Архитектура зданий

Конструкции подвесных потолков позволяют создавать разнообразные решения интерьеров, открывают широкие возможности трансформации внутреннего пространства, размещения различных функциональных элементов (светильников, громкоговорителей и т.д.), они также удобны в эксплуатации и легко ремонтируются и обновляются. В пространстве между потолочной плоскостью подвесного потолка и плоскостью несущей конструкции перекрытия свободно располагаются инженерные сети, коммуникации вентиляции и кондиционирования воздуха и др. Возможно также размещение специальных противопожарных и охлаждающих систем.

Подвесные потолки выполняют следующие функции: акустические (звукопоглощающие подвесные потолки); осветительные (светящиеся подвесные потолки); архитектурно-декоративные (декоративные подвесные потолки); огнезащитные, теплоизоляционные и др. Обычно подвесные потолки выполняют не одну, а несколько функций.

Акустические подвесные потолки обеспечивают поглощение и ослабление звуковой энергии. Необходимая акустика помещения обеспечивается применением звукопоглощающих лицевых элементов. Осветительная функция подвесных потолков определяется архитектурно-художественным решением освещения помещений.

При проектировании подвесных потолков рациональность решений достигается за счет:

экономичности (использование недорогих материалов, несложный монтаж);

функциональности (обеспечение физико-технических требований: звукоизоляции, звукопоглощения, теплоизоляции, противопожарной защиты и влагостойкости);

эстетичности (различный рисунок, разнообразный материал подвесных потолков).

Потолочные плиты выполняются из минеральных материалов, металлов, гипса, пластмасс и дерева.

Потолочные плиты из минеральных материалов являются экологически чистыми натуральными изделиями, в основу которых заложено сырье -- камень, например изделия из базальтового волокна. Такое сырье обладает хорошей противопожарной защитой. Плиты могут иметь как гладкую поверхность, так и перфорированную, с углубленным или выпуклым геометрическим рисунком.

Потолочные металлические панели выполняются из алюминиевых сплавов с заполнением внутренней полости звукопоглощающим материалом, с различными вариантами лакокрасочного покрытия и перфорации, что создает разнообразные оформительские возможности. Эти изделия могут применяться в плавательных бассейнах, саунах, зимних садах и т.п. Хорошие гигиенические свойства позволяют их использовать для помещений больниц, лабораторий, кухонь.

Потолочные панели, выполненные на основе гипса, отличаются ослепительно белым цветом, они огнестойки, влагоустойчивы, обладают хорошей звукоизоляцией. Могут выполняться с гладкой и перфорированной поверхностью (с круглыми -- диаметром 6 мм или квадратными отверстиями --12x12 мм).

Для подвесных потолков может применяться древесина в натуральном виде (пластины, бруски, рейки) и модифицированная -- в виде многослойной фанеры или фибролита. Выпускаются в форме листов, полос и плиток. Отделка лицевой поверхности осуществляется путем окраски, покрытия лаком.

Пластмассы в основном используются для устройства светящихся подвесных потолков. Они имеют ряд недостатков: низкие акустические свойства, накопление статического электричества, по причине которого на поверхности пластмасс собирается пыль.

Скрытая часть подвесного потолка -- это несущая конструкция, при помощи которой его лицевая поверхность крепится к перекрытию здания. Эта конструкция может быть выполнена следующим образом:

* креплением потолочных изделий непосредственно к перекрытию через системы вертикальных подвесок;

* созданием между потолочной плоскостью и перекрытием каркасной системы в двух вариантах: а) несущие горизонтальные элементы расположены водном уровне параллельными рядами с расстоянием, кратным потолочным изделиям, и закреплены к перекрытию с помощью вертикальных подвесок; б) система перекрестного каркаса, состоящего из несущих (нижний уровень) и распределительных (верхний уровень) конструктивных элементов. Несущие элементы устанавливаются с расстоянием, кратным величине потолочных изделий, распределительные -- на 1--2 м друг от друга.

Система перекрестного каркаса наиболее выгодна, так как позволяет сохранить число конструктивных вертикальных подвесок.

Крепление потолочных плит или панелей к их конструктивной части может быть глухое (несъемное закрепление) или съемное, позволяющее снимать плиты во время эксплуатации.

Система подвески имеет регулировочные устройства, обеспечивающие высокую точность фиксации плоскости потолка на заданной отметке.

Потолочные изделия закрепляют на несущих элементах каркаса так, что стыки между отдельными элементами могут быть незаметными или с заранее предусмотренным зазором. Видимая ширина профиля -- от 15 до 24 мм. Узкие видимые полосы металла создают привлекательное графическое оформление интерьера.

Раздел 4. Типы гражданских зданий

Тема 4.1 Здания из монолитного железобетона

Монолитными называют строительные конструкции, главным образом бетонные и железобетонные, основные части которых выполнены в виде единого целого (монолита) непосредственно на месте возведения здания или сооружения. При сочетании монолитных конструкций со сборными способ возведения и окончательная конструкция называются сборно-монолитными. Способ возведения зданий из монолитного и сборно-монолитного железобетона позволяет получить разнообразные формы зданий, любые формы и размеры проемов, различную этажность и т.п. Однако требования унификации геометрических параметров, нагрузок, типов изделий должны соблюдаться так же, как и для полносборных зданий.

Цельномонолитные здания -- жилые, общественные, производственные -- возводятся как с несущими стенами, так и с использованием каркаса в зависимости от технологических и функциональных требований. Отличительными особенностями таких решений являются четкость и простота конструктивных форм: колонны -- круглого или прямоугольного сечения; перекрытия -- в основном безбалочные, обеспечивающие свободу в расстановке перегородок, т.е. свободу планировочных решений; вертикальные диафрагмы жесткости упрощают конструкцию узлов сопряжения перекрытий с колоннами, работающими в этом случае только на вертикальные нагрузки; в перекрытиях укладываются все разводки труб для электро- и слаботочных устройств, что исключает необходимость в устройстве подвесных потолков или подсыпок под полы, в которых обычно размещают трубы.

Применение для многоэтажных каркасных зданий пространственных ядер жесткости, выполняемых из монолитного железобетона, позволяет возводить эти здания с усложненной конфигурацией в плане, с разнообразными объемно-планировочными решениями. В конструктивном же отношении образование сплошного, коробчатого в плане, сечения ядра жесткости вместо плоских стен жесткости во много раз увеличивает пространственную жесткость здания, атак-же позволяет значительно снизить расход бетона и стали.

Одним из эффективных направлений в строительстве многоэтажных зданий является применение сборно-монолитных крупнопанельных элементов. Однако возведение зданий из стандартных панелей ограничивается высотой 20--25 этажей. При такой этажности в панелях возникают значительные усилия от ветровых нагрузок, которые приводят к исчерпанию их несущей способности. Увеличение этажности может быть достигнуто сочетанием панельной системы с монолитным ядром жесткости, которое воспринимает все горизонтальные нагрузки, действующие на здание, освобождая панели для работы только на вертикальные нагрузки.

Монолитные и сборно-монолитные системы, применяемые в жилищном строительстве, ориентированы преимущественно на бескаркасные конструктивные системы в перекрестно-стеновом или поперечно-стеновом варианте. При смешанных конструктивных системах первый этаж -- каркасный, верхние -- бескаркасные.

Монолитное домостроение подчиняется жестким требованиям унификации: шаг продольных и поперечных стен 2,7--7,2 м с градацией 300 мм; высота жилых этажей 2,8 и 3 м; высота нежилых этажей 3,3; 3,6; 4,2 м; шаг несущих конструкций первых нежилых этажей: 6,0; 6,6; 7,2 м -- может быть принят независимо от шага несущих конструкций вышерасположенных этажей здания.

Унификация позволила предусмотреть ряд вариантов решения основных конструкций зданий в зависимости от производственных и материальных возможностей района строительства. Неизменными во всех вариантах остаются монолитные внутренние стены толщиной не менее 160 мм при выполнении из тяжелого бетона и не менее 180 мм -- из конструктивного легкого.

По технологическому признаку разнообразие монолитных и сборно-монолитных стен можно свести к трем модификациям -- стены полностью монолитные; стены, содержащие только монолитный слой (либо пояс); стены, не содержащие монолитных бетонных включений.

Первая группа стеновых конструкций решается при возведении зданий в крупнощитовой и блочной опалубке. Монолитные стены проектируют однослойными из легких бетонов плотностью 1000--1200 кг/м", класса не ниже В3,5. Следует отметить, что современные энергоэкономические требования ограничили область применения таких конструкций южными районами страны.

Сборно-монолитные стены содержат и сборные элементы. Монолитный слой толщиной не менее 120 мм из тяжелого или легкого плотного бетона. Сборный элемент стены -- «скорлупа» -- имеет утепляющие и защитно-отделочные функции, располагается снаружи монолитного слоя, являясь его оставляемой опалубкой. Сборная «скорлупа» может иметь несколько вариантов конструкции: однослойная легкобетонная панель; панель из конструкционного легкого бетона с утепляющими вкладышами; железобетонная ребристая панель с толщиной плиты 80 мм и эффективным утеплителем. «Скорлупы» крепят к монолитному слою гибкими связями.

Когда климатические условия позволяют применить утепление изнутри, толщину монолитного слоя принимают не менее 160 мм при выполнении его из тяжелого бетона и не менее 200 мм -- из легкого бетона. Внутренний утепляющий слой выполняют из газобетонных блоков плотностью 300--350 кг/м3.

Рациональной областью применения монолитного железобетона являются конструкции перекрытий под большие нагрузки, в частности устройство безбалочных перекрытий. Возведение таких перекрытий методом подъема -- один из прогрессивных методов. Основные особенности метода подъема перекрытий заключаются в изготовлении «пакета» перекрытий в виде плоских монолитных железобетонных плит на уровне земли и постепенном подъеме их по направляющим опорам. Направляющими опорами служат сборные железобетонные или металлические колонны, а также монолитные железобетонные ядра жесткости, возводимые в переставной или скользящей опалубке. Перекрытия поднимают с помощью специальных домкратов, устанавливаемых на колоннах.

Преимуществами этого метода являются: возможность создавать разнообразные объемно-планировочные решения зданий как с помощью изменения конфигурации бортовой опалубки перекрытий, так и благодаря отсутствию выступающих из перекрытий балок и ригелей, произвольному расположению в плане колонн; комплексная механизация процессов возведения зданий, удобство выполнения значительной части работ на уровне земли; возможность возводить объекты в условиях ограниченной строительной площадки (благодаря отсутствию наземных кранов и минимальных площадей для складирования материалов), что имеет особо важное значение в условиях строительства на сложном рельефе или на затесненных площадках среди существующей городской застройки.

Сборно-монолитные перекрытия состоят из двух элементов: нижней сборной плиты толщиной 40--60 мм и монолитного верхнего бетонного слоя толщиной 100--120 мм.

Сборные перекрытия монтируют из типовых изделий, применяемых в массовом строительстве: плит сплошного сечения или многопустотных элементов.

Лестницы, перегородки, лифтовые шахты монолитных и сборно-монолитных зданий выполняют сборными.



Тема 4.2 Крупнопанельные здания

Крупнопанельными называют здания, монтируемые из заранее изготовленных крупноразмерных плоскостных элементов стен, перекрытий, покрытий и других конструкций. Сборные конструкции имеют повышенную заводскую готовность -- отделанные наружные и внутренние поверхности, вмонтированные окна и двери.

По конструктивной схеме здания бывают: бескаркасные, с продольными и поперечными несущими стенами и каркасные.

Бескаркасные здания состоят из меньшего числа сборных элементов, отличаются простотой монтажа и имеют преимущественное применение в массовом жилищном строительстве. В этих зданиях наружные и внутренние стены воспринимают все действующие нагрузки. Пространственная жесткость и устойчивость обеспечиваются взаимной связью между панелями стен и перекрытий. При этом существует четыре конструктивных варианта опирания плит перекрытий: на продольные несущие стены; по контуру; на внутренние поперечные стены; по трем сторонам (на продольную несущую и внутренние поперечные).

В каркасных панельных зданиях действующие на них нагрузки воспринимают ригели и стойки каркаса, а панели выполняют чаще всего лишь ограждающие функции. Различают следующие конструктивные схемы: с полным поперечным каркасом; с полным продольным каркасом; с пространственным каркасом; с неполным поперечным каркасом и несущими наружными стенами; с опиранием плит перекрытия по четырем углам непосредственно на колонны; с опиранием плит на наружные панели и на две стойки по внутреннему ряду. Эти схемы особенно эффективны для общественных зданий.

Важным этапом проектирования крупнопанельных зданий является выбор системы разрезки стен.

В крупнопанельных зданиях применяют горизонтальную схему (однорядная разрезка) членения -- образуется одноэтажными панелями размером на одну комнату (с одним окном), на две комнаты и полосовая (из полосовых поясных и простеночных панелей). Вертикальная схема (двухрядная разрезка) образуется из панелей на два этажа: с одним окном на этаж и полосовая из двухэтажных.

Конструкции стеновых панелей

К стеновым панелям, кроме основных требований, которые предъявляются к наружным стенам (прочность, малая теплопроводность, небольшая масса, огнестойкость, экономичность), предъявляют специальные требования: технологичность изготовления в заводских условиях; простота монтажа; совершенство конструкций стыков; высокая степень заводской готовности.

Стеновые панели ввиду их значительной длины и высоты при небольшой толщине не обладают устойчивостью. Эта устойчивость обеспечивается креплением панелей между собой, с конструкциями перекрытия и др. В зависимости от вида конструктивной схемы стеновые панели делятся на несущие, самонесущие, навесные. Панели наружных стен могут быть одно- и многослойными.

Однослойные панели изготовляют из однородного малотеплопроводного материала (легкого или ячеистого бетона), класс прочности которого должен соответствовать воспринимаемым нагрузкам, а толщина -- учитывать климатические условия района строительства. Панель армируют сварным каркасом и сеткой. С наружной стороны панели имеется защитный слой из тяжелого бетона толщиной 20--30 мм и с внутренней стороны -- отделочный слой из цементного или известково-цементного раствора толщиной 10--15 мм. Хорошим материалом для однослойных панелей является ячеистый бетон плотностью 600-700 кг/м3. Толщина панелей зависит от климатических условий и принимается 240--320 мм. Эти панели применяют для зданий с внутренними поперечными несущими стенами, где наружные стеновые панели являются самонесущими.

Двухслойные панели состоят из несущего слоя из плотного легкого (плотностью > 1000 кг/м3) или тяжелого бетона класса В10-- BI5 и утепляющего слоя из теплоизоляционного легкого или ячеистого бетона или жестких теплоизоляционных плит. Толщина несущего слоя для стеновых панелей должна быть не менее 60 мм, его располагают с внутренней стороны помещения, чтобы он одновременно являлся и пароизоляционным. Теплоизоляционный слой снаружи защищают слоем декоративного бетона или раствора марки 50--70 толщиной 15--20 мм.

Трехслойные панели состоят из двух железобетонных плит и эффективного теплоизоляционного слоя (утеплителя), укладываемого между ними. В качестве утеплителя применяют полужесткие минераловатные плиты, пенополистирол, маты из стекловолокна, а также жесткие утеплители -- пеностекло, пеносиликат, пенобетон и др. Железобетонные слои панели соединяются между собой сварными арматурными каркасами. Внутренний слой трехслойной панели принимают толщиной 80 мм, а наружный -- 50 мм. Толщину слоя утеплителя определяют теплотехническим расчетом.

Асбеспюцементные плиты могут иметь каркасную и бескаркасную конструкцию. Каркасная панель состоит из двух асбестоцементных листов: наружного толщиной 10 мм, внутреннего -- 8 мм и каркаса между ними из асбестоцементных брусков специального профиля. Внутри панели укладывают утеплитель. Плиты крепят к каркасу на прочном полимерном клею. Бескаркасные панели состоят из наружного асбестоцементного листа толщиной 10 мм, которому придается коробчатая форма, и второго плоского листа, образующего внутреннюю поверхность панели. Между листами укладывается утеплитель. Толщина панелей равна 140 мм.

Панели внутренних стен изготовляют из тяжелого или легкого бетона (шлакобетона, керамзитобетона), а также ячеистых и силикатных бетонов. По конструктивному решению несущие панели внутренних стен могут быть сплошными, пустотелыми, часторебристыми, с ребрами по контуру. Их высота соответствует размеру этажа, а длина кратна размерам конструктивной ячейки здания. Панели поперечных стен выполняют размером на комнату, панели продольных стен -- на 1--2 комнаты.

Для бескаркасных крупнопанельных зданий характерны конструктивные схемы:

с малым шагом несущих поперечных стен -- 2,7--3,6 м, поперечные и продольные стены здания -- несущие. Панели наружных стен однослойные или трехслойные, внутренних стен -- железобетонные толщиной 120--160 мм. Плиты перекрытия -- железобетонные сплошные толщиной 120 мм с опиранием по контуру. Фундаментами наружных самонесущих стен служат сборные железобетонные блоки, внутренних несущих стен -- железобетонные плиты прямоугольной формы. Наружные стены подземной части здания смонтированы из керамзитобетонных или железобетонных трехслойных цокольных панелей. Внутренние поперечные стены -- из железобетонных панелей толщиной 120--160 мм. Перекрытие над подвалом -- из плоских железобетонных плит толщиной 120 мм, опертых по контуру; с большим шагом несущих поперечных стен -- 3,6--7,2 м, несущие поперечные стены из плоских железобетонных панелей толщиной 160 мм. Наружные продольные стены -- самонесущие однорядной или поясной разрезки из панелей, изготовленных из легких или ячеистых бетонов. Межкомнатные перегородки -- гипсобетонные толщиной 80 мм. Плиты перекрытия -- сплошные железобетонные толщиной 160 мм или многопустотные толщиной 220 мм;

* со смешанным шагом несущих поперечных стен. Наружные стены -- самонесущие однорядной разрезки из керамзитобетонных панелей. Плиты перекрытия --сплошные толщиной 160 мм, опертые в узких ячейках по контуру, в широких ячейках -- по двум сторонам, или многопустотные толщиной 220 мм. Подземная часть здания с большим и смешанным шагом несущих поперечных стен: фундаменты внутренних стен -- железобетонные плиты, уложенные сплошной или прерывистой лентой; под наружные стены (участки между лентами фундаментов) укладывают бетонную подготовку толщиной 100 мм. Внутренние стены подземной части монтируют из железобетонных панелей толщиной 160 мм с проемами для прохода и пропуска коммуникаций. Наружные стены -- из ребристых железобетонных цокольных панелей, утепленных керамзитобетоном. Подвал перекрывают многопустотными плитами толщиной 220 мм или сплошными толщиной 160 мм; * с тремя продольными несущими стенами пролетом 6 м. Наружные продольные стены -- несущие из керамзитобетонных панелей толщиной до 400 мм. Внутренняя продольная стена -- несущая из плоских железобетонных панелей толщиной 160--200 мм. Плиты перекрытия -- железобетонные сплошные толщиной 160 мм. Подземная часть здания смонтирована из трапециевидных фундаментных плит, цокольных панелей и панелей внутренних стен.

В зданиях с поперечным расположением несущих стен лестницы состоят из площадок и маршей. Лестничные площадки укладывают на продольные стены и монтажные столики поперечных стен. Лестничные марши опирают на четверти продольного ребра площадки, и закладные детали соединяют сваркой.

В зданиях с продольным расположением несущих стен лестницы выполняют из маршей с полуплощадками, опертых на продольные стены здания.

Балконы консольно заделаны в наружную стену, они могут быть закрепленными с междуэтажным перекрытием или дополнительно опертыми на приставную Г-образную стойку. Плиты балкона имеют вынос до 1,2 м. Полы -- цементные или керамической плитки с уклоном от здания. Ограждение высотой 1050 мм -- в виде стальной решетки или защитного экрана из листовых материалов.

Стыки наружных и внутренних крупнопанельных зданий

Сопряжение панелей стен между собой и с перекрытиями называются стыками. Эксплуатационные качества крупнопанельных домов во многом зависят от конструктивного исполнения стыков. Стыки должны быть прочными, долговечными, водо- и воздухонепроницаемыми, иметь достаточную теплозащиту и быть несложными по способу заделки.

Стыки наружных стен подразделяют по расположению на горизонтальные и вертикальные.

Вертикальные стыки по способу связей панелей между собой разделяют на упругоподатливые и жесткие (монолитные).

При устройстве упругоподатливого стыка панели соединяют с помощью стальных связей, привариваемых к закладным деталям стыкуемых элементов. В паз, образуемый четвертями, входит на глубину 50 мм стеновая панель внутренней поперечной стены. Соединяют панели с помощью накладки из полосовой стали, привариваемой к закладным деталям панели. Для герметизации стыка в его узкую щельзаводятуплотнительный шнур гернита на клею или пороизола на мастике. С наружной стороны стык промазывают специальной мастикой -- тиоколовым герметиком. Для изоляции от проникновения влаги с внутренней стороны стыка наклеивают на битумной мастике вертикальную полоску из одного слоя гидроизола или рубероида. Вертикальные колодцы стыка заполняют тяжелым бетоном. Недостатком упругоподатливых стыков является возможность коррозии стальных связей и закладных деталей. Такие крепления податливы и не всегда обеспечивают длительную совместную работу сопрягаемых панелей и, следовательно, не могут предохранить стык от появления трещин.

Более распространенными являются жесткие монолитные стыки. Прочность соединения между стыкуемыми элементами обеспечивается замоноличиванием соединяющей стальной арматуры бетоном. Между замоноличенной зоной стыка и герметиком образована воздушная вертикальная полость, которая служит дренажным каналом, отводящим попадающую внутрь шва воду с выпуском ее наружу на уровне цоколя. Нередко в стык панелей для повышения его теплозащитных свойств укладывают минераловатный вкладыш, обернутый полиэтиленовой пленкой или из пенопласта.

Для устройства жестких стыков используют также сварные анкеры -- связи, которые представляют собой Т-образные элементы, изготовленные из полосовой стали и располагаемые в стыке «на ребро». При этом в стеновых панелях оставляют концевые выпуски арматуры (в пределах габарита форм), которые приваривают после установки панелей к концам анкеров. Такое соединение позволяет обеспечить плотное заполнение полости стыка бетоном, почти в три раза уменьшить расход стали.

Вертикальные стыки по особенностям заделки наружной части бывают: закрытые, защищаемые снаружи цементным раствором, герметизирующей мастикой, упругой прокладкой, а изнутри -- прослойкой рубероида, утепляющим пакетом и монолитным бетоном; открытые с раздельными водо- и воздухонепроницаемыми преградами; водоотбойная лента, не допуская влагу вовнутрь стыка, одновременно отводит ее наружу; дренированные снаружи защищены так же, как и закрытые стыки, но их конструкция допускает поэтажный отвод влаги, попавшей вовнутрь стыка. Влага через декомпрессионный канал стекает вниз, здесь через дренажное отверстие на пересечении вертикального и горизонтального стыков водоотводящим фартуком выводится наружу. Таким образом, дренированный стык по способу заделки относится к закрытым, а по характеру работы -- к открытым.

Для устройства горизонтальных стыков верхнюю стеновую панель укладывают на нижнюю на цементном растворе. При этом через горизонтальный шов, плотно заполненный раствором, дождевая вода может проникать вследствие капиллярного подсоса воды через раствор. Поэтому в стыке устраивают противодождевой барьер, идущий сверху вниз. На наклонной части раствор прерывают и создают воздушный зазор, в пределах которого подъем влаги по капиллярам прекращается.

Соединение панелей внутренних стен бескаркасных зданий осуществляется путем приварки соединительных стержней диаметром 12 мм к закладным деталям по верху панели. Вертикальные швы между панелями заполняют упругими прокладками из антисептированных мягких древесно-волокнистых плит, обернутых толем, а вертикальный канал заполняют мелкозернистым бетоном или раствором.

Каркасно-панельные здания

Каркасно-панельные здания широко применяются при строительстве общественных зданий. Для них характерны две конструктивные схемы -- с поперечным и продольным расположением ригелей.

Элементы сборного железобетонного каркаса включают колонны прямоугольного сечения высотой один-два этажа с одной консолью для крайнего ряда и двумя консолями для среднего ряда; ригели таврового сечения с одной или двумя полками для опирания плит перекрытия и лестничных маршей; плиты перекрытия (многопустотные или сплошные), состоящие из межколонных (связевых), пристенных с пазами для колонн и рядовых плит шириной 1200, 1500 мм.

Сопряжение элементов каркаса, осуществляемое на опоре, называют узлом. К узлу относят:

* стык колонн: колонну опирают через бетонные выступы оголовков, сваривая выпуски арматуры и замоноличивая стык; опирание ригеля на консоль колонны: на поверхности консоли закрепляют сваркой закладных деталей, наверху -- стальной накладкой, приваренной к закладным деталям колонны и ригеля, затем швы замоноличивают раствором; опирание плиты перекрытия на ригель: уложенные плиты на полки ригелей соединяются между собой стальными связями, зазоры между ними заделываются раствором. Различают следующие системы каркасов: рамные, рамно-связевые, связевые.

Рамная система состоит из колонн, жестко соединенных сними ригелей перекрытий, располагаемых во взаимно-перпендикулярных направлениях и образующих жесткую конструктивную систему.

В рамно-связевых системах совместная работа элементов каркаса достигается за счет перераспределения доли участия в ней рам и вертикальных стенок-связей (диафрагм). Стенки-диафрагмы располагают по всей высоте здания, жестко закрепляют в фундаменте и с примыкающими колоннами.

Для общественных зданий большой этажности применяют связевые системы каркасов с пространственными связевыми элементами в виде жестко соединенных между собой под углом стенок или пространственных элементов, проходящих по всей высоте здания, образующих так называемое ядро жесткости. Эти пространственные связевые элементы жесткости закрепляют в фундаментах и соединяют с перекрытиями, образующими поэтажные горизонтальные связи-диафрагмы (диски), которые и воспринимают передаваемые на стены горизонтальные (ветровые) нагрузки. Пространственные связевые элементы размещают обычно в центральной части высотных зданий.

Пространственная жесткость каркасно-панельных зданий обеспечивается: жестким сопряжением элементов каркаса в узлах; установкой стенок жесткости; укладкой связевых и пристенных плит между колоннами здания; заделкой швов между плитами перекрытия; устройством связей стен лестничных клеток и лифтовых шахте каркасом здания.

Стенами каркасных зданий являются панели из легких или ячеистых бетонов толщиной 250--300 мм. По местоположению в стене различают панели: поясные (цокольные, междуэтажные, парапетные) длиной 3--6 м и высотой 0,9--2,1 м; простеночные шириной 0,3--1,8 м и высотой 1,2--2,7 м; угловые для внешних и внутренних углов. Стеновые панели могут быть самонесущими и навесными. Панели опирают на перекрытие или на наружный продольный ригель. К колонне стеновые панели крепят с помощью стальных элементов, привариваемых к закладным деталям.

В табл. 4.1 приведены технико-экономические показатели панельных зданий.

Таблица 4.1 Технико-экономические показатели 1 м площади девятиэтажных домов

Тип здания	Затраты труда, чел.-дн.	Расход стали, кг	Расход бетона.	Срок строительства, %
Крупнопанельное с малым шагом несущих поперечных стен	2,3	21	0,7	75
Крупнопанельное с большим шагом несущих поперечных стен	2,3	21,7	0,8	76
Каркасно-панельное	2,8	30	0,74	82

Тема 4.3 Крупноблочные здания

Здания, в которых стены возводят из крупных камней (блоков) массой от 0,3--3 т и больше, называются крупноблочными. В этих зданиях все другие конструктивные элементы также выполняют из крупноразмерных элементов и деталей.

Материалом для изготовления блоков служат легкие бетоны (керамзитобетон, ячеистый бетон), а также местные материалы (ракушечники, туфы). Наружная поверхность блоков наружных стен офактурена декоративным бетоном или раствором толщиной 30--40 мм, а внутренняя подготовлена под окраску или оклейку обоями.

Формы и размеры крупных блоков типизированы и приводятся в каталогах индустриальных строительных изделий. Толщина стеновых блоков равна толщине стены и определяется теплотехническим расчетом; длина и высота зависят от схемы членения наружных и внутренних стен. Стены из крупных блоков выкладываются с перевязкой швов. Систему раскладки блоков в пределах высоты этажа называют разрезкой. В зависимости от количества уложенных рядов различают: двухрядную разрезку, когда по высоте этажа уложены два блока; трехрядную -- по высоте три блока; четырехрядную -- четыре блока. Чаще всего применяют двухрядную разрезку стен.

Для крупноблочных зданий характерны конструктивные схемы с продольным и поперечным расположением несущих стен. Оптимальной является конструктивная схема с продольными несущими наружными и внутренними стенами. Она позволяет применять однотипные железобетонные крупноразмерные настилы перекрытий, которые укладывают поперек здания, опирая их на внутренние и наружные продольные стены. Эти настилы служат также горизонтальными диафрагмами жесткости. Для подъема при монтаже в бетонные блоки при изготовлении закладывают монтажные петли. Блоки из природного камня монтируют при помощи клещевых захватов.

В крупноблочных зданиях название блоков зависит от их месторасположения в стене.

Основными блоками наружных стен являются: простеночные блоки толщиной 400, 500, 600 мм, их выполняют с четвертями наружу. В боковых гранях предусмотрены деревянные антисептированныс пробки для крепления оконных и дверных коробок. Для жилых зданий с высотой этажа 2,8 м при двухрядной разрезке стен высоту простеночного блока принимают 2180, а ширину блоков 990, 1190, 1390, 1590, 1790 мм. Высота подоконного блока 840 мм, ширина 990, 1190, 1790, 1990 мм; * блок-перемычка имеет четверти: сверху -- для опирания плит перекрытия; снизу -- для оконной коробки. Все блоки перемычеч-ного ряда содержат закладные стальные детали для сварки между собой при монтаже. Высота перемычечных блоков 580 мм, 'ширина 1980,2380,2780,3180 мм;

подоконные блоки с целью устройства под окном ниш для приборов отопления делают на 100 мм тоньше простеночных, высота подоконного блока 840 мм, ширина 990, 1190, 1790, 1990 мм;

рядовые блоки -- такой же конструкции, как и простеночные, но устанавливаются на глухих участках стен;

поясные -- такой же формы, как перемычечные, имеюттуже высоту, но изготовляются или вовсе без четвертей (для торцовых стен), или только с верхней четвертью для укладки плит перекрытия. Предназначены для укладки в глухих стенах. Внутренние стены монтируют из блоков толщиной 200--300 мм с круглыми вертикальными пустотами, которые используются в качестве вентиляционных каналов. Основными блоками внутренних стен являются: вертикальные (простеночные) высотой 2180 мм; горизонтальные (поясные) высотой 340 мм, ширина блоков 1190, 1590, 2390 мм. Высота внутренних блоков с вентиляционным и дымовым каналами 2780 мм. Горизонтальные блоки имеют закладные детали для сварки при монтаже между собой и с блоками наружных стен.

Специальные блоки: угловые, карнизные, цокольные, парапетные, санитарно-технические, выполняемые высотой на этаж.

Стыки крупноблочных стен Сопряжение стен и перекрытий

Крупные блоки укладывают друг на друга по слою раствора толщиной 10--20 мм с применением временных прокладок. Особенно ответственными местами в стенах из крупных блоков являются стыки. Их тщательное выполнение обеспечивает надежную воздухонепроницаемость стен, предотвращает затекание дождевой воды, а для внутренних стен обеспечивается хорошая звукоизоляция.

По своему конструктивному решению вертикальные стыки бывают открытыми (с внутренней стороны) и закрытыми. Открытые стыки получаются между рядовыми блоками на глухих участках наружных стен. В этом случае паз, образованный четвертями смежных блоков со стороны помещения, закладывают бетонными вкладышами, а получившийся колодец заполняют легким бетоном.

При стыковании поясных и перемычечных блоков, а также блоков внутренних стен имеющиеся на их боковых гранях пазы образуют колодцы, которые заполняют легким бетоном или раствором. Такой стык называется закрытым.

Вертикальные стыки с обеих сторон предварительно заделывают уплотнительным шнуром, а затем зачеканивают на глубину 20--30 м густым раствором.

Рядовые блоки подлине стен скрепляют между собой анкерами из круглой стали диаметром 10 мм, привариваемыми к монтажным петлям блоков.

Перемычечные и поясные блоки соединяют между собой по всей длине наружных и внутренних стен накладками из полосовой стали, привариваемыми к монтажным петлям или закладным деталям. Кроме того, производят анкеровку (соединение плит перекрытия с блоками), что обеспечивает жесткость здания.

Цокольные блоки устанавливают по слою гидроизоляции, располагаемому по верхней выравнивающей поверхности фундамента.

Карнизные блоки крепятся анкерами к панелям перекрытия.

При устройстве балконов и лоджий предусматривают специальные гнезда в блоках для плит.

В табл. 4.2 приведены технико-экономические показатели кирпичных и крупноблочных зданий.

Таблица 4.2 Технико-экономические показатели 1 м2 площади девятиэтажных домов

Тип здания	Затраты труда, чел.-дн.	Расход стали, кг	Расход бетона, м'	Срок строительства,
Кирпичное	3,2	18	0,43	100
Крупноблочное	2,5	33	0,5	90

Тема 4.4 Деревянные здания

Строительство деревянных зданий преимущественно осуществляется в тех районах, где лес является местным материалом.

По конструктивным решениям стен эти здания делят на бревенчатые (рубленые); брусчатые; щитовые; каркасные; каркасно-щитовые.

Стены бревенчатых домов представляют собой горизонтально уложенные ряды бревен, которые связываются друге другом в углах врубками. Один ряд бревен называется венцом. В совокупности венцы образуют сруб. Нижний венец, опирающийся на фундамент, называется окладным венцом.

Применяют тщательно обработанные круглые бревна диаметром 200--240 мм. В каждом бревне с нижней стороны вытесывают паз, которым бревно укладывают на круглую поверхность нижележащего венца.

Внутреннюю поверхность бревен чисто отесывают, образуя гладкую стену.

Основными типами конструкции углового стыка бревен являются врубки с остатком -- «в чашку» и без остатка -- «в лапу».

Бревенчатые стены дают значительную (до 5%) осадку, поэтому их оштукатуривают по штукатурной драни через 1--2 года после устройства. Наддверными и оконными проемами оставляют зазор на величину расчетной осадки стены.

Стены из бревен трудоемки в устройстве, требуют большого расхода материала, неиндустриальны в изготовлении.

Стены брусчатых домов выполняют из брусьев, т.е. опиленных на четыре канта бревен сечением 180x180, 150x150 мм для наружных и 100 х 150 и 100 х 180 мм для внутренних стен. Брусья соединяют между собой на шкантах (шипах), а углы и сопряжения с внутренними стенами -- в шпунт или «в лапу».

При устройстве стен из брусьев стремятся, чтобы длина не превышала 6,5 м. При большей длине против выпучивания стен по вертикали устраивают сжимы.

При укладке бревен для защиты от продувания между ними прокладывают паклю, а после устройства стены пазы тщательно проконопачивают. Стены из брусьев также дают значительную осадку, поэтому спустя 1--2 года швы окончательно проконопачивают и производят обшивку или оштукатуривание поверхностей. Обшивают наружные поверхности стен строгаными досками толщиной 16 мм по направляющим рейкам, прибиваемым к стенам.

Фундаменты под стены бревенчатых и брусчатых домов выполняют бутовыми, бутобетонными, бетонными и деревянными. Они могутбытьленточными и столбчатыми. Цоколь деревянных зданий выполняют из того же материала, что и фундаменты, или из обожженного керамического кирпича. При устройстве столбчатых фундаментов расстояние между столбами 2,5--3 м с обязательным устройством столбов в углах здания и в местах примыкания внутренних стен. Между столбами по периметру здания устраивают забирку из кирпича, укладываемого на песчаное основание.

Для защиты от загнивания окладные венцы располагают выше планировочной отметки поверхности грунта на 40 см и тщательно антисептируют, а также прокладывают между фундаментом и бревнами или брусьями два слоя толя или рубероида. Обязательно устройство отмостки.

Балки перекрытий в бревенчатых зданиях врубают в наружные стены или выполняют врубку в виде ласточкина хвоста. Деревянные перекрытия состоят из балок, являющихся несущей конструкцией, межбалочного заполнения, конструкции пола и отделочного слоя потолка. Балки в виде брусьев прямоугольного сечения, размеры которых принимают по расчету. Высота балок 130, 150, 180,200 мм, толщина 75, 100 мм, расстояние между балками 600-1000 мм. Для опирания межбалочного заполнения к боковым сторонам прибивают черепные бруски сечением 40 х 50 мм. Заполнение между балками состоит из щитового наката, смазки поверху наката глино-песчаным раствором толщиной 20-30 мм и звукоизолирующего слоя шлака.

Конструкция пола по деревянному перекрытию состоит из дощатого настила из шпунтованных досок, прикрепляемых к лагам, укладываемых поперек балок через 500, 700 мм. Нижнюю поверхность перекрытия обивают гипсокартонными листами или оштукатуривают по драни известково-гипсовым раствором. Полы первого этажа для бесподвальных зданий устраивают по лагам и кирпичным столбикам. В случае необходимости устройства подполья его высота должна быть не менее 60 см; для обеспечения хорошей вентиляции необходимо предусматривать открывающиеся на лето продухи в цоколе.

Перегородки выполняют из досок или деревянных щитов.

Лестницы состоят из площадок и лестничных маршей. Марши из двух тетив, ступеней, перил. Тетивы своими концами врубаются в площадочные балки.

Крыши устраивают, как правило, скатные.

Панельные деревянные здания возводят из деталей заводского изготовления высотой в один-два этажа. Панели наружных и внутренних стен совместно с элементами нижней и верхней обвязки образуют устойчивый и жесткий остов здания (рис. 4.14).

Панели наружных стен имеют контурную обвязку из брусков с наружной и внутренней обшивкой и утеплителем из минераловат-ных плит. На панелях внутренних стен в отличие от наружных с обеих сторон предусмотрена гипсокартонная обшивка, а внутреннее заполнение -- из древесноволокнистых плит. Ширина плит цокольного и чердачного перекрытий такая же, как и стеновых, а их длина зависит от размеров перекрываемого пролета. По верху плит цокольного перекрытия устроен настил, а в чердачном перекрытии укладывают ходовые доски.

Стыки панелей с нижней и верхней обвязкой и между собой в местах сопряжения имеют пазы, в которые вставляют рейки-шпонки, после чегостыктщательно конопатят и закрывают нащельником.

Крыша панельных деревянных домов -- чердачная с несущей основой из дощатых полуферм и кровлей из волнистых асбестоцементных листов по разреженной обрешетке.

Тема 4.5 Строительные элементы санитарно-технического и инженерного оборудования здания

В сборном индустриальном строительстве применяют объемные санитарно-технические кабины, оборудованные в заводских условиях. На строительной площадке производят их монтаж и соединяют коммуникационные сети.

Санитарно-техничсская кабина -- объемный блоке установленным оборудованием (умывальник, ванна, унитаз, регистр отопление -- сушилка). Объемный блок выполняют по типу «колпак». Его размеры в плане зависят от расположения оборудования. Материал стен и перекрытия -- бетон, легкий бетон. Наиболее распространены гипсобетонные кабины с толщиной стенок 30-40 мм. Для улучшения звукоизоляции между поддоном кабины и перекрытием прокладывают древесностружечную плиту. Для пропуска трубопроводов предусматривают блоки-шахты. Расположение кабины, вентиляционных блоков и блоков-шахт взаимоувязывают.

По планировочным признакам санитарно-технические кабины могут быть раздельными -- для двух-, трехкомнатных квартир; совмещенными -- для однокомнатных квартир. В санитарно-технических кабинах предусмотрено место для установки стиральных машин.

Вентиляционные устройства зданий

Основной задачей вентиляции является обеспечение в помещениях нормальной чистоты и влажности воздуха путем удаления отработанного воздуха и подачи свежего. Вентиляция помещений бывает: естественная, вытяжная, приточно-вытяжная.

Естественная вентиляция осуществляется через форточки, окна, а также за счет инфильтрации, т.е. через поры материала и неплотности оконных и дверных проемов.

При вытяжной вентиляции загрязненный воздух удаляется из помещения через специальные каналы. Кухни, уборные и ванные должны иметь вытяжную вентиляцию непосредственно из помещений.

Каналы рекомендуется предусматривать раздельными от места входа воздуха в решетки жалюзи до его выхода в атмосферу или до объединенного короба. Внутренние каналы располагают обычно во внутренних стенах или устраивают приставные вентиляционные блоки из гипсошлаковых или шлаковых плит.

Вытяжные шахты с объединенными каналами изготовляют на заводах из легкого бетона.

В приточно-вытяжных системах вентиляции воздух поступает в помещения через приточную камеру, где он в зависимости от требований предварительно прогревается или охлаждается, увлажняется, очищается от пыли.

В случае применения кондиционеров воздух в помещения подают по сетям воздуховодов, устраиваемых аналогично воздуховодам естественной и искусственной вентиляции.

В кирпичных стенах вентиляционные каналы сечением 140 х 140 мм выполняют при кладке стен. Стенки каналов должны быть толщиной не менее 120 мм. В крупнопанельных и крупноблочных домах каналы устраивают в специальных блоках. Вентиляционные блоки могут быть несущими, самонесущими и ненесущими. Каналы со-единяютс помещениями отверстиями, расположенными под потолком и снабженными решетками.

Каждый санузел (ванная и уборная) и каждая кухня должны иметь самостоятельный канал, чтобы не нарушать звукоизоляциюквартир и не допускать распространения запахов. Объединение каналов допускается в соответствии с санитарными нормами через несколько этажей. На чердаке каналы объединяют в вытяжную шахту и выводят над крышей.

Дымовые каналы размещают в трубах или во внутренних кирпичных стенах. Их сечение для печей -- 0,5 х 0,5 кирпича. Для улучшения тяги внутреннюю поверхность дымохода затирают глиняным раствором.

Инженерные коммуникации в виде трубопроводов подводятся к зданию под землей и вводятся в подвал, где размещают приемные устройства -- тепловые пункты, водомерные узлы и др. При отсутствии подвалов регулирующие и контрольные приборы устраивают в специальных приямках или в отдельных помещениях первого этажа. Вводы в здание и выпуски из здания должны решаться с учетом обеспечения гидроизоляции в местах пропуска трубопроводов через стену подвала и предохранения трубопроводов от повреждения при осадке здания.

Мусоропроводы устраивают в жилых зданиях высотой 5 этажей и более. Мусоропроводную камеру располагают в подвале или на первом этаже и оборудуют водопроводом и канализацией. Вход в камеру должен быть самостоятельным, изолированным от входа в здание. Состоит мусоропровод из вертикального ствола, имеющего приемные камеры на каждом этаже; вытяжных труб; мусоропроводного бункера, расположенного в камере. Вертикальный ствол выполняют из асбестоцементных труб.

Мусоропровод собирают на строительной площадке из типовых заводских деталей. Для герметизации стыков используют резиновые прокладки. Мусоропроводную камеру размещают в изолированном помещении под стволом мусоропровода рядом со входом в лестничную клетку.

Лифты и эскалаторы относятся к механическим устройствам для организации сообщения между этажами. Лифты бывают периодического и непрерывного действия. По назначению подразделяются на пассажирские, грузовые и специальные. Они отличаются друг от друга размерами кабин и грузоподъемностью. Лифты состоят из кабины, подвешенной на стальных канатах, перекинутых через шкив подъемной лебедки, находящейся в машинном отделении. Шахта лифта ограждается со всех сторон на всюее высоту и внизу имеет приямок глубиной 1300 мм. В нем размещаются амортизаторы и натяжное устройство. Машинное отделение может быть расположено вверху, над шахтой, или внизу, рядом с ней. Размещают лифты обычно рядом с лестничной клеткой.

Эскалатор представляет собой движущуюся лестницу, расположенную под углом 30° и предназначенную для организации движения людей с одного уровня на другой. Их применяют в общественных зданиях, где одновременно находится большое число людей. Ширина полотна эскалатора -- от 0,5 до 1,2 м.



Раздел 5. Понятие о проектировании промышленных зданий

Тема 5.1 Основные положения проектирования промышленных зданий

Данные, необходимые для проектирования промышленного здания, предприятия или промышленного узла, делятся в основном на три группы: связанные с географическими особенностями местоположения объекта; обусловленные технологическими особенностями проектируемого производства; характеризующие возможности строящей организации. Район или пункт строительства определяется технико-экономическими обоснованиями проекта.

Кгеографическимданным относят: климатические условия района строительства; топографическую съемку территории, отводимой под строительство; инженерно-геологические и гидрогеологические данные.

Проектирование промышленных зданий ведут с учетом особенностей технологического процесса и создания благоприятных условий труда для рабочих.

Технологическая часть проекта, разработанная инженерами-технологами данной отрасли производства, содержит:

план расстановки технологического оборудования (с указанием проездов, проходов, участков складирования и др.);

габаритную высоту стационарного оборудования;

сведения о внутрицеховом транспорте (вид, грузоподъемность, габариты и т.д.);

параметры внутреннего микроклимата (температура и влажность воздуха, степень его чистоты и др.);

категорию производства по степени пожарной опасности; количество работающих в цехе.

Технологический процесс является основным фактором, определяющим архитектурно-строительное решение здания, его сани-тарно-техническое и инженерное оснащение.

Размещено на Allbest.ru