Основные положения проектирования жилых и общественных зданий

Лекция 1

Расчетные модели панельных зданий

Несущая система м/этажного здания м.б. представлена различными расчетными моделями: дискретными, континуальными и дискретно-континуальными.

Дискретные модели сохраняют дискретное расположение связей и вертикальных элементов, заданное в действительной НС. Дискретизация сплошных элементов может углубляться путем их членения на более мелкие участки (применяется МКЭ) или путем замены континуума стержневой решеткой.

Континуальные модели рассматривают здание как сплошную многоступенчатую призматическую оболочку с вертикальной осью (рис. 8,а) или как горизонтальную призматическую оболочку, опирающуюся на жесткие торцевые диафрагмы (рис. 8, б).

Рис. 8. Континуальные модели несущей системы здания:

а – консольная призматическая оболочка с вертикальной осью; б – призматическая оболочка с горизонтальной осью; 1 – торцевые диафрагмы; 2 – поперечные несущие стены

В первом случае при обеспечении жесткой монолитной связи продольных и поперечных стен и наличии жестких диафрагм – перекрытий модель позволяет считать многосвязный контур оболочки недеформируемым. Такой вариант модели уместен при расчете ядер-стволов.

Вторая схема в отличие от первой предполагает перекрытия податливыми в их плоскости, а торцевые диафрагмы жесткими.

В высоких панельных зданиях наружные стены выполняют, как правило, навесными. В этом случае требуется учет податливости связей и ослабление стен проемами, что достаточно сложно. Поэтому континуальные модели в расчетах таких зданий находят ограниченное применение.

Дискретно-континуальные модели сохраняют заданное дискретное расположение вертикальных элементов НС, но заменяют сосредоточенные связи континуальными, т.е. непрерывно распределенными по высоте здания. Такая модель позволяет заменить, например, в односвязной конструкции (рис. 9) большое число неизвестных сил или перемещений одной функцией распределения искомого неизвестного по высоте здания. Математически это выражается заменой системы алгебраических уравнений высшего порядка одним дифференциальным уравнением.

Переход к непрерывному распределению связей предполагает, что число этажей достаточно велико для того, чтобы сосредоточенные воздействия от перекрытий, перемычек или других связей сдвига можно было бы считать непрерывно распределенными по высоте несущей конструкции. Опыт проектирования показывает, что уже для 10-этажного здания такое предположение оправдывается.

Дискретно-континуальные модели (ДКМ) более универсальны и удобны для расчета сложных НС м/этажных зданий, чем другие.

Для сложной пространственной НС м/этажного здания Д.К.М представляет собой (рис. 10) пучок консольных тонкостенных стержней (поз. 1) прямоугольного профиля, соединенных в горизонтальных плоскостях перекрытиями (поз. 2), а по вертикальным швам – связями сдвига (поз. 3).

Заделка стержней (вертикальных элементов НС) в основании м.б. жесткой или упруго-податливой. На рис. 10 для удобства изображения перекрытия показаны как отдельные диски, расположенные поэтажно. Однако в расчете они, как и связи сдвига, предполагаются непрерывно распределенными по высоте здания.

Расчет крупнопанельных бескаркасных зданий на основе рассмотренных моделей производится с использованием вычислительных комплексов типа ЛИРА-Windows и др.

ПОНЯТИЕ О ПРОЕКТИРОВАНИИ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ

Строительство зданий осуществляется по типовым, индивидуальным и экспериментальным проектам.

Проектом называют комплект технических документов, харак­теризующих намеченное к строительству здание, сооружение или комплекс.

Типовой проект предназначен для многократного применения. При его разработке должны быть учтены все экономические, экс­плуатационные требования, природно-климатические условия района строительства, требования высокого уровня объемно-плани­ровочного и конструктивного решения. При применении типового проекта разрабатывают проект привязки. При привязке типового проекта перерабатывают конструкции фундаментов с учетом гидро­геологических и топографических условий площадки; проектируют подключения к сетям водоснабжения, теплофикации, канализации и др.; рассчитывают толщину ограждающих конструкций, число ото­пительных приборов в зависимости от расчетной зимней температу­ры; заменяют отдельные конструктивные элементы на индустриаль­ные конструкции и детали, выпускаемые местными предприятиями строй индустрии; определяют сметную стоимость объекта.

Чертежи типового проекта в процессе привязки корректируют. При значительных изменениях выполняют расчеты и разрабатыва­ют новые чертежи.

Индивидуальный проект разрабатывают для строительства слож­ных и уникальных зданий и их комплексов.

Проекты экспериментального строительства предназначены для возведения зданий новых типов и их проверки в эксплуатационных условиях с целью последующего внедрения в массовое строительство.

Исходным документом для начала проектирования является задание на проектирование, которое составляет заказчик вместе с проектной организацией. Задание на проектирование содержит необходимые данные о назначении задания, его габаритах, описание района строительства, геодезический план участка, сроки начала и окончания строительства, применяемые конструкции и материалы. На основе задания и СНиП составляют программу проектирования, содержащую перечень помещений здания, их площади, особые требования к ним и к зданию в отношении объемно-планировочно­го, архитектурно-художественного и конструктивного решений.

Проектирование может осуществляться в две или одну стадию.

Двухстадийное проектирование выполняется для составления ти­повых проектов и индивидуальных сложных зданий и сооружений.

На первой стадии разрабатывают собственно проект со сводным сметным расчетом. Он служит для рассмотрения и оценки архитек­турно-планировочного и конструктивного решения здания, его об­щей сметной стоимости, основных технико-экономических пока­зателей, а также принятия решения об его утверждении.

В процессе проектирования может быть разработано несколько вариантов решений зданий.

В состав проекта входят: пояснительная записка; схема генераль­ного плана с нанесением проектируемых и существующих зданий; ситуационный план; основные чертежи здания: планы подвала, типового и неповторяющихся этажей, фасады, характерные разрезы, сведения о технологии и организации строительства, сметы.

На второй стадии на основе утвержденного проекта разраба­тывают рабочую документацию со сметами, по которым и будут осу­ществляться строительно-монтажные работы. В состав рабочей документации входят комплекты рабочих чертежей, подробные сметные расчеты, монтажные схемы конструкций и элементов, чертежи узлов и деталей, санитарно-технических устройств, благо­устройства и инженерной подготовки территории и др. Рабочие чертежи разрабатывают без излишней детализации с ссылками на альбомы типовых строительных деталей.

Одностадийное проектирование осуществляется для зданий с несложным техническим решением и при привязке типовых проек­тов к условиям места строительства. На основе задания на проекти­рование составляют рабочий проект со сводным сметным расчетом. Рабочий проект предназначен для рассмотрения и утверждения проектного задания, для производства строительно-монтажных работ. Рабочий проект совмещен с рабочей документацией, в его состав входят все необходимые проектные материалы.

К жилым зданиям относятся квартирные дома (для длительного проживания), общежития (для временного проживания), гостини­цы (для кратковременного проживания).

Важным требованием при проектировании жилых домов явля­ется их ориентация, предусматривающая необходимую инсоляцию помещений (облучение прямыми солнечными лучами) и проветри­вание. Так, из условия надлежащей инсоляции ориентация окон жилых комнат квартир, расположенных по одну сторону от продольной оси здания, и жилых комнат общежитий не допускается: на северную сторону горизонта — в пределах от 315 до 30° во всех строи­тельно-климатических зонах России, так как в этих случаях жилые комнаты лишаются инсоляции; на юго-западную и северо-запад­ную стороны горизонта — в пределах от 200 до 290° в III и IV строи­тельно-климатических зонах во избежание перегрева жилых поме­щений. Проветривание жилых помещений обеспечивается через окна и форточки. В кухнях и санитарных узлах обязательно устрой­ство вытяжной вентиляции с естественной тягой непосредственно из помещений.

Многоквартирные секционные жилые дома — основной тип в застройке городов и крупных поселков. Группу квартир, объединен­ных одной лестничной клеткой, называют жилой секцией. Плани­ровка большинства многоквартирных домов представляет собой набор из торцовых и рядовых секций.

Строительство жилых домов ведется на основе типовых блоков-секций, автономных отсеков из одной или нескольких жилых сек­ций. По местоположению в здании блоки-секции называют: рядо­выми, торцовыми, угловыми, поворотными и др.; из таких секций компонуются дома различной протяженности и конфигурации.

Многоэтажные дома городского типа по планировочному реше­нию разделяют:

• на многосекционные: в таких домах на каждом этаже вокруг лест­ничной клетки расположено 2—8 квартир, которые, поэтажно повторяясь, образуют секции (рис. 2.1);

• коридорные — с выходом из квартир в общий коридор, ведущий к лестничной клетке. Их проектируют: меридиональными, име­ющими большую длину коридоров, 8-10 квартир; широтны­ми — не более 4 квартир. В коридорных домах уменьшается ко­личество лестничных клеток, что делает их более экономичными по сравнению с секционными. Однако односторонняя ориента­ция жилых помещений и отсутствие сквозного проветривания ограничивают область применения этих домов;

• галерейные — с выходом из квартир на открытые или остеклен­ные галереи. Сообщение между этажами осуществляется через лестничные клетки в торцах или в середине здания.

Важная роль отводится домам усадебного типа. Это дома с инди­видуальным земельным участком и постройками для личного под­собного хозяйства. По объемно-планировочному решению дома усадебного типа могут быть:

• одноэтажные с одной или двумя квартирами, имеющими от
одной до пяти комнат. Двухквартирные (блокированные) дома
размещают на объединенном земельном участке;

Рис. 2.1. Секции жилых домов:

а — двухквартирная 5-этажного дома; б — трехквартирная;

в — четырехквартирная 16-этажного дома

одноэтажные с мансардой, т.е. с частью жилых помещений в объёме чердака. Во многих проектах усадебных домов пре­дусматривают гараже необходимыми вспомогательными поме­щениями;

двухэтажные с квартирами в двух уровнях. Связь между этажа­ми осуществляется по внутриквартирной лестнице.

Состав квартир

Квартиры в домах посемейного поселения имеют помещения: жилые (общие комнаты, спальни); подсобные (кухня, ванная, убор­ная и др.); летние (террасы, лоджии).

Из всей площади квартиры выделяют: жилую, состоящую из площадей комнат и спален; подсобную, включающую площади кух­ни, санитарного узла, передней и кладовой; полезную, т.е. сумму жилой и подсобных площадей. Пределы размеров помещений уста­новлены нормами проектирования жилых зданий СНиП.

Общежития

Жилые здания с комнатами, имеющими подсобные площади, и помещениями для культурно-бытового и медицинского обслужи­вания называют общежитиями.

Существуют следующие типы общежитий: для молодых рабо­чих и служащих; для студентов высших учебных заведений; для уча­щихся техникумов и профтехучилищ; для семейной молодежи.

В состав общежития входят жилые помещения, помещения куль­турного, бытового, медицинского обслуживания.

Планировочные решения жилых ячеек в зависимости от типа общежития следующие: жилая ячейка из 2—3 жилых комнат по 12 и 18 м² с общей передней, санитарным узлом, иногда с кухней; жилая ячейка для семейной молодежи — небольшая квартира (обязательно с кухней). На группу жилых ячеек предусматривают одну общую кухню.

Общественная часть общежитий включает помещения: вести­бюль, зал, спортивные помещения, буфет, помещения админист­рации, хозяйственно-бытовые помещения (для стирки, сушки, глажки), медицинский изолятор. Помещения культурно-бытово­го и медицинского обслуживания размещают на первом этаже или в отдельном блоке, соединенном с жилыми корпусами переходом.