Требования к зданиям строительства и их сущность

Требования к зданиям. Единая модульная система, унификация, типизация, стандартизация, нормализация строительства

Требования к зданиям

Здания любого типа должны в максимальной степени удовлетворять:

- функциональным требованиям

- техническим требованиям

- экономическим требованиям

- архитектурно-художественным требованиям

Требования к функциональной целесообразности

Полное соответствие своему назначению. Этому требованию должно подчиняться как объемно-планировочное решение (состав и размеры помещений, их взаимосвязь), так и конструктивное решение (конструктивная схема здания, материал основных конструкций, отделочные материалы). Функциональное назначение здания определяет требования к освещенности, температуре, звукоизоляции, вентиляции, отоплению, водо- и газоснабжению, канализации, лифтам, бытовому оборудованию, теле- и радиофикации, к отделке помещений и благоустройству здания и др.

Проект должен обеспечивать максимальную оптимальную среду для человека в процессе осуществления им функций, для которых здание предназначено. Параметры среды- габариты помещений здания в соответствии с их назначением, состояние воздушной среды (температурно-влажностные характеристики, показатели воздухообмена), световой режим (показатели необходимой естественной или искусственной освещенности), звуковой режим (условие слышимости в помещении и защита его от шумов, проникающих из внешней среды) - устанавливаются для каждого вида здания строительными нормами и правилами (СНиП).

Требования к технической целесообразности

Требования к технической целесообразности проектного решения подразумевает выполнение его конструкции в полном соответствии с законами строительной механики, физики и химии. Для этого проектировщику необходимо выявить и точно учесть все внешние воздействия на здания. Внешние воздействия на здания условно подразделяют на силовые и несиловые.

К силовым относятся следующие виды нагрузок и воздействий:

Постоянные нагрузки - от собственного веса конструкции здания и давления грунта основания на его подземную часть;

Длительно действующая временная нагрузка - от стационарного технологического оборудования, перегородок, длительно хранимых грузов (книгохранилища), воздействия неравномерных деформаций грунтов основания и т.д.

Кратковременные нагрузки - от массы подвижного оборудования, людей, мебели, снега, ветра и т.д.

Особые воздействия - от сейсмических явлений, взрывов, просадочности лессового или протаявшего, мерзлого грунтового основания здания, воздействие деформации земной поверхности в районах влияния горных выработок и т.д.

К несиловым воздействиям относятся:

Переменные температуры наружного воздуха, вызывающие линейные температурные деформации, изменения размеров наружных конструкций здания или температурные усилия в них При стесненности проявления температурных деформаций жесткого закрепления конструкции;

Атмосферная и грунтовая влага на материал конструкции приводящая к изменениям физических параметров , а иногда структуры материалов вследствие их атмосферной коррозии , а так же воздействия парообразной влаги воздуха в помещении на материал наружных ограждений;

Солнечная радиация, влияющая на световой и температурный режим помещений и вызывающая изменение физико-технических свойств. поверхностных слоев конструкции.(старение пластмасс, плавление битумных материалов)

Инфильтрация наружного воздуха не плотности ограждений конструкций, влияющих на их теплоизоляционные свойства. и температурно-влажностный режим помещени.

Химическая агрессия водорастворимых примесей в воздушной среде кот. в растворенном атмосферной влагой состоянии вызывает разрушение (хим. агрессию) поверхностных слоев материалов конструкций;

Разнообразные шумы от источников вне и внутри зданий, нарушающих нормальный акустический режим помещений;

Биологическое воздействие - от микроорганизмов и насекомых до разрушающих конструкции из органических материалов.

При проектировании конструкций зданий должно предусматриваться их сопротивление всем перечисленным воздействиям. Это требование обеспечивается прочностью, устойчивостью и жесткостью несущих конструкций , долговечностью и стабильностью эксплуатационных качеств ограждающих конструкций.

1. Прочность - способность воспринимать силовые нагрузки и воздействия без разрушения.

2. Устойчивость - способность конструкции сохранять равновесие при силовых нагрузках и воздействиях.

3. Жесткость - способность конструкции осуществлять свои статические функции с малыми заранее заданными величинами деформации.

4. Долговечность - предельный срок сохранения физических качеств конструкции здания в процессе эксплуатации.

Долговечность конструкции зависит от:

ползучести - процесса малых непрерывных деформаций материала конструкции при длительном загружении;

морозостойкости - сохранения влажными материалами необходимой прочности при многократном чередовании замораживания и оттаивания.

влагостойкости - способности материалов противостоять воздействию влаги без существенного снижения прочности следственного расслоения, возбуждения, коробления и растрескивания.

коррозионостойкости - способности материалов сопротивляться разрушению, вызываемому химическими, физическими или электрохимическими процессами.

биостойкости - способности органических материалов противостоять разрушающим воздействиям микроаргонизмов и насекомых.

5. Стабильность эксплуатационных качеств, к которым относятся: тепло, звукоизоляция и воздухопроницаемость ограждения - способность конструкции сохранять постоянный уровень изоляционных свойств в течение проектного срока службы здания или конструктивного элемента. Методика расчета долговечности конструкции не создана. Поэтому применяется условная оценка долговечности по предельному сроку службы здания. По этому признаку здания и сооружения разделяют на 4 степени:

1. срок службы более 100 лет (высотки, Кремль)

2. срок службы от 50 до 100 лет

3. срок службы от 20 до 50 лет

4. срок службы до 20 лет (временные здания и сооружения)

Кроме того классификация конструкций зданий осуществляется по принципу пожарной безопасности, кот. определяется возгораемостью конструкций и их огнеопасностью.

По возгораемости конструкций различают материалы: несгораемые - не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются под действием огня или высоких температур; трудно сгораемые - с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, но процессы горения и тления прекращаются при устранении огня или высоких температур; сгораемые - воспламеняются или тлеют под действием огня или высоких температур, и эти процессы не прекращаются после удаления источников огня.

Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются длительностью (в часах) испытаний конструкций на огнестойкость до возникновения одного из следующих предельных состояний: обрушение, образование в конструкции сквозных трещин или отверстий, повышенная температура.

Требования к экономической целесообразности

На экономические показатели жилой застройки влияют этажность зданий, планировочная и конструктивная схемы, протяженность здания, площадь квартир, плотность застройки, благоустройство, в том числе инженерные коммуникации, улицы, дороги, транспорт, общегородские подводящие сети, зеленые насаждения.

Класс здания назначают при проектировании в соответствии с его народно-хозяйственной и градостроительной ролью.

К I классу относятся крупные общественные здания (театры, музеи, цирк), правительственные здания, жилые дома высотой более 9 этажей.

Ко II классу - общественные здания массового строительства и дома не свыше 5 этажей.

К III классу - дома не свыше 5 этажей и общественные здания малой вместимости.

К IV классу - малоэтажные жилые дома и временные общественные здания.

Класс большинства промышленных зданий редко назначают выше 3 этажей во избежание функционального старения здания.

Основные конструкции здания I класса должны иметь 1-ую степень долговечности и огнестойкости; II класса - 2-ую степень; III класса - 2-ую степень долговечности и 3-ью степень огнестойкости; IV класса - 3-ью степень долговечности и без огнестойкости.

Архитектурно-художественные требования

Архитектурно-художественные требования к проектному решению заключаются в необходимости соответствия внешнего вида здания, его назначения и формирования объемов и интерьеров здания по законам красоты.

Эстетические требования к зданию связаны с понятием красоты в архитектуре или архитектурной выразительности, поскольку архитектура создает наряду с утилитарными ценностями художественные образы. Произведения архитектуры существуют в системе (ансамбле), где архитектура возглавляет другие искусства, определяя их синтез.

Единая модульная система, унификация, типизация, стандартизация, нормализация строительства

Индустриализация строительства может осуществляться двумя путями:

1. перенесение максимального объема производственных операций в заводские условия: изготовление укрупненных сборных элементов в высоким уровнем заводской готовности на механизированных или автоматизированных технологических линиях с нетрудоемким механизированным монтажом этих элементов на строительной площадке.

2. сохранение всех или большинства производственных операций на строительной площадке со снижением их трудоемкости за счет применения механизированного оборудования, машин и инструментов (скользящая, объемная или плоскостная инвентарная переставная опалубка, бетононасосы, бетоноукладчики и т.п.).

Унификация

Унификация - научно-обоснованное сокращение числа общих параметров зданий и их элементов путем устранения функционально неоправданных различий между ними.

Унификация обеспечивает приведение к единообразию и сокращению числа основных объемно планировочных размеров зданий (высот этажей , проемов перекрытий) и как следствие единообразию размеров и форм конструктивных элементов и заводского изготовления.

Унификация позволяет применять однотипные изделия в зданиях различного назначения. Она обеспечивает массовость и однотипность конструктивных элементов, что способствует рентабельности и заводскому изготовлению. Возможность сокращения числа типов несущих конструкций достигается путем унификации расчетных конструкций. Так например для конструкций перекрытия зданий ,обобщенно унифицированный ряд нагрузок (без учета собственного веса), включая всего 9-ть величин: 200,300,450,600,800,1000,1250,1600,2100 кг./см.2. При этом размеры сечения железобетонного элемента перекрытия остаются постоянными для нагрузок от 200 до 1000кг./м2, изменяется только армирование и марка бетона.

Унификация наружных ограждений связана с теплоизолирующей способностью. Для бетонных (однослойных и слоистых) панелей наружных стен в соответствии с этим параметром установлен ряд толщин - 300-350-400 мм.

Основой для унификации в геометрических размерах изделий является Единая модульная система в строительстве (ЕМС) - совокупность правил координации (взаимного согласования) объемно-планировочных и конструктивных размеров здания строительных материалов и оборудования для их формирования на основе кратности единой величине - модулей. В большинстве европейских стран в качестве единого основного модуля "М" принята величина 100 мм.

Укрупненные модули

Укрупненный модуль равен основному М, увеличенному в целое число раз. Установлен следующий предпочтительный ряд величин укрупненных модулей.

3М - 300 мм, 6М, 12М, 15М, 30М, 60М. (М-100 мм)

Укрупненный модуль используется при назначении основных конструктивно-планировочных размеров зданий по горизонтали (расстояние в осях между несущими конструкциями в продольном и поперечном направлениях, ширина проема) и по вертикали (высоты этажей, проемов), а также типов размеров крупных сборных изделий.

Понятие типа - размер совмещает в себе тип изделия (панель наружной стены, перекрытия и др.) и его размеры. Типы размер обычно содержат ряд марок - вариации внутри типа размера по каким-либо признакам - марки бетона, количество арматуры, размещение отверстий, закладных деталей и т.п.

Дробный модуль

Дробный модуль равен какой-либо из следующих частей основного модуля:

1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М, 1/100М, т.е. 50, 20, 10, 5, 2, 1 мм.

Основные конструкции зданий при проектировании размещают в пространстве, совмещая с модульными плоскостями. Линии пересечения плоскостей (модульных), совмещенных с несущими конструкциями здания, образуют линии модульных разбивочных осей в плане и разрезе. Оси обозначаются марками (цифрами и буквами) в кружках (маркировка осей). Они маркируются арабскими цифрами и прописными буквами алфавита. Цифрами маркируются оси вдоль стороны плана с большим числом разбивочных осей. Порядок маркировки - снизу вверх и слева направо по левой и нижней сторонам плана. В начале строительства здания осуществляется размещение его осей на местности, называемого разбивкой здания или разбивкой его осей. Разбивочные оси используются и для привязки конструкции, т.е. для определения ее положения в здании.

Привязки конструкции к осям здания

В крупнопанельных зданиях разбивочные оси внутренних несущих стен совпадают с их геометрической осью, оси наружных стен из бетонных однослойных и двухслойных панелей размещают на расстоянии 80 мм, трехслойных - 110 мм, а из панелей, изготовленных не из бетонных материалов, - 50 мм от внутренней грани стены.

В зданиях со стенами из кирпича и мелких блоков привязка внутренней плоскости наружных стен к модульным осям составляет 100 мм, а в плоскости внутренних стен - 120 мм.

В каркасных зданиях разбивочные оси внутренних колонн размещают по их геометрической оси. Привязка крайних рядов колонн в целях максимальной унификации крайних элементов с рядовыми принимается в соответствии с особенностями конструктивной системы здания и осуществляется одним из следующих способов:

а) Внутренняя грань колонны смещается от модульной разбивочной оси на половину ширины внутренней колонны. При одинаковом сечении наружных и внутренних колонн геометрической и модульной разбивочной оси крайних колонн, совмещаются.

б) Внешние грани колонн совмещают с модульными разбивочными осями. (нулевая привязка)

Расстояние между разбивочными осями конструкции кратные единому или укрупненному модулю (за исключением расстояния между стенами из кирпича или мелких блоков), называют координационным размером.

Кроме номинальных, в строительстве используют конструктивные и натурные размеры.

Конструктивный размер - проектный размер сборного изделия, отличающийся от координационного на проектную величину зазора между изделиями.

Натурный размер - физический размер изделия.

В жилищном строительстве принят укрупненный планировочный модуль - 6М (600 мм).

В проектах массовых общественных зданий (школ, детских учреждений) также принимают - 6М, если для их возведения используют конструкции жилых зданий. Во всех остальных случаях применяется 15М, 30М, 60М, 12М.

Высота этажа в жилых, общественных и многоэтажных производственных зданиях принимается равной расстоянию между отметками чистого пола смежных этажей, в одноэтажных промышленных зданиях расстояние от уровня чистого пола до низа конструкции покрытия. Высота этажа жилого здания для строительства во II и III климатических районах принимается равной - 2,8 м, а в I и IV - 3 м.

Размеры высоты этажей для общественных и промышленных зданий составляют следующий модулированный ряд:

3,3; 3,6; 4,2; 5,4; 6,0; 7,2; 8,4; 9,6; 10,8; 12,6; 14,4; 16,2; 18,0 м.

Выбор высоты этажа определяется назначением здания, например, для школ и больниц - 3,3 м, для торговых залов - 4,2 м и т.д.