Наружные и внутренние стены и их элементы. Архитектурно-конструктивные элементы стен Выбор зависит от типа стены

Наружные стены - наиболее сложная конструкция здания. Они подвергаются многочисленным и разнообразным силовым и несиловым воздействиям (рис. 17.1). Несущие наружные стены воспринимают нагрузку от собственной массы и временные нагрузки от опертых на стены перекрытий и крыш, воздействия от ветра, неравномерных деформаций основания, сейсмики и др. С внешней стороны наружные стены подвержены действию солнечной радиации, атмосферных осадков, переменных температур и влажности наружного воздуха, уличного шума, а с внутренней - воздействию теплового потока и потока водяного пара (рис. 17.1).

Выполняя функции наружного ограждения, основного конструктивного и композиционного элемента фасадов, а часто и несущей конструкции, наружная стена должна отвечать требованиям прочности, долговечности и огнестойкости, соответствующим классу капитальности здания, обеспечивать благоприятный температурно-влажностный режим ограждаемых помещений, обладать декоративными качествами, защищать помещения от неблагоприятных внешних воздействий. Одновременно конструкция наружной стены должна удовлетворять общетехническим требованиям индустриальности и минимальной материалоемкости, а также экономическим требованиям. При этом необходимы как экономия единовременных затрат при строительстве, так как наружные стены являются самой дорогой конструкцией (до 25% от стоимости конструкций здания), так и сокращение эксплуатационных затрат на отопление здания, поскольку основные тепло-потери идут через наружные стены и их элементы.

В наружных стенах обычно располагаются проемы бокового освещения помещений и проемы в открытые летние помещения балконов и лоджий, поэтому в комплекс конструкции стены включают створное светопрозрачное заполнение проемов и конструкции открытых помещений. Все эти элементы и их сопряжения со стенами также должны отвечать перечисленным выше требованиям. В стенах из сборных элементов в этот комплекс включают также стыки элементов наружных стен между собой и с внутренними конструкциями. Статические функции стен и их изоляционные свойства обеспечивает взаимодействие с внутренними конструкциями, поэтому конструирование наружных стен включает разработку их связей с внутренними стенами, перекрытиями, каркасом.

Наружные стены (также как и все остальные конструкции зданий) в зависимости от природно-климатических, инженерно-геологических условий строительства и специфики решения здания рассекают вертикальными деформационными швами различных типов - температурно-усадочными, осадочными, антисейсмическими и др. (рис. 17.2).

Температурно-усадочные швы устраивают во избежание образования в стенах трещин и перекосов, вызываемых концентрацией усилий от воздействия переменных температур воздуха и усадки материалов (каменной кладки, бетонов). Такие швы рассекают только наземную часть здания.

Расстояния между швами (длину температурного отсека здания) назначают по расчету в соответствии с климатическими условиями строительства и физико-техническими параметрами материалов наружных стен. Длины отсеков колеблются от 40 до 100 м для кирпичных и от 75-150 м - для панельных стен. При этом наименьшее размеры температурных отсеков относятся к наиболее суровым климатическим условиям.

Осадочные швы предусматривают в местах резких перепадов этажности здания (осадочные швы I типа), а также при значительной неравномерности деформаций основания по протяженности здания, вызванные спецификой геологического строения основания (осадочные швы II типа). Осадочные швы I типа устраивают для компенсации разницы вертикальных деформаций высокой и низкой частей здания. С этой целью опи-рание перекрытий низкой части на несущей конструкции высокой части здания проектируемой шарнирным и конструкцию осадочного шва выполняют аналогично температурно-усадочному.

При жестких сопряжениях высокой и низкой частей здания, а также в случаях большой неравномерности деформаций основания здания разрезают на жесткие отсеки вертикальными швами по всей высоте - вплоть до подошвы фундамента.

В особых инженерно-геологических условиях, например, сейсмических, разрезка деформационными швами расчленяет здание на элементарные прямоугольные в плане отсеки и осуществляется на всю высоту здания от крыши до подошвы фундамента. Протяженность отсеков назначается по расчету в соответствии с расчетной сейсмичностью территории строительства и физико-техническими свойствами материалов несущих конструкций.

Конструкции наружных стен классифицируют по признакам:

• статической функции стены, определяемой ее ролью в конструктивной системе здания;
• материалу и технологии возведения стены, определяемым строительной системой здания;
• конструктивному решению - в виде однослойной или слоистой ограждающей конструкции.

По статической функции различают несущие, самонесущие и ненесущие наружные стены (см. рис. 3.3).

Несущие стены помимо вертикальной нагрузки от собственной массы воспринимают нагрузки от всех опирающихся на стены конструкций (крыш, перекрытий, балконов, эркеров, парапетов и пр.) и передают ее через фундаменты на основание.

Самонесущие стены воспринимают нагрузку только от собственной массы, включая нагрузку от балконов, эркеров, парапетов и других элементов самой стены, и передают ее на фундаменты непосредственно или через цокольные панели, рандбалки, ростверк или др. конструкции.

Ненесущие конструкции стен поэтажно (или через несколько этажей) опирают на смежные внутренние конструкции здания (перекрытия, внутренние стены, каркас).

В зданиях с ненесущими наружными стенами из листовых материалов иногда применяют навесные конструкции имеющие специальные элементы навески на внутренние конструкции зданий.

Несущие стены воспринимают наряду с вертикальными нагрузками и горизонтальные воздействия, являясь вертикальными элементами жесткости сооружений. В зданиях с ненесущими наружными стенами функции вертикальных элементов жесткости выполняют каркас, внутренние стены, диафрагмы или стволы жесткости.

Несущие и ненесущие наружные стены могут быть применены в зданиях любой этажности. Высоту самонесущих стен ограничивают в целях предотвращения неблагоприятных в эксплуатационном отношении взаимных смещений самонесущих и внутренних несущих конструкций, сопровождающихся местными повреждениями отделки помещений и появлением трещин. В панельных домах, например, допустимо применение самонесущих стен при высоте здания не более 5 этажей. Устойчивость самонесущих стен обеспечивают гибкие связи с внутренними конструкциями.

Предельная этажность несущей стены зависит от несущей способности и дефор-мативности ее материала, конструкции, характера взаимосвязи с внутренними конструкциями, а также от экономических соображений. Так, например применение слоистых несущих панельных стен целесообразно в домах высотой до 17 этажей, несущих кирпичных стен в зданиях средней этажности, а несущей стальной оболочковой конструкции в 70-100 этажных зданиях.

Основной характеристикой конструктивного решения наружной стены является ее слоистость.

Традиционной для стен любой строительной системы является однослойная конструкция: из кирпича (или блоков естественного камня) - сплошная кладка, из дерева - рубленная стена из бревен или брусьев, в бетонном домостроении - однослойная стена из легких или ячеистых бетонов автоклавного твердения.

До середины 1990-х годов однослойная конструкция в России являлась основной для всех строительных систем зданий, составляя свыше 80% в общем объеме строительства.

Слоистые конструкции, например в виде облегченной кладки кирпичных стен применялись в основном для экономии единовременных затрат, В связи с пониженной несущей способностью их применяли в качестве несущих преимущественно в зданиях до 5 этажей или для верхних этажей многоэтажных.

Политика экономии затрат энергоресурсов на отопление зданий на государственном уровне отразилась на радикальном повышении требований к сопротивлению теплопередаче всех ограждающих наружных конструкций, отраженных в СниП 11-3-79*, введенных в действие Министерством строительства РФ с марта 1998г.

Новые нормы (даже для районов РФ с умеренным климатом) потребовали увеличения в 2,8-3,5 раза сопротивления теплопередача наружных стен по сравнению с действовавшими на протяжении 70 лет предшествовавшими нормами проектирования и всем историческим опытом строительства.

Практически это означало увеличение толщины однослойной кирпичной стены сплошной кладки с 51 см до 155 см легкобетонной панельной с 30-38 см до 90-105 см, стены из ячеистых автоклавных бетонов с 25 до 75 см, а стен деревянного сруба до 60 см. В связи с явной неэкономичностью таких конструкций происходит радикальный переход от однослойных конструкций к слоистым с эффективными утеплителями.

Соответственно это сопровождается перестройкой промышленности строительных материалов и индустриальных изделий для наружных стен.

В связи с тем, что для большинства конструкций переход от однослойных стен к слоистым конструкциям приводит к снижению их несущей способности, подвергается пересмотру и выбор конструктивных систем зданий. Для несущих слоистых конструкций наружных стен основной областью применения остаются здания малой и средней этажности, как с продольными, так и с поперечными внутренними стенами. В многоэтажных зданиях основными конструктивными системами становятся поперечно- и перекрестно-стеновая либо каркасная с ненесущими наружными стенами.

Область рационального применения однослойных наружных стен резко ограничивается территориями с жарким климатом, а также индивидуальным малоэтажным строительством.

Одновременно с радикальными пересмотром конструкций наружных стен и конструктивных систем зданий происходит резкое расширение видов строительных систем зданий. Наряду с традиционной бескаркасной системой домов с кирпичными стенами и наиболее индустриальной панельной, широко внедряются сборно-монолитные и монолитные системы различных модификаций, влияющие на конструирование ненесущих стен нового поколения, срочно внедряемых в строительство многоэтажных капитальных зданий с индустриальной технологией возведения.

По назначению стены бывают наружными и внутренними, а по восприятию нагрузок - несущими и ненесущими.

В зависимости от применяемых материалов разделяют следующие виды стен :

деревянные из бревен, брусьев, деревянного каркаса;

кирпичные из полнотелых и пустотелых глиняных, керамических и силикатных кирпичей и блоков;

каменные из булыжного камня, известняка, песчаника, ракушечника, туфа и др.;

легкобетонные из газосиликата, керамзитобетона, полистирола, шлакобетона, арболита, опилкобетона;

грунтобетонные из самана, уплотненного груша.

По конструктивному решению стены бывают:

рубленные из бревен и собранные из деревянных брусьев;

мелкоблочные из кирпича и мелких блоков массой более 50 кг;

панельными или щитовые из готовых элементов стен высотой на этаж;

каркасные из стоек и обвязок с обшивкой листовыми или погонажными материалами;

монолитные из бетона и грунта;

композитные или многослойные с использованном различных материалов и конструкции.

Материалы для возведения стен и их конструктивное решение выбирают с учетом местных климатических условий, экономики, заданной прочности и долговечности здания, внутреннего комфорта и архитектурной выразительности фасадов.

Наибольшей прочностью и долговечностью обладают природные камни и полнотелый кирпич. Вместе с тем по своим теплозащитным качествам они значительно уступают легким бетонам, эффективному кирпичу и дереву Применение их в «чистом виде» без сочетания с другими, менее теплопроводными материалами оправдано лишь в южных районах страны.

При возведении кирпичных стен следует стремиться к облегченной кладке, применяя эффективный кирпич и устраивая пустоты, используя теплый раствор. Сплошная кирпичная кладка стен из полнотелого кирпича толщиной более 38 см считается нецелесообразной.

Надежны в эксплуатации и в 1,5 - 2 раза дешевле кирпичных легкобетонные стены на основе шлака, керамзита или опилок с использованием цемента. Если использовать заранее изготовленные легкобетонные блоки, можно значительно сократить сезонные сроки строительства.

Традиционным материалом для стен малоэтажных зданий является дерево. Рубленые и брусчатые стены по санитарно-гигиеническим требованиям являются самыми комфортными. К их недостаткам относятся невысокая огнестойкость и осадочные деформации в первые 1,5 - 2 года.

При наличии пиломатериалов и эффективных утеплителей вполне оправданны каркасные стены. Они, как и рубленые, не требуют массивных фундаментов, но в отличие от них не имеют послепосгроечных деформаций. При облицовке каркасных стен кирпичом значительно повышаются их огнестойкость и капитальность.

В южных районах с резкими перепадами дневных и ночных температур наружного воздуха хорошо «ведут себя» стены, сложенные из грунтобетона (самана). Благодаря большой тепловой инерционности (медленно нагреваются и охлаждаются) они создают в таком климате оптимальный тепловой режим.

Вы смотрели: Виды стен

Несущая стена (рис.1) – основная несуще-ограждающая вертикальная конструкция здания, опирающаяся и передающая на фундамент нагрузку от перекрытий и собственного веса стены, разделяющая смежные помещения в здании и защищающая их от воздействия внешней среды.

Самонесущая стена (рис.2) – наружная ограждающая вертикальная конструкция, защищающая внутренние помещения здания от воздействия внешней среды, опирающаяся и передающая на фундамент нагрузку от собственного веса.

Рис.2. Самонесущая стена (наружная стена опирается на фундамент, а перекрытие примыкает к стене)

Ненесущая стена (рис.3) – наружная стена, опирающаяся на перекрытие в пределах одного этажа при высоте этажа не более 6м. (при большей высоте этажа эти стены относятся к самонесущим) и защищающая здание снаружи от воздействия внешней среды.

Перегородка – внутренняя вертикальная ограждающая ненесущая стена, опирающаяся на перекрытие, и разделяющая смежные помещения в здании.

В зданиях с самонесущими и ненесущими наружными стенами нагрузки от покрытий, перекрытий и т.п. передаются на каркас или поперечные конструкции зданий.

В доме стены, которые стоят на фундаменте и на которые опираются перекрытия будут несущими.

А стены, стоящие на фундаменте без опирания на них перекрытия будут самонесущими .

Рис.3. Ненесущая стена (наружная стена опирается на перекрытие этажа)

Стены разного конструктивного назначения несут разную нагрузку. Для обеспечения необходимой несущей способности для разных стен выбирают определенную толщину стены и прочность используемых материалов.

Например, внутренние и наружные несущие стены зданий из газобетонных блоков высотой до 3-х этажей включительно рекомендуется изготавливать из блоков классов по прочности на сжатие не ниже В2,5, на клею или на растворе марки не ниже М75; при высоте до 2-х этажей включительно – не ниже В2 на клею или на растворе марки не ниже М50.

Для самонесущих стен зданий высотой до 3-х этажей класс блоков должен быть не ниже В2.

[ наружные стены дома, технология, классификация, каменщик, дизайн и кладка несущих стен ]

Быстрый переход:

• Температурно-усадочные и осадочные швы
• Классификация наружных стен
• Конструкции одно- и многослойных стен
• Панельные бетонные стены и их элементы
• Проектирование панелей несущих и самонесущих однослойных стен
• Бетонные панели трехслойной конструкции
• Методы решения основных задач проектирования стен в бетонных панельных конструкциях
• Вертикальные стыки и Связи панелей наружных стен с внутренними
• Тепло и изоляционная способность стыков, виды стыков
• Композиционные и декоративные особенности панельных стен

Конструкции наружных стен крайне разнообразны; они определяются строительной системой здания, материалом стен и их статической функцией.

Общие требования и классификация конструкций

Рис.2.Деформационные швы

Рис.3.Детали устройстватемпературныхшвов вкирпичных и панельных зданиях

Температурно-усадочные швы устраивают во избежание образования в трещин и перекосов, вызываемых концентрацией усилий от воздействия переменных температур и усадки материала (каменной кладки, монолитных или сборных бетонных конструкций и др.). Температурно-усадочные швы рассекают конструкции только наземной части здания. Расстояния между температурно-усадочными швами назначают в соответствии с климатическими условиями и физико-механическими свойствами стеновых материалов. Для наружных стен из глиняного кирпича на растворе марки М50 и более расстояния между температурно-усадочными швами 40-100 м принимают по СНиП «Каменные и армокаменные конструкции», для наружных стен из бетонных панелей 75-150 м по ВСН32-77, Госгражданстрой «Инструкция по проектированию конструкций панельных жилых зданий». При этом наименьшие расстояния относятся к наиболее суровым климатическим условиям.

В зданиях с продольными несущими стенами швы устраивают в зоне примыкания к поперечным стенам или перегородкам, в зданиях с поперечными несущими стенами швы часто устраивают в виде двух спаренных стен. Наименьшая ширина шва составляет 20 мм. Швы необходимо защищать от продувания, промерзания и сквозных протечек с помощью металлических компенсаторов, герметизации, утепляющих вкладышей. Примеры конструктивных решений температурно-усадочных швов в кирпичных и панельных стенах даны на рис. 3.

Осадочные швы следует предусматривать в местах резких перепадов этажности здания (осадочные швы первого типа), а также при значительной неравномерности деформаций основания по протяженности здания, вызванной спецификой геологического строения основания (осадочные швы второго типа). Осадочные швы первого типа назначают для компенсации различий вертикальных деформаций наземных конструкций высокой и низкой частей здания, в связи с чем их устраивают аналогично температурно-усадочным только в наземных конструкциях. Конструкция шва в бескаркасных зданиях предусматривает устройство шва скольжения в зоне опирания перекрытия малоэтажной части здания на стены многоэтажной, в каркасных - шарнирное опи-рание ригелей малоэтажной части на колонны многоэтажной. Осадочные швы второго типа разрезают здание на всю высоту - от конька до подошвы фундамента. Такие швы в бескаркасных зданиях конструируют в виде парных поперечных стен, в каркасных - парных рам. Номинальная ширина осадочных швов первого и второго типа 20 мм.Особенности проектирования сейсмостойких здании, а также зданий, строящихся на просадочных, подрабатываемых и вечномерзлых грунтах, рассмотрены в отдельном разделе.

Рис.4.Наружныестены виды

Конструкции наружных стен классифицируют по признакам:

• статической функции стены, определяемой ее ролью в конструктивной системе здания;
• материала и технологии возведения, щ деляемых строительной системой здания;
• конструктивного решения - в виде однослойной или слоистой ограждающей конструкции.

По статической функции различают несущие, самонесущие или ненесущие конструкции стен (рис. 4).Г

Несущие стены помимо вертикальной нагрузки от собственной массы воспринимая передают фундаментам нагрузки от смежных конструкций: перекрытий, перегородок, крыш и пр.

Самонесущие стены воспринимают вертикальную нагрузку только от собственной массы (включая нагрузку от балконов, эркеров, парапетов и других элементов стены) и передают ее на фундаменты непосредственно либо через цокольные панели, рандбалки, ростверк или другие конструкции.

Таблица 1.Конструкциинаружных стениих применение

1 - кирпич; 2 - мелкий блок; 3, 4 - утеплитель и воздушный прослоек; 5 - легкий бетон; 6 - автоклавный ячеистый бетон; 7 - конструктивный тяжелый или легкий бетон; 8 - бревно; 9 - конопатка; 10 - брус; 11 - деревянный каркас; 12 - пароизоляция; 13 - воздухонепроницаемый слой; 14 - обшивка из досок, водостойкой фанеры, ДСП или др.; 15 - обшивка из неорганических листовых материалов; 16 - металлический или асбестоцементный каркас; 17 - вентилируемый воздушный прослоек

Наружные стены могут быть однослойной или слоистой конструкции. Однослойные стены возводят из панелей, бетонных или каменных блоков, монолитного бетона, камня, кирпича, деревянных бревен или брусьев. В слоистых стенах выполнение разных функций возложено на различные материалы. Функции прочности обеспечивают бетон, камень, дерево; функции долговечности - бетон, камень, дерево или листовой материал (алюминиевые сплавы, эмалированная сталь, асбестоцемент или др.); функции теплоизоляции - эффективные утеплители (минераловатные плиты, фибролит, пенополистирол и др.); функции пароизоляции - рулонные материалы (прокладочный рубероид, фольга и др.), плотный бетон или мастики; декоративные функции-различные облицовочные материалы. В число слоев такой ограждающей конструкции может быть включен воздушный прослоек. Замкнутый-для повышения ее сопротивления теплопередаче, вентилируемый -для защиты помещения от радиационного перегрева либо для уменьшения деформаций наружного облицовочного стены.

Конструкции одно- и многослойных стен могут быть выполнены полносборными или в традиционной технике.

Основные типы конструкций наружных стен и области их применения приведены втабл. 1.

Назначение статической функции наружной стены, выбор материалов и конструкций осуществляют с учетом требований СНиП «Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений». Согласно этим нормам, несущие стены, как правило, должны быть несгораемыми. Применение трудносгораемых несущих стен (например, деревянных оштукатуренных) с пределом огнестойкости не менее 0,5 ч допускается только в одно-двухэтажных домах. Предел огнестойкости несгораемых конструкций стен должен составлять не менее 2 ч, в связи с чем их необходимо выполнять из каменных или бетонных материалов. Высокие требования к огнестойкости несущих стен, а также колонн и столбов обусловлены их ролью в сохранности здания или сооружения. Повреждение при пожаре вертикальных несущих конструкций может привести к обрушению всех опирающихся на них конструкций и здания в целом.

Ненесущие наружные стены проектируют несгораемыми или трудносгораемыми с существенно меньшими пределами огнестойкости (0,25-0,5 ч), так как разрушение этих конструкций от воздействия огня приводит только к локальным повреждениям здания.

Несгораемые ненесущие наружные стены следует применять в жилых домах выше 9 этажей, при меньшей этажности допускается применение трудносгораемых конструкций.

Толщину наружных стен выбирают по наибольшей из величин, полученных в результате статического и теплотехнического расчетов, и назначают в соответствии с конструктивными и теплотехническими особенностями ограждающей конструкции.

В полносборном бетонном домостроении расчетную толщину наружной стены увязывают с ближайшей большей величиной из унифицированного ряда толщин наружных стен, принятых при централизованном изготовлении формовочного оборудования 250, 300, 350, 400 мм для панельных и 300, 400, 500 мм для крупноблочных зданий.

Расчетную толщину каменных стен согласуют с размерами кирпича или камня и принимают равной ближайшей большей конструктивной толщине, получаемой при кладке. При размерах кирпича 250X120X65 или 250Х X 120x88 мм (модульный кирпич) толщина стен сплошной кладки в 1; 1 1/2; 2; 2 1/2 и 3 кирпича (с учетом вертикальных швов по 10 мм между отдельными камнями) составляет 250, 380, 510, 640 и 770 мм.

Конструктивная толщина стены из пиленого камня или легкобетонных мелких блоков, унифицированные размеры которых составляют 390X190X188 мм, при кладке в один камень равна 390 и в 1 /2 г - 490 мм.

Толщину стен из небетонных материалов с эффективными утеплителями в некоторых случаях принимают больше полученной по теплотехническому расчету из-за конструктивных требований: увеличение размеров сечения стены может оказаться необходимым для устройства надежной изоляции стыков и сопряжений с заполнением проемов.

Конструирование стен основано на всестороннем использовании свойств применяемых материалов и решает задачи создания необходимого уровня прочности, устойчивости, долговечности, изоляционных и архитектурно-декоративных качеств.

Лекция № 2

ПОНЯТИЯ О КОНСТРУКЦИЯХ ЗДАНИЙ

Основные конструктивные элементы гражданских и промышленных зданий

К основным конструктивным элементам гражданских и промышленных зданий относят основания и фундаменты, стены и столбы, перекрытия, крыши, лестницы, окна, двери и перегородки (рис. 1).

Рис. 1. Основные конструктивные элементы здания

Основания и фундаменты

Фундаменты служат для передачи постоянных и временных нагрузок на грунт. Они являются подземными элементами здания и устраиваются под стенами и столбами.

Плоскость, которой фундамент опирается на грунт, называется подошвой фундамента, а грунт, на который передается нагрузка от фундамента, - основанием.

Основание должно обладать достаточной прочностью, т.е. до определенных пределов отличаться малой сжимаемостью при его загружении. Прочность грунта зависит от его минералогического состава, геологического строения, плотности и присутствия в нем влаги. Верхние слои земной коры, содержащие органические примеси и подвергающиеся выветриванию, отличаются недостаточной прочностью. Поэтому подошву фундамента прихо­дится располагать (или, как говорят, «закладывать») на некоторой глубине от поверхности земли.

Минимально необходимая величина заглубления подошвы фундамента в грунт определяется не только прочностью соответствующего пласта грунта, но и климатическими особенностями, обусловливающими промерзание и, следовательно, возможность деформации верхних слоев грунта в зимнее время.

Подошва фундамента должна иметь такую площадь, чтобы нагрузка, передаваемая на грунт, не превышала допускаемого для этого грунта напряжения, составляющего обычно 1-3 кг/см 2 . Если здание имеет подвал (заглубленные в землю помещения или этажи), то фундаменты служат одновременно стенами подвала. В этом случае глубина заложения фундаментов зависит от высоты подвальных помещений. Фундаменты обычно делают из во­достойкого материала (бетонных блоков, бетона, естественного камня).

Стены, их назначение, разновидности

Стены по своему назначению и месту расположения в здании делятся на наружные и внутренние. Кроме того, различают несущие и ненесущие стены.

Несущие стены обычно называются капитальными (они непосредственно опираются на фундаменты). Несущими могут быть как наружные, так и внутренние стены. Ненесущие стены - это обычно перегородки. Они служат для деления в пределах этажа больших, ограниченных капитальными стенами помещений на более мелкие, причем для опирания перегородок не требуется устройства фундаментов.

Столбы, как правило, также несущие элементы, опирающиеся на фундамент. Их устанавливают обычно вместо несущих стен там, где оказывается необходимым раскрыть внутреннее пространство или передать вертикальную сосредоточенную нагрузку на фундамент.

Нижняя часть наружной стены называется цоколем. Он находится в особо неблагоприятных условиях, так как подвергается воздействию брызг от падающих на землю капель дождя и талой воды при таянии прилегающего к нему снегового покрова. Эта влага смачивает материал цоколя и способствует разрушению его поверхности. Поэтому цоколь делается из влаго- и морозостойких материалов.

Цоколь имеет архитектурное значение, так как, несколько отступая от плоскости стены, создает ощущение большей устойчивости здания. Верхний уступ («обрез») цоколя располагаем примерно на уровне приподнятого над поверхностью земля пола первого этажа и тем самым подчеркивает начало используемого по основному назначению объема здания. Иногда ниже пола устраивается подполье, предохраняющее конструкции здания от непосредственного воздействия грунтовых вод. В этом случае цоколи служат наружными стенами, ограждающими подполье. Обычно вместо подполья ниже пола первого этажа устраиваются подвальные этажи.

Деление зданий на каменные и деревянные условно. В качестве признака для такого деления принимается материал наружных стен. Здание, которое имеет каменные фундаменты и стены при всех прочих основных конструк­тивных элементах, сделанных, например, из дерева, считается каменным.

Стены и частично фундаменты являются не только несущими, но и ограждающими конструкциями, так как они образуют объемы помещения и ограждают (изолируют) эти объемы от внешней среды. Поэтому наружные ограждающие конструкции отапливаемых зданий должны не только удовлетворять требованиям прочности и устойчивости, но и обладать соот­ветствующими теплозащитными качествами. Они определяются толщиной конструкции и теплозащитными свойствами ее материала. Чем выше теплозащитные качества, там ниже расход топлива на отопление здания, но больше стоимость конструкции. Поэтому при проектировании следует находить экономически целесообразное соотношение единовременных затрат и эксплуатационных расходов на отопление.

Требуемый минимум теплозащитных качеств определяется также санитарно-гигиеническими требованиями:

· температура на внутренней поверхности наружной стены не должна быть много ниже температуры воздуха в помещении (разность обычно не более 6°С), чтобы не было так называемой холодной (отрицательной) радиации - ощущения как бы потока холода, которое может испытывать человек при значительной разнице температур на поверхности стены и воздуха помещения;

· температура на внутренней поверхности наружном стены должна быть выше точки росы во избежание образования конденсата, последующего увлажнении материала, ухудшении теплозащитных качеств конструкции и образования плесени.

Если температура внутренней поверхности наружной стены понижается до 0° и ниже, то конденсат превращается в иней или лед и наступает явление, называемое промерзанием ограждения.

Наружные ограждения должны удовлетворять также ряду других физико-технических требований, например, воздухопроницаемости и паропроницаемости.

Наружные ограждающие конструкции, удовлетворяющие теплозащитным требованиям, обычно отвечают требованиям изоляции помещения от внешних шумов.

Перегородки относятся к внутренним стенам, но не являются несущими; они не воспринимают вертикальных нагрузок, и их во время эксплуатации здания без нарушения его конструктивной целостности можно удалять или переносить на другое место.

Характерные требования, предъявляемые к перегородкам, - соответствующие прочность и звукоизоляция. Кроме того, перегородки должны иметь такие конструктивные и эксплуатационные качества, при которых затрудняется размножение в них разного рода микроорганизмов, насекомых и грызунов, облегчается очистка и т. п.

Перекрытия и покрытия

Перекрытия представляют собой горизонтальные несущие конструкции, опирающиеся на капитальные стены или столбы и воспринимающие передаваемые на них постоянные и временные нагрузки. Перекрытия разделяют здания на этажи. В зависимости от месторасположения в здании перекрытия делятся на:

1. междуэтажные - между двумя смежными по высоте этажами;

2. чердачные - между верхним этажом и чердаком;

3. подвальные - между первым этажом и подвалом;

4. нижние - между первым этажом и подпольем.

1.4. Лестницы и лифты

Лестницы служат для сообщения между этажами. Помещения, в которых располагаются лестницы, называются лестничными клетками (рис. 2). Конструкции лестниц (рис. 3) в основном состоит из маршей (наклонных плоскостей со ступенчатыми поверхностями) и площадок. Для безопасного хождения марши ограждают перилами (балясником).

Лифты в жилых зданиях предусматривают, начиная с шести этажей; как правило, шахты лифтов делают глухие. Машинное отделение лифтов размещают над шахтой, расположение самой шахты предусматривается у лестничной клетки или между лестничных маршей. Машинное отделение лифтов не допускается располагать под жилыми комнатами.

Есть примеры оборудования жилых зданий выносными лифтами, располагаемыми за наружной гранью стены против окон лестничной клетки. В этом случае загрузка лифтов производиться с промежуточных площадок лестничных клеток.

Рис. 2. Лестничная клетка Общий вид, план

/ - лифт; 2 - окно; 3 - марш; 4 - междуэтажная площадка; 5 - этажная площадка; 6 - дверь в квартиру; 7 - стеналестничной клетки

Рис. 3. Геометрическое построение лестницы.

а – ступень; б – разрез; в – планочное построение лестницы;1 – подступёнок; 2 – проступь; 3 – лестничная клетка; 4 – междуэтажная площадка; 5 - этажная площадка.

Балконы, лоджии

Балконы и лоджии - это открытые поэтажные площадки в жилых и общественных зданиях, связывающие внутренние пространства эксплуатируемых помещений с внешней средой. При аварийных ситуациях они могут использоваться для эвакуации людей. Лоджии, в отличие от балконов по боковым сторонам ограждены стенами, и могут быть как встроенными в объём здания, так и выносными. Лоджии бывают освещены солнцем меньшее количество время, чем балконы, а их устройство связано с увеличением площади наружных стен.

Балконы и лоджии должны иметь достаточные размеры, быть зрительно изолированными с улицы и защищенными от шума, ветра, дождя и перегрева солнечными лучами. Их местоположение должно быть спроектировано так, чтобы открывающийся с балкона или лоджии вид был максимально красивым. Необходимо обеспечить также правильное расположение их относительно соседних квартир и домов и удобную связь с примыкающими комнатами квартиры.

Важно помнить, что балконы, расположенные во входящих углах здания, лучше изолированы зрительно и защищены от ветра, чем открытые балконы, которые рекомендуется ограждать с наветренной стороны (для этой цели применяются ветрозащитные экраны. При группировке балконов смежных квартир многоэтажных домов следует также позаботиться об их зрительной изоляции. Расположение балконов на фасаде в шахматном порядке придает ему живописность, однако уменьшает зрительную изоляцию и степень защиты от ветра и солнца.

Ограждения балконов могут выполняться из различных материалов: непрозрачного стекла, пластиков, древесных материалов, волнистой листовой стали на каркасе и т.д.

Конструктивное решение балконов зависит от схемы опирания балконной плиты - (консольное, балочное опирание или угловое защемление). В крупнопанельных зданиях в зависимости от конструкции наружных стен (несущих, самонесущих) и перекрытий (сплошные плиты «на комнату» или плиты- настилы) применяют разнообразные конструктивные схемы установки балконов:

· защемление в конструкции наружной стены;

· устройство консольной плиты перекрытия;

· опирание на приставные железобетонные стойки или Г-образные поперечные конструкции;

· опирание на наружную стену и подвеска к внутренним поперечным несущим стенам, покрытию или перекрытиям;

· опирание на консоли внутренних стен или колонн в каркасных зданиях. В зданиях с кирпичными стенами балконные плиты закрепляются в кладке стены и привариваются при помощи стальных анкеров к закладным деталям железобетонных перемычек и настилов перекрытий.

Окна. Полы

Окна устраиваются для освещения и проветривания (вентиляции) помещений и состоят из оконных проемов, рам или коробок и заполнения проемов, называемого оконными переплетами.

Основные требования к окнам, которые должны соблюдаться при их проектировании и конструировании - пропускать свет в помещения в соответствии с требующейся степенью их освещенности. Окна являются наружным ограждением: следовательно, при их конструировании необходимо учитывать те же требования, которые предъявляются к наружным стенам, т е теплозащитные качества, воздухопроницаемость (продувание) и т. п.

В многоэтажных зданиях оконные и дверные проемы располагаются на поверхности стен друг над другом по одной оси. В этом случае нагрузка, передающаяся на наружные стены, воспринимается простенками. В каркасных зданиях при навесных стенах окна и двери в перегородках могут располагаться различно.

Полы. По способу устройства полы могут быть двух основных групп: монолитные и сборные. В зависимости от материала покрытия различают полы бесшовные, из штучных и из рулонных или листовых материалов.

В практике производственного строительства применяют преимущественно монолитные полы из бетона с различными добавками, придающими им заданные условиями эксплуатации свойства. К ним относятся полы с упрочненным верхним слоем и другие подобные виды.

Особую группу монолитных бесшовных полов составляют так называемые наливные полы с полимерными покрытиями на основе эпоксидных и полиуретановых смол, предназначенные для использования в помещениях с повышенными требованиями по беспыльности.

В промышленных зданиях возможно применение полов из чугунных и стальных плит, а также сборных конструкций полов из крупноразмерных плит.

Во вспомогательных помещениях применяются полы из рулонных (линолеума, плит ПХВ) и листовых материалов (например, цементно-стружечных плит и др.).

Контрольные вопросы:

1. В проработке.

1. Как называется плоскость, которой фундамент опирается на грунт?

2. На какие типы по своему назначению и месту расположения в здании делятся стены?

3. На какие типы делятся перекрытия в зависимости от месторасположения в здании?

4. Для чего служат лестницы и лифты? В чем особенности лифтов?

5. Каковы основные требования к окнам?

5. Прррррррррр

2. Конструктивные схемы зданий

Фундаменты, стены, столбы и перекрытия - основные несущие элементы здания. Они образуют остов здания - пространственную систему вертикальных и горизонтальных несущих элементов.

Конструкция перекрытий «несет» собственный вес (массу) и временную нагрузку. Стены и столбы воспринимают вертикальную нагрузку от опирающихся на них перекрытий и крыши; нагрузка на крышу состоит из веса конструкции крыши и веса (массы) лежащего на ней снега; помимо этого стены и столбы несут свой собственный вес. Кроме того, стены и крыша воспринимают также горизонтальное давление ветра.

Для того чтобы остов здания был устойчив, он должен обладать необходимой жесткостью. Это достигается устройством продольных и поперечных капитальных стен, образующих обычно замкнутые в плане контуры (коробки) с достаточно прочными сопряжениями в углах и местах пересечений. Кроме того, жесткость обеспечивается наличием перекрытия, которые, являясь жесткими горизонтальными «диафрагмами», как бы расчленяют остов на ярусы. Эти диафрагмы воспринимают горизонтальные усилия и, будучи прочно сопряженными со стенами, повышают их устойчивость против продольного изгиба.

Остов определяет так называемую конструктивную схему здания.