Краткий курс лекций (стр. 2 )

Тема 1.1. Здания и требования к ним.

Сооружением принято называть все, что искусственно возведено человеком для удовлетворения материальных и духовных потребностей общества.

Зданием называют наземное сооружение, имеющее внутреннее пространство, предназначенное и приспособленное для того или этого вида человеческой деятельности.

В любом здании можно условно выделить три группы взаимно связанных между собой частей или элементов: объемно-планировочные элементы – этажи, отдельные помещения; конструктивные элементы, определяющие структуру здания – фундаменты, стены, крыша; строительные изделия – блок, кирпич, стропила.

Любое здание должно отвечать следующим основным требованиям:

1) функциональной целесообразности,

2) технической целесообразности,

3) архитектурно-художественной выразительности,

4) экономической целесообразности.

Внешние нагрузки и воздействия на здания и сооружения подразделяются на:

- силовые – нагрузки от собственной массы элементов здания, массы оборудования, людей, снега, от действия ветра, особые;

- несиловые – температурные воздействия, воздействие атмосферной и грунтовой влаги, движение воздуха, воздействие солнечной энергии, биологические, шумовые воздействия.

Своды Правил(СНиП) делят здания по долговечности на четыре степени

I – срок службы > 100 лет.

II – от 50 до 100 лет.

III – от 20 до50 лет.

IV – от 5 до 20 лет.

СНиПом установлено деление зданий по капитальности на четыре класса в зависимости от их назначения и значимости.

Здания в зависимости от назначения принято подразделять на:

- гражданские,

- промышленные,

- сельскохозяйственные.

Вопросы для самопроверки:

1. Понятие здания.

2. Основные требования, предъявляемые к зданиям.

3. Классификация зданий.

Тема 1.2. Индустриализация строительства.

Индустриализация – основное направление развития строительства.

- превращение строительного производства в механизированный поточный процесс сборки и монтажа зданий из крупноразмерных конструкций и их элементов, имеющих максимальную готовность.

Типизация – отбор лучших с технической и экономической стороны решений отдельных конструкций и целых зданий, предназначенных для многократного применения в массовом строительстве.

Унификация – приведение многообразных видов типовых деталей к небольшому числу определенных типов, единообразных по форме и размерам.

Взаимозаменяемость – возможность замены данного изделия другим без изменения параметров здания.

Универсальность – возможность применения один и тот же типоразмер деталей для различных видов зданий.

Объемно-планировочные параметры здания: шаг, пролет и высота этажа.

Рис. 2.1. – стр. 16.

Нормативные документы – ГОСТ (государственный общесоюзный стандарт); СП (своды правил); ТУ (технические условия).

Вопросы для самопроверки.

1. Определение типизации.

2. Перечислить объемно-планировочные параметры здания.

3. Назвать нормативные документы.

Тема 1.3. Основные сведения о МКРС.

Единая модульная система (ЕМС)

Ÿ Совокупность правил координации размеров здания и их элементов на основе кратности этих размеров установленной единице, т. е. модулю.

В качестве основного модуля (М) принята величина 100 мм.

Приняты производные модули (ПМ):

Ÿ Укрупненные – 6000 мм.; 300 мм. (60 м.; 3 м.);

Ÿ Дробные – 50 мм.; 10 мм. (1/2 м.; 1/10 м.).

ЕМС предусматривает три вида размеров: номинальные, конструктивные, натурные.

Привязка – расположение конструктивных элементов относительно координационных осей.

200

Раздел II. Конструкции гражданских сооружений.

Тема 2.1. Основные конструктивные элементы здания.

Основные конструктивные элементы гражданских зданий - фундаменты, стены, перекрытия, отдельные опоры, крыши, лестницы, окна, двери и перегородки.

Фундаменты – подземная конструкция, воспринимающая всю нагрузку от здания и передающая ее на грунт.

Стены – вертикальные ограждения, одновременно часто выполняют несущие функции.

Перегородки – несущие стены.

Отдельные опоры – несущие вертикальные элементы (колонны, столбы, стенки) передающие нагрузку от перекрытий и других элементов здания на фундаменты.

Специальные балки уложенные по колоннам, называются прогонами или ригелями.

Перекрытия – горизонтальные несущие конструкции, опирающиеся на несущие стены или столбы и воспринимающие передаваемые нагрузки.

Крыша – конструктивный элемент, защищающий помещения и конструкции здания от атмосферных осадков.

Лестницы – служат для сообщения между этажами, а также для эвакуации людей из здания.

Окна устраивают для освещения и проветривания помещений.

Двери служат для сообщения между помещениями.

Другие конструктивные элементы – входные тамбуры, козырьки, балконы.

Вопросы для самопроверки.

1. Перечислить конструктивные элементы подземной части здания.

2. Перечислить конструктивные элементы надземной части здания.

3. Перечислить элементы здания, являющиеся путями эвакуации.

Тема 2.2. Несущий остов и конструктивные системы здания.

Фундаменты, стены, отдельные опоры и перекрытия – основные несущие элементы здания.

Остов здания – пространственная система вертикальных и горизонтальных несущих элементов.

Остов определяет конструктивную схему. В зависимости от характера опирания горизонтальных несущих элементов (перекрытий) на вертикальные несущие элементы (стены, отдельные опоры и балки между ними) различают следующие конструктивные схемы гражданских зданий (рис. 3.2.):

Ÿ С несущими продольными стенами;

Ÿ С несущими поперечными стенами;

Ÿ С неполным каркасом;

Ÿ С полным каркасом.

(рис. 3.2.а) Устойчивость конструктивной схемы с несущими продольными стенами в поперечном направлении обеспечивается специальными стенами. Применение указанной схемы дает большие возможности для решения планировки помещений.

В зданиях с поперечными несущими стенами (рис. 3.2.б) обеспечивается большая жесткость системы, однако увеличивается общая протяженность несущих внутренних стен.

Если вместо внутренних продольных или поперечных стен устраивают систему столбов с опирающимися на них горизонтальными балками (прогонами), на которые, в свою очередь, опираются перекрытия, то такая схема соответствует зданию с неполным каркасом (рис. 3.2. в, г.)

Если вместо несущих наружных стен применены столбы, образующие вместе с внутренними столбами и балками (прогонами) как бы скелет здания, то такая конструктивная схема определяет здания с полным каркасом (рис.3.2. д.)

Наружные стены в этом случае выполняют только ограждающие функции и могут быть самонесущими или навесными.

Вопросы для самопроверки:

1. Назвать конструктивные элементы здания.

2. Какие конструкции определяют конструктивную схему здания.

3. Определение несущего остова.

Тема 2.3. Основания и фундаменты.

Основание – массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от здания. Основания бывают двух видов: естественные и искусственные.

Естественным основанием называется грунт, залегающий под фундаментом и способный в своем природном состоянии выдержать нагрузку от возведенного здания.

Искусственным основанием называют искусственно уплотненный или упрочненный грунт, который в природном состоянии не обладает достаточной несущей способностью по глубине заложения фундамента.

Грунты, составляющие основание, должны отвечать следующим требованиям: обладать достаточной несущей способностью, малой и равномерной сжимаемостью, не быть пучинистыми; не размываться и не растворяться грунтовыми водами; не допускать просадок и оползней: не должны обладать свойством ползучести.

Принята следующая строительная классификация грунтов:

Ÿ скальные;

Ÿ крупнообломочные;

Ÿ песчаные;

Ÿ глинистые;

Ÿ Лессовые;

Ÿ насыпные;

Ÿ плывуны;

Способы упрочнения грунта может быть осуществлено следующими способами:

Ÿ уплотнением;

Ÿ силикатизацией;

Ÿ цементацией;

Ÿ обжигом.

Фундамент – важный конструктивный элемент здания, воспринимающий нагрузку от надземных его частей и передающий ее на основание. Фундаменты должны удовлетворять требованиям прочности, устойчивости, долговечности, технологичности устройства и экономичности.

По конструктивной схеме фундаменты могут быть:

Ÿ ленточные, располагаемые по всей длине стен (рис. 4.5. а, б.);

Ÿ столбчатые, устраиваемые под отдельно стоящие опоры (4.5. в, г.);

Ÿ сплошные, представляющие собой монолитную плиту под всей площадью здания (рис. 4.5. д, г.);

Ÿ свайные в виде отдельных погруженных в грунт стержней (рис. 4.5. ж.).

Ленточные фундаменты по способу устройства бывают монолитные и сборные. Монолитные фундаменты устраивают бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные.

Сборные ленточные фундаменты под стены состоят из фундаментных блок-подушек и стеновых фундаментных блоков. Фундаментные подушки укладывают непосредственно на основание при песчаных грунтах или на песчаную подготовку толщиной 100… 150 мм., которая должна быть тщательно утрамбована. Фундаментные бетонные блоки укладывают друг на друга на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов.

Рис. 4.8.

Столбчатые фундаменты устраивают под отдельные опоры зданий.

На рис. 4.13, б. изображен монолитный бутовый или бетонный фундамент под кирпичную колонну, а на рис. 4.13. в, г. - из железобетонных блока-подушки и блока-плиты. Сборные фундаменты под железобетонные колонны могут составлять из одного железобетонного башмака стаканного типа (рис. 4.13, д.) или из железобетонных блока-стакана и опорной плиты под ним. (рис. 4.13, е.)

Сплошные фундаменты (рис. 4.14.) возводят в случае, если погрузка, передаваемая на фундамент, значительна, а грунт слабый. Эти фундаменты устраивают под всей площадью здания.

Свайные фундаменты используют при строительстве на слабых сжимаемых грунтах; в случае если использование позволяет получить более экономичное решение.

По способу передачи вертикальных нагрузок от здания на грунт, сваи подразделяют на: сваи-стойки и висячие сваи.

По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. По материалу изготовления забивные сваи бывают железобетонные, металлические и деревянные.

Железобетонные сваи изготовляют сплошные квадратного и прямоугольного сечения от 250 × 250 мм. до 400 × 400 мм., 250 × 350 мм., а также трубчатого сечения диаметром 400 до 700 мм.

Различают три типа подземной части гражданских зданий: с подвалом, с техническим подпольем и без подвала. Особое внимание при устройстве подвалов, как и вообще при устройстве фундаментов, необходимо уделять их гидроизоляции. Защита от грунтовой сырости осуществляется устройством горизонтальной и вертикальной гидроизоляции.

Горизонтальная гидроизоляция выполняется из двух слоев толи или рубероида, склеенных соответственно дегтевой или битумной мастикой.

Вертикальная гидроизоляция осуществляется окраской наружных поверхностей стен фундамента, соприкасающихся с грунтом горячим битумом. (рис. 4.18. а, б.)

Вокруг здания вдоль наружных стен устраивают отмостку из плотных водонепроницаемых материалов (асфальт, асфальтобетон). Ширину отмостки обычно принимают не менее 0,5 м. с уклоном от здания 2… 3 %.

Вопросы для самопроверки:

1. Способы упрочнения грунтов.

2. Как определить глубину заложения фундамента?

3. Виды фундаментов по конструктивному решению.

Тема 2.4. Стены и отдельные опоры.

Стены являются важнейшими конструктивными элементами зданий, которые служат не только вертикальными ограждающими конструкциями, но и нередко несущими элементами, на которые опираются перекрытия и покрытия.

Стены должны удовлетворять следующим требованиям:

Ÿ быть прочными и устойчивыми;

Ÿ обладать долговечностью;

Ÿ соответствовать степени огнестойкости здания;

Ÿ обеспечивать поддержание необходимого температурно-влажного режима в помещениях;

Ÿ обладать достаточными звукоизолирующими свойствами;

Ÿ быть технологичными в устройстве.

Ÿ быть экономичными.

По роду применяемых материалов стены могут быть каменные, деревянные, грунтовые и из синтетических материалов.

По характеру работы стены бывают несущими, самонесущими и навесными.

Кирпичные стены выполняют из керамического и силикатного кирпича. С учетом швов сплошные кирпичные стены могут иметь следующие толщины: 120 мм.; 250 мм.; 380 мм.; 510 мм.; 640 мм. и др.

Способ размещения кирпичей в кладке стены с тем или иным чередованием ложковых или тычковых рядов для достижения перевязки швов называют системой кирпичной кладки. В практике современного строительства широко применяют две - цепную и многорядную.

Рис. 5.3. (а, б)

Швы кладки должны быть обработаны. Способы обработки швов:

Рис. 5.4. (а, б, в)

Недостатки стен из полнотелого кирпича: большая плотность, большая теплопроводность.

Облегченные кирпичные стены подразделяют на две группы.

К стенам I группы относятся:

Ÿ кирпично-бетонные;

Ÿ колодцевые;

Ÿ стены с воздушной прослойкой.

К стенам II группы относятся:

Ÿ кирпичные с утеплителем из теплоизоляционных панелей.

Поверхность стены имеет вертикальные и горизонтальные членения, которые являются ее основными элементами. Горизонтальные членения образуются с помощью устройства цоколя, карнизов и поясков; вертикальные – с помощью пилястр или раскреповок в плане (утолщения стен).

Цоколь – нижняя часть стены, расположенная непосредственно над фундаментом. Его выполняют из прочных долговечных материалов.

Карнизы – горизонтальные профилированные выступы стены, предназначенные для отвода попадающих на ограждающие конструкции здания вод.

Виды карнизов: венчающий, пояски, сандрики. Если часть стены здания выводится несколько выше венчающего карниза, то эту часть стены называют парапетом (высота 0,5 – 1,0 м.).

Если стена по вертикали имеет различную толщину, то этот переход от большей к меньшей толщине выполняют в виде уступа с внутренней стороны и называют обрезом.

Вертикальные утолщения стен прямоугольного сечения, называют пилястрами, а полукруглого сечения – полуколоннами. Другие архитектурно-конструктивные элементы стен – фронтон, щипец, контрфорс, гнездо.

Конструкцию, перекрывающую проемы в стенах и поддерживающую часть стены, называют перемычкой.

Внутренними опорами для конструкций перекрытий или покрытий зданий со стенами из кирпича служат отдельные столбы. Минимальное сечение несущего кирпичного столба принимают 510 × 380 мм. При значительных нагрузках в качестве отдельных опор применяют железобетонные колонны, которые вместе с прогонами образуют каркас здания.

В зданиях павильонного типа применяют в качестве опор асбестоцементные или металлические трубы, заполняемые бетоном.

Вопросы для самопроверки:

1. Основные требования к стенам.

2. Что такое перевязка.

3. Основные системы кладки стен из кирпича.

4. Назовите основные архитектурно-конструктивные элементы стен.

5. Особенности устройства отдельных опор под прогоны.

Тема 2.5. Перекрытия и полы.

Перекрытия – основной конструктивный элемент здания, разделяющий его на этажи. По расположению в здании перекрытия могут быть междуэтажными, чердачными и надподвальными. Доля стоимости перекрытий и полов от общей стоимости здания составляет 18-20%, а трудоемкость устройства 20-25%.

Требования, предъявляемые для перекрытий:

Ÿ прочность;

Ÿ жесткость;

Ÿ теплозащитные;

Ÿ звукоизоляционные;

Ÿ противопожарные;

Ÿ специальные: водонепроницаемость, воздухонепроницаемость, несгораемость;

Ÿ экономичность;

Ÿ технологичность.

По конструктивному решению перекрытия бывают:

Ÿ балочные;

Ÿ плитные;

Ÿ безбалочные.

Железобетонные перекрытия являются наиболее надежными и долговечными. По способу устройства они бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными.

Наибольшее распространение в гражданском строительстве получили плитные перекрытия. Основными несущими элементами плитных перекрытий являются различные виды железобетонных панелей-настилов, изготовляемых из бетона.

Из уч. Буга “Пром. гражд. зд.”

Рис. 6.7.

В зависимости от конструктивных схем зданий они бывают:

Ÿ из панелей, опирающихся концами на продольные несущие стены или на прогоны, уложенные вдоль здания;

Ÿ из панелей, опирающихся концами на поперечные стены или прогоны, уложенные поперек здания;

Ÿ из панелей, опирающихся на несущие стены или прогоны по трем или четырем сторонам;

Ÿ из панелей, опирающихся по четырем углам на колонны каркаса.

Минимальная глубина заделки настилов в кирпичных стенах 120 мм., в балочных и панельных – 100 мм. с каждой стороны, сборные железобетонные плиты перекрытий в ходе их установки жестко заделываются в стенах с помощью анкерных креплений и скрепляются между собой сварными или арматурными связями. Швы между плитами замоноличивают раствором.

Плиты перекрытия бывают сплошного сечения, ребристые и пустотные.

Сплошные однослойные панели представляют собой железобетонную плиту постоянного сечения с нижней поверхностью, готовой под окраску, и верхней ровной, подготовленной для устройства пола, имеют толщину 100-120 мм. с многослойной конструкцией пола и 140 мм. с наклейкой по плите линолеума на упругой основе

Применяют также слоистые склеенные панели, представляющие собой железобетонную плиту постоянного сечения, нижний слой которой изготовлен из прочного бетона, а верхний слой – из более легкого и менее прочного бетона.

Ребристые панели могут быть с ребрами, располагаемые и вниз и вверх.

- часторебристая

- 4070 × 4240 – шатровая панель

150

При строительстве общественных зданий часто возникает необходимость устройства перекрытия при пролетах 9, 12 и 15 м.

Для этого применяют

400 - предварительно

напряженная плита

1490

- типа “2 Т”

2980

Многопустотные панели изготавливаются чаще из бетонов классов В 15 и В 25.

220 мм L = 2,4 ÷ 6,4 м.

0,8 ÷ 2,4 м

Конструкция чердачного перекрытия

защитный слой из гравия – 6-8 мм

3 слойный рулонный ковер – 3-5 мм

выравнивающая ц/п стяжка - 10 мм

теплоизоляционный слой - по расчету

пароизоляция – 1 сл. рубероида – 5 мм

плита покрытия - 220 мм

Полы устраивают по перекрытиям или непосредственно по грунту.

Общая схема пола

по грунту по перекрытию

покрытие покрытие

прослойка прослойка

стяжка стяжка

бетонная подготовка плита перекрытия

Требования к полам.

1. Обладать сопротивляемостью внешним воздействиям.

2. Обладать малым теплоусвоением.

3. Быть нескользкими и бесшумными.

4. Обладать малым пылеобразованием и легко поддаваться очистке.

5. Быть индустриальными в устройстве и экономичными.

По способу устройства полы подразделяются на:

Ÿ монолитные;

Ÿ из штучных материалов;

Ÿ из рулонных материалов.

Название пола определяется материалом, из которого он сделан.

Рис. 6.13

Вопросы для самопроверки:

1. Основные требования к перекрытиям.

2. Виды перекрытий.

3. Особенности устройства чердачных перекрытий.

4. Виды полов и требования к ним.

Тема 2.6. Перегородки.

Перегородки – вертикальные несущие ограждающие конструкции, разделяющие одно помещение от другого.

Опорами для перегородок являются несущие элементы перекрытий (балки, плиты), а для перегородок, расположенных в первых этажах бесподвальных зданий и в подвальных этажах, - кирпичные и бетонные столбики или бетонная подготовка.

Требования к перегородкам:

Ÿ обладать малой массой и небольшой толщиной;

Ÿ иметь хорошие звукоизоляционные качества и необходимое сопротивление возгоранию;

Ÿ отвечать санитарно-гигиеническим качествам;

Ÿ быть индустриальными в устройстве.

По назначению перегородки делят:

Ÿ межкомнатные;

Ÿ межквартирные;

Ÿ ограждающие санитарно-кухонные узлы.

По способу устройства:

Ÿ из мелкоразмерных элементов;

Ÿ из крупноразмерных элементов.

По материалу:

Ÿ кирпичные, каменные;

Ÿ деревянные (ДВП, ДСП);

Ÿ из стеклоблоков и стеклопрофилита.

Кирпичные перегородки могут иметь толщину 80 мм.; 120 мм. В случае, если перегородка превышает высоту > 3 м., а длину > 5 м., то перегородку армируют пачечной сталью сечением 1,5 × 25 мм., укладываемой в горизонтальные швы через каждые шесть рядов кладки.

Перегородки из шлакобетонных камней выполняют толщиной 90 и 190 мм., а из керамических – 120 мм.

Перегородки из стеклоблоков и стеклопрофилита. Они влагоустойчивы, имеют хороший вид, большую светопропускную способность. Перегородки из стеклоблоков размером 194 × 194 × 98 мм. выкладывают на цементном растворе с прокладкой в пазах между блоками стальных вертикальных и горизонтальных стержней.

Деревянные перегородки: дощатые, щитовые и каркасные.

Перегородки из гипсовых и гипсобетонных плит размером 800 × 400 × 80 устанавливаются на гипсовом растворе.

Наиболее индустриальным типом перегородок являются крупнопанельные размером на комнату.

Гипсобетонные перегородочные панели, изготовляемые на заводах методом вибропроката, имеют толщину 80 ÷ 100 мм. Перегородки армируюся деревянными рейками, укладываемыми сеткой с ячейками 400 × 400 мм.

Железобетонные монолитные перегородки выполняют размерами на комнату толщиной 80 мм. Панели армируются стальными сетками с ячейками 200 × 200 мм.