы и размеры, конструкции проектируемого элемента.
В итоге весь процесс проектирования отдельных конструктивных элементов здания сводится к выявлению конкретных условий, в которых они находятся в составе здания, на основе оценки всех местных возможностей выбора их архитектурно — конструктивных решений, обеспечивающих высокую надёжность и экономичность элемента.
§ 3 Основные положения в области градостроительства
Градостроительство — комплекс мероприятий по планировке и благоустройству новых и существующих населенных мест. Это круг вопросов социально-экономических, санитарно-гигиенических, имеющих в своем составе инженерное и архитектурное содержание.
Социально-экономические требования предусматривают создание благоприятных условий жизни населения, а также рациональное использование городской территории.
Санитарно-гигиенические требования сводятся к обеспечению в населенных местах здоровых условий: нормального микроклимата, чистого воздушного бассейна и водных пространств, инсоляции помещений и проветривание территорий застройки.
К вопросам инженерной подготовки городских территорий относят инженерное оборудование и организацию городского транспорта и дорожной сети.
Архитектурно-художественное содержание предусматривает создание целостной объемно-пространственной композиции каждого населенного места с использованием и обогащением местного ландшафта.
Градостроительство решает следующие проблемы:
1. Размещение производительных сил и расселение населения.
2. Формирование городов на основе градообразующих факторов.
3. Размещение градостроительных объектов в процессе формирования районной планировки.
4. Формирование структурных единиц городов и поселков (районы, микрорайоны, кварталы и другие повторяющиеся структурные элементы).
5. Инженерная подготовка и защита территорий.
6. Инженерное оборудование городов и поселков.
7. Сеть автомобильных дорог и магистральных улиц.
8. Реконструкция и восстановление городов и поселков.
Общая композиционная идея формирования городов или поселков определяется генеральным планом.
Вопросы архитектуры и градостроительства тесно связаны и взаимодополняемы.
Глава 2 Виды зданий и предъявляемые к ним требования
§ 1 Классификация гражданских зданий
Гражданские здания по назначению делятся на жилые и общественные. К жилым домам относят дома квартирного типа; общежития; гостиницы; дома-интернаты и др.
В число общественных входят здания, предназначенные для всех видов социальной и бытовой жизнедеятельности людей. К общественным зданиям, обслуживающим повседневные нужды людей относятся детские сады, ясли, школы, магазины, кафе, столовые, предприятия бытового обслуживания и т.д. К общественным зданиям эпизодического посещения относят театры и кинотеатры, музеи, крупные рестораны, стадионы, дворцы культуры и спорта.
По этажности различают гражданские здания:
— малоэтажные (до 2-х этажей);
— средней этажности (3-5 этажей);
— повышенной этажности (6-9 этажей);
— многоэтажные (10-25 этажей);
— высотные (более 25 этажей).
Здания классифицируются по основному материалу стен: каменные, бетонные, железобетонные, металлические, деревянные.
По способу возведения: из мелкоразмерных элементов; из крупноразмерных элементов; монолитные.
По огнестойкости здания подразделяются на пять степеней:
К I степени относят здания, несущие и ограждающие конструкции которых выполнены из камня, бетона или ж/бетона с применением листовых и плитных негорючих материалов.
В зданиях II степени допускается применять незащищенные стальные конструкции покрытий.
В зданиях III степени несущие и ограждающие конструкции выполняются из каменных, бетонных и ж/бетонных материалов с использованием трудногорючих материалов.
К IV степени огнестойкости относятся деревянные здания с защитой от воздействия огня и высоких температур (штукатурка, листовые или плитные негорючие материалы).
К конструкциям зданий Y степени не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня.
Здания классифицируются по долговечности, которая определяется сроком сохранения эксплуатационных качеств основных конструктивных элементов. Здания подразделяются на три степени долговечности: I степень — срок службы более 100 лет; II — в пределах 50-100 лет; III — менее 20 лет.
В зависимости от назначения и значимости здания делят на четыре класса капитальности. Каждому классу соответствует своя степень долговечности, огнестойкости, благоустроенности, качества отделки и степень оснащенности инженерными и санитарно-техническими системами. К первому классу относятся здания, удовлетворяющие повышенным требованиям; ко второму — средним, к третьему и четвертому — средним, пониженным и минимальным требованиям. Здания первого класса не ограничиваются по этажности; предельная этажность зданий второго класса — 9, третьего — 5, четвертого — 2.
§ 2 Требования, предъявляемые к зданиям и конструктивным элементам
В общем случае к конструктивному элементу здания предъявляются следующие требования:
— прочность и устойчивость, т.е. способность надёжно выдерживать действующие нагрузки и сопротивляться опрокидыванию или сдвигу;
— долговечность, определяемая сроком службы конструкции без потери эксплуатационных качеств, особенно при агрессивных воздействиях;
— огнестойкость, достигаемая приданием конструкции требуемого предела огнестойкости и предела распространения огня, что особенно важно в зданиях, в которых возможно скопление большого числа людей;
— архитектурная выразительность, т.е. придание элементу благоприятного внешнего облика, подчиняющегося общему художественному замыслу здания в целом;
— функциональная целесообразность, достигаемая приданием элементу необходимых изолирующих качеств и обеспечивающих тепловлажностный, акустический и светотехнический комфорт;
— удобство эксплуатации, определяемое возможностью доступа ко всем ответственным местам для системной уборки, осмотра и проведения профилактических работ;
— технологичность, обеспечивающая возможность осуществления строительства высокоиндустриальными методами, не зависящими от природно-климатических условий строительства;
— экономическая целесообразность, определяемая размером приведённых затрат.
Предъявляемые к зданиям эксплуатационные требования, требования долговечности и огнестойкости определяются СНиПами.
Любое здание как искусственно созданная среда оказывает этическое и эстетическое воздействие на человека. Организация внутреннего пространства должна соответствовать этическим требованиям общества. Внешний облик здания, его интерьеры должны формироваться по законам архитектурной композиции.
Принятые конструктивные решения отображаются на чертежах, что является завершающим этапом конструирования.
К силовым воздействиям относятся следующие виды нагрузок:
1. Постоянные нагрузки (вес частей зданий, давление грунтов).
2. Временные длительные нагрузки (вес перегородок, стационарного оборудования).
3. Кратковременные нагрузки (вес людей, мебели, снега, ветра).
4. Особые нагрузки (нагрузки от землетрясений и возможных аварий).
Возможны различные сочетания вышеперечисленных воздействий (они регулируются положениями СНиП «Нагрузки и воздействия»). К несиловым воздействиям относятся:
1. Воздействие влаги на строительные материалы и конструкции.
2. Воздействие лучистой энергии солнца (солнечная радиация).
3. Биологические воздействия (микроорганизмы, насекомые).
4. Химические воздействия.
Глава 3 Объёмно-планировочные решения зданий
Внутренний объём здания состоит из пространственных ячеек (помещений) различного назначения, расположенных в определённом порядке. Каждое такое помещение (жилая комната, кухня, лестничная клетка и т.д.) отличается от другого площадью, формой, а иногда и высотой.
Объёмно-планировочное решение — это система размещения помещений в здании. Пространственные ячейки называют объёмно-планировочными элементами. В жилых зданиях такими элементами будут: комнаты, кухни, лестничные клетки и другие помещения, образованные конструктивными элементами этого здания (стенами, перекрытиями и др.).
Этажи — помещения, расположенные между перекрытиями.
В зависимости от местоположения этажей различают: надземные — при расположении пола выше уровня грунта (тротуара), подвальные — при заглублении пола более чем наполовину высоты помещения ниже уровня грунта; полуподвальные (цокольные) — с заглублением пола (ниже грунта) менее чем на половину высоты помещения; мансардные — с помещениями, расположенными внутри чердака.
Таким образом, объёмно-планировочные элементы разделяют внутреннее пространство зданий на отдельные этажи и помещения.
Объёмно-планировочной структурой здания называется система объединения главных и вспомогательных помещений избранных размеров и формы в целостную единую композицию. По признакам расположения и взаимосвязи помещений различают несколько объёмно-планировочных систем зданий.
Анфиладная система предусматривает непосредственный переход из одного помещения в другое, через проемы в их стенах. Эта система позволяет создать здание очень компактной и экономичной структуры в связи с отсутствием или минимальным объёмом коммуникационных помещений. Все основные помещения в здании при анфиладной системе являются проходными, поэтому она применима лишь в зданиях экспозиционного характера — музеях, картинных галереях, выставочных павильонах и др.
Система с горизонтальными коммуникационными помещениями предусматривает связь между основными помещениями через коммуникационные — коридоры или галереи. Это позволяет главные помещения проектировать непроходными. Система планировки с горизонтальными коммуникационными помещениями широко применяется в проектировании гражданских зданий различного назначения — общежитий, гостиниц, школ, больниц, административных зданий и т.п.
Секционная система заключается в компоновке здания из одного или нескольких однохарактерных фрагментов (секций) с повторяющимися поэтажными планами, причем помещения всех этажей каждой секции связаны общими вертикальными коммуникациями — лестницей или лестницей и лифтами. Секционная система — основная в проектировании многоквартирных жилых домов средней и большой этажности.
Источник
Конструкции наружных стен гражданских и промышленных зданий
Конструкции наружных стен гражданских и промышленных зданий
Конструкции наружных стен гражданских и промышленных зданий классифицируются по следующим признакам:
1) по статической функции:
в) ненесущие (навесные).
На рис. 3.19 показан общий вид данных видов наружных стен.
Несущие наружные стены воспринимают и передают на фундаменты собственный вес и нагрузки от смежных конструкций здания: перекрытий, перегородок, крыш и др. (одновременно выполняют несущую и ограждающую функции).
Самонесущие наружные стены воспринимают вертикальную нагрузку только от собственного веса (включая нагрузку от балконов, эркеров, парапетов и др. элементов стены) и передают их на фундаменты через промежуточные несущие конструкции – фундаментные балки, ростверки или цокольные панели (одновременно выполняют несущую и ограждающую функции).
Ненесущие (навесные) наружные стены поэтажно (или через несколько этажей) опираются на смежные несущие конструкции здания – перекрытия, каркас или стены. Таким образом, навесные стены выполняют только ограждающую функцию.
По этой ссылке вы найдёте полный курс лекций по математике:
Рис. 3.19. Виды наружных стен по статической функции: а – несущие; б – самонесущие; в – ненесущие (навесные): 1 – перекрытие здания; 2 – колонна каркаса; 3 – фундамент
Несущие и ненесущие наружные стены применяются в зданиях любой этажности. Самонесущие стены опираются на собственный фундамент, поэтому их высота ограничивается из-за возможности взаимных деформаций наружных стен и внутренних конструкций здания. Чем выше здание, тем больше разница в вертикальных деформациях, поэтому, например, в панельных домах допускается применение самонесущих стен при высоте здания не более 5 этажей.
Устойчивость самонесущих наружных стен обеспечивается гибкими связями с внутренними конструкциями здания.
2) По материалу:
а) каменные стены возводятся из кирпича (глиняного или силикатного) или камней (бетонных или природных) и применяются в зданиях любой этажности. Каменные блоки выполняют из естественного камня (известняк, туф и др.) или искусственного (бетон, легкий бетон).
б) Бетонные стены выполняют из тяжелого бетона класса В15 и выше плотностью 1600 ÷ 2000 кг/м 3 (несущие части стен) или легкого бетона классов В5 ÷ В15 плотностью 1200 ÷ 1600 кг/м 3 (для теплоизоляционных частей стен).
Для изготовления легких бетонов используются искусственные пористые заполнители (керамзит, перлит, шунгизит, аглопорит и т. п.) или естественные легкие заполнители (щебень из пемзы, шлака, туфа).
Возможно вам будут полезны данные страницы:
При возведении ненесущих наружных стен также используется ячеистый бетон (пенобетон, газобетон и т. п.) классов В2 ÷ В5 плотностью 600 ÷ 1600 кг/м 3 . Бетонные стены применяются в зданиях любой этажности.
в) Деревянные стены применяются в малоэтажных зданиях. Для их возведения используются сосновые бревна диаметром 180 ÷ 240 мм или брусья сечением 150х150 мм или 180х180 мм, а также дощатые или клеефанерные щиты и панели толщиной 150 ÷ 200 мм.
г) стены из небетонных материалов в основном применяются при возведении промышленных зданий или малоэтажных гражданских зданий. Конструктивно они состоят из наружной и внутренней обшивки из листового материала (сталь, алюминиевые сплавы, пластик, асбестоцемент и др.) и утеплителя (сэндвич-панели). Стены данного типа проектируют несущими только для одноэтажных зданий, а при большей этажности – только как ненесущие.
3) по конструктивному решению:
Количество слоев наружных стен здания определяется по результатам теплотехнического расчета. Для соответствия современным нормам по сопротивлению теплопередаче в большинстве регионов России необходимо проектировать трехслойные конструкции наружных стен с эффективным утеплителем.
4) по технологии возведения:
а) по традиционной технологии возводятся каменные стены ручной кладки. При этом кирпичи или камни укладываются рядами по слою цементно-песчаного раствора. Прочность каменных стен обеспечивается прочностью камня и раствора, а также взаимной перевязкой вертикальных швов. Для дополнительного повышения несущей способности каменной кладки (например, для узких простенков) применяется горизонтальное армирование сварными сетками через 2 ÷ 5 рядов.
Требуемую толщину каменных стен определяют по теплотехническому расчету и увязывают со стандартными размерами кирпичей или камней. Применяются кирпичные стены толщиной в 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 кирпича (250, 380, 510, 640 и 770 мм соответственно). Стены из бетонных или природных камней при кладке в 1 и 1,5 камня имеют толщину 390 и 490 мм соответственно.
На рис. 3.20 показано несколько типов сплошных кладок из кирпича и каменных блоков. На рис. 3.21 показана конструкция трехслойной кирпичной стены толщиной 510 мм (для климатического района Нижегородской области).
Рис. 3.20. Типы сплошных каменных кладок: а – шестирядная кирпичная кладка; б – двух-рядная кирпичная кладка; в – кладка из керамических камней; г и д – кладки из бетонных или природных камней; е – кладка из камней ячеистого бетона с наружной облицовкой кирпичом
На внутренний слой трехслойной каменной стены опираются перекрытия и несущие конструкции крыши. Наружный и внутренний слои кирпичной кладки соединяются между собой арматурными сетками с шагом по вертикали не более 600 мм. Толщина внутреннего слоя принимается 250 мм для зданий высотой 1 ÷ 4 этажа, 380 мм – для зданий высотой 5 ÷ 14 этажей и 510 мм – для зданий высотой более 14 этажей.
Рис. 3.21. Каменная стена трехслойной конструкции:
1 – внутренний несущий слой;
2 – слой теплоизоляции;
3 – воз-душный зазор;
4 – наружный самонесущий (облицовочный) слой
б) полносборная технологияиспользуется при возведении крупнопанельных и объемно-блочных зданий. При этом монтаж отдельных элементов здания производится подъемными кранами.
| Наружные стены крупнопанельных зданий |
выполняются из бетонных или кирпичных панелей. Толщина панелей – 300, 350, 400 мм. На рис. 3.22 показаны основные виды бетонных панелей, применяемых в гражданском строительстве.
Рис. 3.22. Бетонные панели наружных стен: а – однослойная; б – двухслойная; в – трехслойная:
1 – конструктивно-теплоизоляционный слой;
2 – защитно-отделочный слой;
3 – несущий слой;
4 – теплоизоляционный слой
Объемно-блочные здания – это здания повышенной заводской готовности, которые монтируются из отдельных блоков-комнат заводского изготовления. Наружные стены таких объемных блоков могут быть одно-, двух- и трехслойными.
в) монолитная и сборно-монолитная технологии возведения позволяют возводить одно-, двух- и трехслойные монолитные стены из бетона.
Рис. 3.23. Сборно-монолитные наружные стены (в плане): а – двухслойная с наружным слоем теплоизоляции;
б – то же, с внутренним слоем теплоизоляции;
в – трехслойная с наружным слоем теплоизоляции
При использовании данной технологии сначала устанавливается опалубка (форма), в которую заливается бетонная смесь. Однослойные стены выполняются из легких бетонов толщиной 300 ÷ 500 мм.
Многослойные стены выполняются сборно-монолитными с использованием наружного или внутреннего слоя каменных блоков из ячеистого бетона. (см. рис. 3.23).
5) по расположению оконных проемов:
На рис. 3.24 показаны различные варианты расположения оконных проемов в наружных стенах зданий. Варианты а, б, в, г используются при проектировании жилых и общественных зданий, вариант д – при проектировании промышленных и общественных зданий, вариант е – для общественных зданий.
Из рассмотрения данных вариантов можно видеть, что функциональное назначение здания (жилое, общественное или промышленное) определяет конструктивное решение его наружных стен и внешний вид в целом.
Одно из основных требований, предъявляемое к наружным стенам – это необходимая огнестойкость. По требованиям противопожарных норм несущие наружные стены должны быть выполнены из несгораемых материалов с пределом огнестойкости не менее 2 часов (камень, бетон). Применение трудносгораемых несущих стен (например, деревянных оштукатуренных) с пределом огнестойкости не менее 0,5 часа допускается только в одно-, двухэтажных домах.
Рис. 3.24. Расположение оконных проемов в наружных стенах зданий: а – стена без проемов;
б – стена с небольшим количеством проемов;
в – панельная стена с проемами;
г – несущая стена с усиленными простенками;
д – стена с навесными панелями; е – полностью остекленная стена (витраж)
Высокие требования к огнестойкости несущих стен вызваны их основной ролью в сохранности здания, так как разрушение несущих стен при пожаре вызывает обрушение всех опирающихся на них конструкций и здания в целом.
Ненесущие наружные стены проектируют несгораемыми или трудносгораемыми с меньшими пределами огнестойкости (от 0,25 до 0,5 часа), так как разрушение данных конструкций при пожаре может вызвать только локальные повреждения здания.
Присылайте задания в любое время дня и ночи в 
whatsapp.
Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.
Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.
Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.
Источник