Глава 2. Основные конструктивные элементы современных зданий.

Все здания, независимо от материалов, из которых они изготовлены, назначения и класса состоят из определенного числа конструктивных элементов.

К ним относятся фундаменты, колонны, стены, перегородки, перекрытия и подвесные потолки, покрытия, кровли, лестницы и лифты, окна, двери, ворота, фонари Здания и сооружения состоят из отдельных конструктивных элементов, которые подразделяют на несущие и ограждающие.

Несущие элементы (фундаменты, стены, каркасы, перекрытия и покрытия) воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки, возникающие от массы оборудования, людей, снега, собственной массы конструкций, действия ветра и т.д.

Ограждающие элементы (наружные и внутренние стены, полы, перегородки, заполнения оконных и дверных проемов) защищают внутренние помещения от атмосферных воздействий. Они позволяют поддерживать внутри зданий требуемые температурно-влажностные и акустические условия. Кроме того, встречаются конструктивные элементы, которые одновременно совмещают несущие и ограждающие функции, например стены и покрытия.

Несущие конструкции здания: фундаменты, стены, колонны, перекрытия, соединяясь в пространстве друг с другом, образуют несущий остов здания. По особенностям пространственного расположения несущих элементов остова различают следующие конструктивные типы зданий:

-бескаркасный (с несущими стенами), который представляет собой жесткую и устойчивую коробку из взаимосвязанных стен и перекрытий. Наружные и внутренние стены здания воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий и покрытия. Этот конструктивный тип зданий широко распространен при возведении жилых домов, школ и других общественных зданий;

-каркасный представляет собой пространственную систему (каркас), образованную колоннами, подкрановыми балками, стропильными и подстропильными фермами или же колоннами, ригелями и плитами междуэтажных перекрытий и покрытий, которая воспринимает все нагрузки, действующие на здание.

Для зданий каркасного типа характерно четкое разделение конструкций по особенностям их работы (на несущие и ограждающие); неполный каркас в зданиях такого типа наряду с внутренним каркасом наружные стены воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий и покрытий.

Каждый конструктивный тип здания имеет несколько конструктивных схем, отличающихся расположением и взаимосвязью несущих элементов.

Для типов бескаркасных зданий характерны схемы с продольным расположением несущих стен, на которые опираются плиты междуэтажных перекрытий; с поперечным расположением несущих стен, где наружные стены, за исключением торцовых, самонесущие, на них не передается нагрузка от перекрытий; совмещенная с опиранием плит перекрытий на продольные и поперечные стены.

Каркасные типы зданий различают по следующим признакам:

1) по материалу — железобетонный каркас (монолитный, сборный, сборно-монолитный), металлический каркас;

2) по характеру устройства ригелей — с продольным, поперечным, перекрестным расположением ригелей и непосредственным опиранием перекрытий на колонны (безригельное решение);

3) по особенностям сопряжения элементов в узлах — монолитные и сварные.

Для зданий с неполным каркасом характерны конструктивные схемы с продольным или поперечным расположением ригелей. Такие же схемы расположения ригелей характерны для зданий с полным каркасом покрытия, инженерное оборудование и санитарно-техническое устройство.

Фундаментами называют подземные конструкции, предназначенные для восприятия и передачи нагрузки от здания на основание - грунт. На фундамент опираются стены и колонны зданий. Подошвой фундамента называют плоскость опоры его на грунт, служа основой и воспринимая все нагрузки от зданий.

Если почва не очень устойчива, то его уплотняют или делают искусственное основание, например, пали.

Различают ленточные (под стены) и столбовые фундаменты. Столбовые фундаменты устраивают под колонны промышленных и сельскохозяйственных зданий.

Внешнюю поверхность фундаментов покрывают слоями гидроизоляции из цементного раствора, толи и рубероида на мастике, в соответствии с проектом.

Правильныйвыборвидаоснованияифундамента, помимообеспечениядолговечностисооруженияинормальныхусловийегоэксплуатации, имеетбольшоеэкономическоезначение. Всовременномстроительствезатратынаустройствооснованийифундаментовсоставляют15—20% стоимостивсегосооружения, трудовыезатраты12—15% общихзатраттруда. Возведениеподземнойчастисооружениязанимает20—35% времени, отводимогонастроительствообъектавцелом.

Стены - делятся на внешние, разделяя помещение от внешнего пространства, и внутренние, предназначенные для членения зданий на отдельные помещения, а также для восприятия нагрузок от перекрытия, если стены несущие. В каркасных зданиях применяют навесные стены, закрепляют к несущим конструкциям зданий. Вся нагрузка находящейся сверху части здания направлена на нее.

Колонны - это опоры квадратного, прямоугольного, кругообразного или многоугольного определение в плане, предназначены для восприятия нагрузки от перекрытия, покрытия зданий, а в промышленных зданиях - от подкрановых блоков и мостов кранов.

Перекрытия - представляет собой горизонтальные конструкции, деля внутренний пространство зданий на этажи и несущие, кроме личного веса, полезная нагрузка (От людей, оборудования). Технологий выполнения перекрытия достаточно и каждая из них влияет на свойства готовой конструкции. Выбирая тип перекрытия, желательно учесть не только конфигурацию здания, но и предпочтения будущих обитателей дома. Этим в первую очередь должен быть озабочен конструктор. В общем же есть несколько критериев, влияющих на выбор типа перекрытия. Они бывают: междуэтажные, подвальные,чердачные.Перекрытия характеризуются прочностью и долговечностью.

Во время перепланировки помещений нередко допускаются повреждения конструкций свода или полное их снесение, связанное с необходимостью увеличения общей площади помещений, которая приводит к ускорению сноса перекрытия, которое конструктивно связано с его сводчатой частью.

Этаж, или уровень — часть пространства здания между двумя горизонтальными перекрытиями (между полом и потолком), где располагаются помещения; уровень здания над (или под) уровнем земли. Он бывает нескольких видов:

1) Этаж цокольный - Этаж с отметкой пола помещений ниже отметки земли на высоту не более половины высоты помещений, которые в нем расположены.

2) Этаж подвальный - Этаж с отметкой пола помещений ниже отметки земли более чем на половину высоты помещений.

3) Этаж подземный - Этаж, отметка пола которого находится ниже уровня отметки земли.

4) Этаж надземный - Этаж с отметкой пола помещений не ниже отметки земли.

5) Этаж технический - Этаж для размещения инженерного оборудования и прокладывания коммуникаций; может быть в нижней (техническое подполье), верхней (технический чердак) или средней части здания.

6) Этаж мансардный (мансарда) - Этаж в чердачном пространстве, фасад которого полностью или частично создан поверхностью (поверхностями) наклоненной или ломаной крыши.

Перекрытия бывают каменные, кирпичные, железобетонные. Деревянные перекрытия в настоящее время используются в основном в малоэтажном жилом строительстве.Конструкции перекрытия должны отвечать нормативным требованиям относительно прочности и огнестойкости (в соответствии с назначением домов), а также требованиям звукоизоляции и теплоизоляции. Защита от попадания влаги во внутренние конструкции перекрытия во влажных помещениях (санитарных узлах) обеспечивается устраиваниемспециального гидроизоляционного слоя.

Покрытие - защищают здания от атмосферных осадков, от потерь тепла в зимний период и перегрева солнечными лучами летом. Несущими конструктивными элементами покрытия служат ригели, балки, фермы, своды-оболочки, ограждающими - плиты. Верхняя водонепроницаемая оболочка называется кровлей.

Перегородки - это тонкие самонесущие внутренние стены для разделения пространства этажа на отдельные помещения. Перегородки устраивают из кирпича, железобетона, гидрокартонных плит, дерева и других материалов. Перегородки опираются на перекрытия. Перегородки должны плотно примыкать к стенам, чтобы не было щелей, которые пропускают звуки, запахи и для лучшей теплоизоляции помещений. Однако, так как здания с годами получают осадку, то нужно оставить зазор между перегородкой и потолком примерно в 1- 1,5 см.

Полом здания называют нижнюю горизонтальную ограждающие конструкции одноэтажных зданий, а также верхний конструктивный элемент межэтажных перекрытий. Именно на полы идет самая большая нагрузка – на них стоит мебель, по ним ходят. Поэтому полы в любых помещениях должны отвечать следующим требованиям:

1) пол должен быть изначально ровным, то есть без уклона, горбов и впадин;

2) пол должен быть теплым и безопасным для здоровья;

3) пол не должен быть чувствительным к сырости, что достигается при помощи напольных покрытий.

Лестницы, лифты, эскалаторы, пандусы устраивают для связи между этажами. Лестницы, в основном, размещают в специальных помещениях, огражденных стенами и называются восточными клетками. Лифты монтируются в специальных шахтах. Лестницы состоят из маршей со ступенями и площадками. Марш ограждается перилами. Столбы также как стены и колонны представляют собой несущие элементы передачи нагрузки на фундамент

Цоколь - это нижняя часть наружной стены или столба, которые находятся в особенно неблагоприятных условиях, влияние атмосферных факторов.

Кровля отгораживает здания от атмосферных осадков и состоит из несущих частей и водонепроницаемости, наружной оболочки - кровли, непосредственно испытывает климатическим воздействиям. В промышленных и частично в общественных зданиях элементы покрытия кладут на плиты покрытия.

Окна, прежде всего, предназначены для выполнения нескольких функций, таких как обеспечение проникновения в помещение дневного света, защиты жилища от холода, дождя, снега и ветра. Они обеспечивают звукоизоляцию. К тому же окно расширяет границы внутреннего пространства путем осуществления визуальной связи с внешним миром. Заполнение оконных пройм включает: оконную коробку и застилку оконных переплетов,а также подоконную доску и наружный слив. Подоконники располагаются на 800-850 мм выше уровня пола.

Двери служат для сообщения между соседними помещениями и для входа и играют немаловажную роль в общем интерьере помещения. Они различаются по трем основным типам:

1) Однопольные. Двери с одним полотном, шириной примерно 850-900 мм.

2) Полуторапольные. Двери с двумя полотнами разной ширины.

3) Двупольные. Двери с двумя полотнами одинаковой ширины.

В дверной пройме устанавливают коробки, на которые вешают двери, проемы обрамляются подкосами. Внутренние дверные проемы по периметру (кроме низа) обшиваются наличниками.

В большинстве зданий предусматривают санитарно-техническое устройство: отопительных, вентиляционные системы, оборудование для кондиционирования воздуха, системы водоснабжения, а также по энергоснабжению, пожаротушение, сигнализации связи, радиофикации.

Несущие элементы зданий в совокупности образуют пространственную систему, которая называется несущим остовом, который должен обладать достаточной прочностью и обеспечивающих пространственную грубость и устойчивость здания. Ограждающие конструкции должны характеризоваться стойкостью против атмосферных и других физико-химических Действий, а также достаточными тепло и звукоизоляционными качествами.

В зависимости от вида несущего остова различают две основные конструктивные схемы зданий - без каркаса (с несущими стенами) и каркасную.

Единая модульная система. Типизация и унификация.

Современное индустриальное строительство в основном базируетсяна применении типовых сборных деталей и конструкций. Типовыминазывают детали и конструкции, имеющие для данного моментавремени наиболее рациональное решение и предназначенные дляширокого применения. Количество типов и размеров сборных деталейи конструкций должно быть возможно меньшим, что существеннооблегчает их изготовление, монтаж и уменьшает стоимость строительства.

Уменьшение количества типов и размеров может быть достигнуто на основе унификации архитектурно-планировочных решений зданий, основными параметрами которых являются шаг, пролет — и высота этажей.

Шагом называют расстояние между координационными осями стен и отдельных опор, предусмотренное при проектировании плана здания. В зависимости от направления в плане здания шаг может быть продольным и поперечным. Пролетом здания называют расстояние между координационными осями несущих стен или отдельных опор в направлении, соответствующем продольным размерам основных несущих конструкций перекрытия или покрытия. В зависимости от конструктивно-планировочной схемы пролет совпадает по направлению с поперечным или продольным шагом, а в отдельных случаях (например, в железобетонных безбалочных перекрытиях) — с тем и другим. В большинстве случаев, шаг представляет собой меньшее расстояние между осями, а пролет большее.Высотой этажа называют расстояние по вертикали от уровня пола данного этажа до уровня пола вышележащего этажа, в верхних этажах й одноэтажных чердачных зданиях — расстояние от уровня пола до отметки верха чердачного перекрытия, а в бесчердачных зданиях — до низа основной несущей конструкции.

При возведении зданий из индустриальных сборных элементов,необходимавзаимоувязка всех размеров этих элементов, что возможно только при условии унификации их размеров.

Унификацию архитектурно-планировочных параметров зданий и геометрических размеров конструкций в нашей стране осуществляют на основе единой модульной системы (ЕМС), представляющей собой совокупность правил назначения размеров шага, пролета, высоты этажа, размеров конструктивных элементов, строительных изделий и оборудования на базе единого модуля 100 мм, который обозначают буквой М.

В строительной практике чаще всего используют производные модули (ПМ), которые подразделяют на укрупненные и дробные. К укрупненным относятся модули (мм): 6000, 3000, 1500, 1200, 600, 300 и 200. Обозначаются они соответственно 60М, ЗОМ, 15М, 12М, 6М, ЗМ, 2М и применяются при назначении размеров здания, высоты этажа, размеров конструкции или деталей, а также оборудования. Дробные модули (мм): 50, 20, 10, 5, 2, 1 — обозначаются соответственно 1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М, 1/100М и применяются при назначении толщины отдельных деталей, плитных материалов или назначении размеров зазоров и допусков.

Согласно принятым в ЕМС правилам пролеты промышленных зданий могут быть приняты равными 9, 12, 18, 24, 30, 36 м и т.д., т.е. до 18 м и они принимаются кратными ЗОМ, а больше 18 м — кратными 60М. Высота этажей промышленных зданий принимается кратной 60М, а именно: 3,0; 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6,0 м и т.д.

Проектное расстояние между координационными осями здания, или условный размер конструктивного элемента его, включающий соответствующие части швов и зазоров, называется номинальным модульным размером. Кроме номинального различают конструктивные и натурные размеры. Конструктивным называют проектный размер конструктивных элементов, строительных изделий и оборудования, отличающийся от номинального на величину нормированного зазора или шва (5, 10, 20 мм и т.д.). Натурный размер — фактический размер детали, конструктивного элемента, оборудования, отличающийся от проектного на величину, находящуюся в пределах допуска.

«Унифицированных типовых секций» (УТС), «Унифицированных типовых пролетов» (УТП) и схем блокировки УТС и УТП. В габаритных схемах содержатся данные о планировке, шаге колонн, пролетах, высоте и этажности зданий, крановых нагрузках и т.п. Наличие габаритных схем позволяет существенно упростить конструктивные схемы и сократить количество типоразмеров архитектурно-планировочных и конструктивных элементов зданий. Одну и ту же габаритную схему можно рационально применять для различных производственных зданий массового строительства. В настоящее время при разработке проектов зданий предприятий всех отраслей промышленности, в том числе для лесной и деревообрабатывающей, обязательно применение сборных железобетонных изделий и конструкций заводского изготовления, номенклатура которых содержится в каталогах сборных конструкций, утвержденных Госстроем России.

Основные размеры здания в плане измеряются между координационными осями, которые образуют геометрическую основу плана здания. Оси, идущие вдоль пролетов здания и располагаемые параллельно нижней кромке чертежа, называются продольными и обозначаются заглавными буквами русского алфавита. Оси, пересекающие пролеты, называются поперечными и обозначаются цифрами; система пересекающихся осей здания в плане образует сетку координационных осей, которая служит системой координат для плана здания. Применение при строительстве зданий типовых конструкций требует строго определенного их расположения (привязки) по отношению к координационным осям. Под привязкой понимают расстояние от координационной оси (продольной, поперечной) до грани или геометрической оси конструктивного элемента. Все виды оборудования привязываются на плане цеха размерами к этим же координационным осям здания.

Для унификации и взаимозаменяемости конструкций колонны и стены располагают относительно координационных осей с соблюдением определенных правил привязки. Наружные грани крайних колонн и внутренние поверхности стен совмещают с продольными координационными осями. Такая привязка называется нулевой и осуществляется в зданиях без мостовых кранов и в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия менее 16,2 м. Наружные грани колонн крайнего ряда и внутренние поверхности стен смещают относительно продольных координационных осей на 250 мм в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т.

Привязку к поперечным координационным осям колонн и торцовых стен осуществляют по следующим правилам: геометрические оси сечения колонн, за исключением колонн в торцах здания и колонн, примыкающих к температурным швам, должны совмещаться с поперечными координационными осями (нулевая привязка), геометрические оси торцовых колонн основного каркаса нужно смещать с поперечных координационных осей внутрь здания на 500 мм, внутренние поверхности торцовых стен должны совпадать с поперечными координационными осями (15.9).

Привязку несущих наружных стен осуществляют по следующим правилам: при непосредственном опирании на стены плит покрытий ' внутреннюю поверхность стены нужно отнести от продольной координационной оси внутрь здания на 150 мм для стен из крупных блоков и на 130 мм для кирпичных стен. В случае опирания на стены несущих конструкций балок, ферм поверхность стен смещают от продольной оси внутрь здания на 300 мм для блочных стен при их толщине 400 мм и на 250 мм — для кирпичных стен при толщине 380 мм. При кирпичных стенах толщиной 380 мм с пилястрами 130 мм расстояние от продольной оси до внутренней поверхности стены должно быть равно 130 мм.

Привязка колонн каркаса в местах устройства швов осуществляется следующим образом. В зданиях с железобетонным каркасом в местах расположения швов устанавливают парные колонны. При этом ось температурного шва должна совпадать с поперечной координационной осью, а оси колонн смещают относительно координационной оси на 500 мм. Продольные температурные швы в зданиях с железобетонным каркасом следует устраивать на двух колоннах со вставкой, в зданиях с цельнометаллическим и смешанным каркасом температурные швы располагают на одной колонне. Варианты привязки колонн к координационным осям показаны на 15.

Перепад высот между пролетами одного направления в здании с железобетонным каркасом рекомендуется осуществлять на двух колоннах со вставкой. Привязка колонн к координационным осям показана на 15.13. Конструкцию примыкания двух взаимно перпендикулярных пролетов следует также осуществлять на двух колоннах со вставкой. При этом ось колонн продольных пролетов, примыкающих к поперечному пролету, смещают с поперечной координационной оси на 500 мм.

Деформационные швы. В конструкциях зданий большой протяженности вследствие изменения температур в летнее и зимнее время появляются значительные деформации, вызывающие напряжения, способные разрушить здания. Для предотвращения этого явления здания делят на температурные блоки, между которыми устраивают, так называемые, температурные швы, как в продольном, так и в поперечном направлении.

Кроме температурных деформаций, здание может давать неравномерную осадку в случае расположения его на неоднородных грунтах или в случае резко отличающейся эксплуатационной нагрузки по длине здания. В этом случае, для избежания осадочных деформаций, устраивают осадочные швы. При этом фундаменты делают независимыми, а в надземной части здания осадочный шов совмещают с температурным или со швом примыкания (примыкание зданий различной этажности, старого здания к новому).

В практике проектирования и строительства встречаются самые разнообразные, виды зданий, поэтому классифицировать их можно по большому количеству признаков. При проектировании, финансировании и планировании строительства наиболее важной является классификация по назначению и по классам капитальности сооружений.

По назначению здания делятся: 1) на гражданские (жилые дома, больницы, школы, театры, дворцы культуры и прочие общественные здания); 2) на промышленные (заводы, фабрики, ТЭЦ, котельные и др.); 3) на сельскохозяйственные (птицефермы, овощехранилища, скотные дворы и т.д.). В данной главе рассматриваются только промышленные здания, строящиеся и применяемые для размещения производства лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Промышленные здания по назначению делятся: 1) на здания основного производственного назначения (например, здания мебельных фабрик, лесопильных, фанерных и других деревообрабатывающих предприятий, цехи по производству древесностружечных и древесноволокнистых плит, арболита, фибролита и др.); 2) подсобно-производственные, складские и вспомогательные здания, относящиеся к объектам подсобного производственного и обслуживающего назначения (центральные лаборатории и экспериментальные цехи, склады сырья и готовых изделий, ремонтные мастерские, фабричные управления, проходные, здравпункты, столовые, бытовые помещения для рабочих и др.); 3) здания и сооружения энергетического хозяйства (трансформаторные подстанции и линии электропередачи, котельные, холодильные, компрессорные, газогенераторные и др.); 4) здания и инженерные сооружения транспортного хозяйства и связи (гаражи для электрокаров и автопогрузчиков, автоматические и телевизионные станции управления производством, телефонные и радиостанции или узлы связи); 5) объекты санитарно-технического назначения (сооружения для водоснабжения, канализации, теплофикации и газификации и др.).

По капитальности здания и инженерные сооружения делятся на четыре класса в зависимости от прочности, капитальности, наружной и внутренней отделки, внешнего архитектурно-художественного оформления и внутреннего благоустройства, а также эксплуатационных требований к ним.

Прочность здания зависит от физико-механических свойств ограждающих и несущих нагрузку конструктивных элементов и отдельных частей, из которых оно состоит, от, надежности их связей между собой, которые должны обеспечивать зданию пространственную жесткость, а следовательно, неизменяемость под воздействием расчетных нагрузок и устойчивость в течение заданного срока службы.

Капитальность здания определяется степенью огнестойкости и степенью долговечности его в заданных условиях эксплуатации. Под долговечностью зданий и сооружений понимается срок их службы, т.е. способность в течение этого времени сохранять прочность и устойчивость основных конструкций (фундаментов, наружных и внутренних стен, колонн, перекрытий и покрытий, лестничных клеток) и возможность нормальной эксплуатации их. Долговечность сооружений в свою очередь зависит от долговечности строительных материалов, из которых изготовлены их конструктивные элементы. Поэтому при назначении строительных материалов для ограждающих конструкций зданий или сооружений с заданным сроком службы учитывается сопротивляемость их физическим, химическим, атмосферным, агрессивным средам и прочим разрушающим воздействиям в заданных условиях эксплуатации.

Строительными нормами установлены три степени долговечности зданий и инженерных сооружений: I степень с ориентировочным сроком службы более 100 лет, II — 50 -100 лет, III — 20-50 лет. Конструкции со сроком службы менее 20 лет применяются только для временных сооружений. Согласно противопожарным требованиям здания и инженерные сооружения по огнестойкости подразделяются на пять степеней.

Класс зданий и сооружений определяется в зависимости от народнохозяйственного значения и мощности предприятия в целом и от назначения каждого из зданий в комплексе этого предприятия, от градостроительных требований, от концентрации материальных ценностей и уникальности оборудования, устанавливаемого в этих сооружениях, а следовательно, и от запаса сырьевых ресурсов, от фактора нормальной амортизации сооружений.

К I классу относятся здания и сооружения, имеющие важнейшую народнохозяйственную значимость (здания с непрерывным производством большой мощности, государственные электростанции, метрополитены, большие мосты и др.). К ним предъявляются повышенные требования и проектируют их по индивидуальным техническим условиям и нормам, огнестойкостью не ниже II степени и долговечности не ниже I степени.

Ко II классу относится большинство зданий основного и подсобно-вспомогательного производственного назначения (склады с ценным сырьем, готовых изделий и оборудования). К ним предъявляются следующие требования: огнестойкость не ниже III степени, долговечность — не ниже II степени. Для их проектирования и строительства действуют Строительные нормы и правила (СНиП),

Производственные здания предприятий лесной и деревообрабатывающей промышленности, как правило, относятся ко II классу. Но практически они строятся огнестойкостью не ниже II степени, так как в них производится продукция из сгораемых материалов и установлено дорогое технологическое оборудование, превышающее во много раз стоимость самих зданий. Здания складов сырья и готовой продукции при них принимаются такой же капитальности. К III классу относятся сооружения с пониженными требованиями качества — производственные здания малой мощности с недорогим оборудованием, здания складов с малоценным сырьем и все деревянные сооружения. Долговечность их должна быть не ниже III степени, огнестойкость не нормируется. К IV классу относятся все сооружения, к которым не предъявляются требования долговечности и огнестойкости.

Класс зданий или основной группы их в предприятии назначается организацией (заказчиком), выдающей задание на проектирование.

Чтобы обеспечить безопасные условия эксплуатации зданий и сооружений, производят расчет конструкций. Строительные конструкции рассчитывают в два этапа: 1) статический (или динамический) расчёт, который заключается в составлении расчетных схем, наиболее близко отвечающих работе конструкции реальных условиях и определении внутренних усилий (изгибающих моментов М, поперечных Q и продольных N сил и др.) в опасных сечениях проектируемых конструкций. Этот расчет производится по формулам сопромата и общим правилам строительной механики; 2) конструктивный расчет — выбор материала, рациональных форм и размеров сечения, марок и класса материала (камня, бетона), класса стали, породы и качества древесины и т.д.

Известны три метода конструктивного расчета: 1) по допускаемым напряжениям, 2) по разрушающим нагрузкам; 3) по предельным состояниям. В настоящее время применяют третий метод расчета. Цель такого расчета — не допускать предельных состояний при эксплуатации в течение всего срока службы конструкции, здания или сооружения. Расчет выполняют исходя из того, чтобы значения усилий, напряжений, деформаций, перемещений не превышали предельных значений, устанавливаемых СНиПами. Значения нагрузок, действующих на конструкции, прочностные характеристики материалов, из которых они сделаны, и условия их эксплуатации обладают определенной изменчивостью и могут отличаться от установленных нормами. В расчете по методу предельных состояний это учитывается введением ряда коэффициентов перегрузки и, условий работы тв, надежности и др. Числовые значения этих коэффициентов приводятся в СНиПах.

Нормативные и расчетные нагрузки и сопротивления материалов. Наибольшие нагрузки, которые могут действовать на конструкцию при ее нормальной эксплуатации, называют нормативными.

Основной характеристикой прочности материала является его нормативное сопротивление RH, устанавливаемое ГОСТами на соответствующие материалы. Так, за нормативные сопротивления принимаются: для древесины — среднее значение пределов прочности при различных напряженных состояниях; для бетона — сопротивления осевому сжатию кубов (кубиковая прочность Лкуб), осевому сжатию призм СКПр) или осевому растяжению CRP); для стали — значение предела прочности или временного сопротивления.

Прочностные свойства любого материала изменяются, в результате чего их числовые величины могут отличаться от нормативных. Эти отклонения учитываются коэффициентами изменчивости материалов (коэффициентами безопасности).

 

 

Заключение

 

Строительство зданий зародилось еще в первобытном обществе, где начали применяться их основные конструктивные элементы.

Вспомним дольмены и кромлехи, а впоследствии древнеегипетские пирамиды, шумерские и крито-микенские здания и строения, они использовалисложные строительные решения и создавали великие по своей архитектурной идее исторические объекты. Всевозможные поиски и попытки упрочнить и укрепить здания, привели к научному росту и улучшению качества строительных материалов, увеличения их вариаций, а также творческой и практической значимости.

Стоит отметить, что сооружение и здание, имеют различия. Сооружение - это все, что построили люди для удовлетворения материальных и культурных потребностей человеческого общества. Здание – наземное сооружение, включающее различные изолированные помещения, предназначенное для деятельности человека.

Здания классифицируются по назначению на 3 группы:

- гражданские

- промышленные

- сельскохозяйственные

Делятся на 4 класса:

- здания, к которым предъявляются максимальные требования (реакторы, музеи, жилые дома более 10 этажей)

- повышенные требования (больницы, школы, жилые дома 6-9 этажей)

- общественные здания небольшой вместимости (жилые дома до 5 этажей)

- жилые дома до 2 этажей и подсобные здания.

Однако, несмотря на значительные различия, существующие между зданиями разного назначения, как во внешнем виде, так и во внутренней структуре, все они состоят из некоторого ограниченного числа основных взаимосвязанных архитектурно-конструктивных элементов, выполняющих вполне определенные функции - это основные конструктивные элементы зданий.

Основные элементы зданий можно подразделить на следующие группы:
а) несущие, воспринимающие основные нагрузки, возникающие в здании;
б) ограждающие, разделяющие помещения, а также защищающие их от атмосферных воздействий и обеспечивающие сохранение в здании определенной температуры;
в) элементы, которые совмещают и несущие, и ограждающие функции.

Несущие конструкции, обеспечивают его прочность и устойчивость и образуют несущий каркас здания. Несущие элементы (фундаменты, стены, каркасы, перекрытия и покрытия) воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки, возникающие от массы оборудования, людей, снега, собственной массы конструкций, действия ветра и т.д.

Ограждающие элементы (наружные и внутренние стены, полы, перегородки, заполнения оконных и дверных проемов) защищают внутренние помещения от атмосферных воздействий. Они позволяют поддерживать внутри зданий требуемые температурно-влажностные и акустические условия.

Кроме того, встречаются конструктивные элементы, которые одновременно совмещают несущие и ограждающие функции, например стены и покрытия.

Выбор материала, разновидности основных конструктивных элементов, конечно же, в первую очередь зависят от предназначения будущего здания, и требований выдвигаемым данному объекту, от цены и природных условий в которых это здание будет находиться.

Но я считаю, что именно незнание функций и значимости конструктивных элементов здания приводят к тому, что здание становится непригодным для эксплуатации. А так как основные конструктивные элементы и образуют здание, то каждый человек независимо от своей профессии должен иметь представление о данных элементах, дабы избежать несчастных случаев, возникающих от незнания данного вопроса.

Однако особую значимость архитектурные ансамбли и отдельные здания приобретают, когда они несут определенное идейно-художественное содержание или иначе обладают единым художественным образом. Только тогда они предельно целостны и выразительны, а высокая художественная выразительность архитектурной среды, значимость образности вызывают адекватную эмоциональную реакцию.

Таким образом, характер и сила воздействия архитектурного сооружения зависят от системы потребности в его возведении и от системы художественных образов отдельных сооружений и предметных структур при условии их слияния в единый образ, что порождает формальное единство средств художественного образа.

 

 

 

Литература

 

1. Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

2. Дизайн архитектурной среды: Учеб. Для вузов/ Г.Б. Минервин, А.П. Ермолаев, В.Т. Шимко, А.В. Ефимов, Н. И. Щепетков, А.А. Гаврилина, Н.К. Кудряшев – М.: Архитектура- С, 2005- 504 с., ил.

3. Ремонт и дизайн квартиры и дома. –СПб.:Лениздат, «Ленинград», 2006- 288 с.

 

4. ФлоринВ. А., Основымеханикигрунтов, т. 1—2, Л. — М., 1959—61.