Основные части и конструктивные элементы здания. Несущий остов

Основные элементы здания 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.

К основным элементам (или частям) здания относятся фундаменты, стены, перекрытия, отдельные опоры, крыша, перегородки, лестницы, окна, двери.

Фундаментом называется подземная конструкция, основным назначением которой является восприятие нагрузки от здания и передача ее основанию.

Стены отделяют помещения от внешнего пространства (наружные стены) или от других помещений (внутренние стены), выполняя тем самым ограждающую функцию. Кроме того, стены могут нести нагрузку не только от собственного веса, но и от вышележащих частей здания (перекрытий, крыши и др.), осуществляя несущую функцию. Стены, воспринимающие, кроме собственного веса, нагрузку и от других конструкций и передающие ее фундаментам, называют несущими.

Стены, опирающиеся на фундаменты и несущие нагрузку от собственного веса по всей высоте, но не воспринимающие нагрузки от других частей здания, носят название самонесущих.

Наконец, стены, которые служат только ограждениями и свой собственный вес несут в пределах лишь одного этажа, опираясь на другие важные элементы здания, называют ненесущими.

Перекрытиями называют конструкции, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи. Перекрытия ограничивают этажи и расположенные в них помещения сверху и снизу (ограждающие функции) и несут, кроме собственного веса, полезную нагрузку, т.е. вес людей, оборудования и предметов, находящихся в помещениях (несущие функции). Кроме того, перекрытия играют весьма существенную роль в обеспечении пространственной жесткости здания, т.е. неизменяемости его конструктивной схемы под действием всех возможных нагрузок.

Перекрытия, в зависимости от их расположения в здании, бывают междуэтажные, разделяющие смежные по высоте этажи; чердачные, отделяющие верхний этаж от чердака; нижние, отделяющие нижний этаж от грунта, и надподвальные, отделяющие первый этаж от подвала.

По верху междуэтажных перекрытий настилают полы в зависимости от назначения и режима эксплуатации помещения. А нижняя поверхность перекрытия (или покрытия) образует потолок для нижележащего помещения.

Отдельными опорами называют стойки (столбы или колонны), предназначенные для поддержания перекрытий, крыши, а иногда и стен и передачи нагрузки от них непосредственно на фундаменты.

Перекрытия могут опираться или непосредственно на колонны, или, что чаще, на уложенные по ним мощные балки, называемые прогонами.

Колонны и прогоны образуют так называемый внутренний каркас здания.

Крыша является конструкцией, защищающей здание сверху от атмосферных осадков, солнечных лучей и ветра. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Крыша вместе с чердачным перекрытием образует покрытие здания. Мансардным этажом (или мансардой) называется этаж в чердачном пространстве, фасад которого полностью или частично образован поверхностью (поверхностями) наклонной или ломаной крыши.

В том случае, если в здании отсутствует чердак, функции чердачного перекрытия и крыши совмещаются в одной конструкции, которая называется бесчердачным покрытием.

Перегородками называют сравнительно тонкие стены, служащие для разделения внутреннего пространства в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются в каждом этаже на перекрытия и никакой нагрузки, кроме собственного веса, не несут.

Лестницы служат для сообщения между этажами. Из противопожарных соображений лестницы, как правило, заключаются в специальные, огражденные стенами, помещения, которые называются лестничными клетками.

Для освещения помещений естественным светом и для их проветривания (вентиляции) служат окна, а для сообщения между соседними помещениями или между помещением и наружным пространством - двери. В некоторых случаях при необходимости ввода в помещение крупного оборудования или средств транспорта помимо дверей устраивают еще и ворота.

Кроме вышеперечисленных, существует ряд конструктивных элементов (как, например, балконы, входные площадки, приямки у окон подвала и др.), которые нельзя отнести ни к одной из указанных групп.

Несущий остов включает в себя стены (каменной кладки, монолитные или из сборных крупноразмерных элементов) и перекрытия. Каменную кладку выполняют из кирпича, легких бетонных блоков или естественных камней (известняк, песчаник, туф, ракушечник и др.), которые укладывают горизонтальными рядами на растворе с перевязкой (смещением) вертикальных швов.

Швы заполняют известковыми, цементными и смешанными растворами.

Стандартные размеры керамического одинарного кирпича 250Х 1 20Х 65 мм. Длинные боковые поверхности кирпича называют ложками, короткие - тычками, отсюда соответственно и ряды кирпичей называют ложковыми и тычковыми. Стены кладут в 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 кирпича.

Кладка бывает сплошной (из однородного материала) и облегченной (из двух материалов). Распространены двухрядная (цепная) система кладки (один тычковый, один ложковый ряды) и шестирядная (ложковая).

Для сплошной кладки используют пористые и пустотелые кирпичи, пустотелые бетонные блоки. При облегченной кладке с наружной или внутренней стороны стены или в качестве заполнения внутри стены применяют эффективные в теплотехническом отношении материалы (утеплители).

Элементами каркаса зданий с несущими наружными кирпичными стенами могут служить отдельные опоры (кирпичные столбы, деревянные и железобетонные; стальные колонны). Минимальное сечение несущего кирпичного столба 510Х380 мм, при незначительной нагрузке-380Х 380 мм. При высоте более 5 м кладку кирпичных столбов армируют. При больших нагрузках применяют железобетонные колонны, которые вместе с горизонтальными балками (прогонами) образуют различные схемы каркасов зданий.

Перекрытия (плоские) являются одновременно несущими и ограждающими элементами зданий. Они воспринимают кроме нагрузки собственного веса полезную (временную) нагрузку, т. е. массу людей; предметов обстановки и оборудования помещений, передавая ее на стены или отдельные опоры.

Перекрытия должны быть прочными, жесткими, огнестойкими, долговечными, звуко- и теплоизолирующими, водонепроницаемыми. В малоэтажных зданиях устраивают железобетонные перекрытия по деревянным или стальным балкам, а также армосиликатные и керамические.

Железобетонные перекрытия бывают сборные (в виде плит, крупнопанельные и балочные) и монолитные (бетонируемые в опалубке).

Настилы (толщина 160 и 220 мм соответственно при пролетах до 4 м и более) опирают на стены и прогоны, крупные панели перекрывают целые комнаты. Их выпускают сплошными, пустотными и шатровыми. Для пролетов до 3,6 м применяют сплошные однослойные панели толщиной 140 мм, для пролетов более 3,6 м предварительно напряженные панели толщиной 140-160 мм.

Пустотные плиты имеют ряд преимуществ: отвечают характеру работы железобетона и имеют гладкую безреберную поверхность сверху и снизу, их толщина 220 мм.

Шатровые панели в виде лотка с ребрами вниз или вверх выпускают толщиной 14-16 мм.

Балочные перекрытия состоят из балок таврового профиля и заполнения между ними в виде настила гипсовых или легких бетонный плит.

Деревянные перекрытия - состоят из деревянных балок обычно прямоугольного сечения и деревянных конструкций межбалочного заполнения, пола, потолка. Высота балки должна составлять 1/10-1/20 перекрываемого пролета, ширина 6-12 см, перекрываемый пролет не более 4,8 м. Звуко- и теплоизоляцию обеспечивают настилом.