Конструктивные элементы здания

Конструктивные элементы здания могут быть несущими и ограждающими. Несущие конструктивные элементы сосредотачивают на себе все нагрузки, возникающие в здании или действуют на него снаружи (нагрузка от массы самих конструкций, оборудования, людей, снега, ветра).

Ограждающие – отделяют помещения от внешнего пространства и одно помещение от другого, защищают здание от внешних атмосферных воздействий, обеспечивают в помещениях необходимый температурно-влажностный режим, а также звукоизоляцию.

В ряде случаев конструктивные элементы выполняют и несущую, и ограждающую функцию одновременно.

К основным конструктивным элементам зданий относятся: фундаменты, колонны, стены, балки, фермы, плиты покрытий и перекрытий, перегородки, крыша, лестницы, окна, двери, балконы.

Основные несущие элементы зданий (фундамент, отдельные опоры, стены, балки или фермы, плиты перекрытий или покрытий), связаны между собой, составляют несущую основу - каркас здания.

Каркас здания сосредоточивает на себе нагрузки, действующие на здание, и передает их на основание (грунт). Каркас также обеспечивает пространственную неизменность (жесткость) и устойчивость здания. По конструктивной схеме несущего каркаса здания подразделяются на бескаркасные, каркасные и с неполным каркасом.

Рис. 1 – Конструктивная схема многоэтажного дома

1 – фундамент; 2 - пол подвала; 3 - перекрытие над подвалом; 4 - гидроизоляция; 5 - наружные стены; 6 - междуэтажные перекрытия; 7 - внутренние стены; 8 - перегородки; 9 - чердачное перекрытие; 10 - чердак; 11 - крыша; 12 - лестница; 13 - парапет; 14 - окна; 15 - отмостка.

Фундамент представляет собой опорную часть, через которую передается нагрузка от здания на грунт - основание.

Основание называют естественным, когда грунт под подошвой фундамента находится в состоянии его естественного залегания; если грунт предварительно искусственно укрепляют, то его называют искусственным.

Фундаменты подвержены воздействию грунтовых вод, нередко агрессивных, и переменной температуры, поэтому для возведения фундаментов применяют материалы, обладающие высокой прочностью, водо- и морозостойкостью: железобетон, бетон, бутовый камень.

В массовом строительстве фундаменты под стены зданий сооружают, как правило, сборными: из железобетонных плит и блоков.

Обычно фундаменты, имеющие плоскую подошву, подразделяют на ленточные, которые закладывают под стены, или столбчатые - в виде прямоугольных, трапециевидных и других типов отдельных опор под отдельно стоящие колонны или столбы.

Фундаменты бывают и свайные, когда здание опирается на погруженные в грунт деревянные бетонные или железобетонные сваи.

Рис. 2 – Конструктивные схемы фундаментов

а – ленточный; б - столбчатый; в - сплошной; г - свайный; 1 – железобетонная фундаментная балка; 2 - железобетонная фундаментная плита.

Стены – вертикальные конструкции здания. Они имеют как несущие, так и ограждающие функции. Стены по назначению и расположению в здании подразделяют на наружные и внутренние. Наружные стены (5) ограждают помещения от внешней среды и защищают их от атмосферных воздействий, внутренние (7) – отделяют одни помещения от других. Как наружные, так и внутренние стены воспринимают ветровые нагрузки на здание, обеспечивают звуко- и теплоизоляцию помещений, защиту их от внешних климатических воздействий.

Стены бывают несущими, самонесущими и ненесущими. Несущие стены и воспринимают, и передают на фундаменты нагрузки не только от собственного веса, но и от других конструкций (перекрытия, крыши, лестницы), а также ветровые нагрузки.

Самонесущие стены передают на фундаменты нагрузки только от собственного веса. На такие стены не опираются перекрытия или другие конструкции здания.

Стены, которые только ограждают помещения зданий от внешнего пространства и передают собственный вес в пределах каждого этажа на другие несущие конструкции, называются ненесущими. Стены, навешиваемые на вертикальные конструкции каркаса здания принято называть навесными.

Верхняя часть наружной стены, выступающая за плоскость перекрытия, называется карнизом. Вынос карниза, т. е. расстояние от стены до края карниза назначают по проекту. При этом учитывают необходимость защиты стен от воды, стекающей с крыши, и архитектурные особенности здания. Здания со стенами без карниза имеют парапет (13), который является ограждающей частью крыши. Нижнюю часть наружной стены называют цоколем. Цоколь может немного выступать из плоскости стен, но может и западать.

Междуэтажные перекрытия (6) совмещают ограждающие и несущие функции и разделяют здание по высоте на этажи. Перекрытия (9) над верхним этажом – чердачные. Перекрытия в каменных зданиях выполняют из сборных железобетонных панелей, в малоэтажных домах - иногда из деревянных балок, к которым прикрепляют детали потолка из фанеры, древесностружечных плит или гипсокартонных листов.

Перегородки (8) - ограждающие элементы, которыми разделяют внутреннее пространство здания в пределах одного этажа на отдельные помещения, возводят из гипсовых, фибролитовых плит, керамических и других пустотелых камней, кирпича и других материалов. Перегородки опираются на перекрытия и на них передают собственный вес.

Крыша (11) совмещает ограждающие и несущие функции и служит для защиты здания от атмосферных осадков и удаления их за его пределы; состоит из железобетонных панелей, опирающихся на наружные и внутренние стены и уложенных с уклоном для организации водоотвода. Между панелями крыши и чердачными перекрытиями образуется пространство, которое называют чердаком (10). В малоэтажных зданиях крышу делают из деревянных стропил, по которым из досок устраивают обрешетку, к которой прикрепляют кровельное покрытие из асбестоцементных и других листов или кровельного железа.

Рис. 4 – Основные типы крыш

1 - односкатные; 2 - двухскатные; 3 - вальмовые; 4 - шатровые; 5 - многощипцовые; 6 - мансардные.

Лестницы (12) служат для сообщения между этажами; располагаются в помещениях с несущими стенами (лестничных клетках). Часть лестницы между площадками называется маршем. В лестничных клетках, как правило, размещают также лифты.

Основной тип лестницы в массовом строительстве – это конструкции заводского изготовления: железобетонные марши и площадки. Иногда лестницы делают из отдельных железобетонных или металлических направляющих (косоуров) и лестниц.

Рис. 4 – Типы лестниц

а – одномаршевая прямая лестница; б - двухмаршевая прямая лестница с промежуточной площадкой; в - двухмаршевая Г-образная лестница с угловой промежуточной площадкой; г - двухмаршевая П-образная лестница с промежуточной площадкой; д – трехмаршевая лестница с двумя угловыми промежуточными площадками; е - одномаршевая криволинейная лестница, расположенная у стены; ж - одномаршевая криволинейная лестница, размещенная в прямоугольном объеме; з - винтовые лестницы; и - одномаршевая лестница с забежными ступенями и поворотом на 90°; к - одномаршевая лестница с верхними и нижними забежными ступенями и поворотом на 90°; л - одномаршевая лестница со средними забежными ступенями с поворотом на 180°.

Отмостка – водонепроницаемое покрытие вокруг здания, бетонная или асфальтовая полоса, проходящая по периметру здания, с уклоном в направлении от здания. Отмостка предназначена для защиты фундамента от дождевых вод и паводков. Ширина отмостки зависит от типа грунта и выноса карнизных свесов крыши, но не менее 100 см.