Общественные здания

Здания, предназначенные для социального обслуживания насе­ления и для размещения административных учреждений, называют общественными.

По назначению их классифицируют на следующие: учебные (дет­ский сад, школа и др.); лечебно-профилактические (поликлиники, больницы, профилактории); культурно-просветительные (клубы, театры, музеи); торгово-коммунальные (магазины, столовые, пра­чечные); транспорта и связи (вокзалы, узлы связи, телевизионные центры); административные для размещения государственных и общественных организаций.

Общественные здания могут иметь следующие схемы планировки: анфиладную (рис. 2.2) — с последовательным размещением помещений, принимаемую в музеях, картинных галереях, уни­вермагах;

коридорную (рис. 2.3) — с расположением помещений по одну или обе стороны коридора; такая планировка целесообразна в административных, учебных, лечебно-профилактических и других зданиях;

Рис. 2.2. Анфиладная схема планировки: 1 — вестибюль; 2 — выставочные помещения; 3 — служебные помещения

Рис. 2.3. Коридорная схема планировки: а — с односторонним расположением помещений; б — с двусторонним; 1,3 — основные помещения (классы); 2 — лаборатория; 4, 6 — коридоры; 5 — кабинеты; 7 — рабочие комнаты

Рис. 2.4. Зальная схема планировки: 1 — вестибюль; 2 — фойе; 3 — зрительный зал; 4 — эстрада

• зальную (концентрическую) (рис. 2.4) — характерна для зданий, имеющих залы, вокруг которых размещены вспомогательные помещения; такое решение используют для планировки кино­театров, цирков и других подобных зданий;

• смешанную — представляющую собой сочетание рассмотренных выше планировочных схем (например, планировка клуба — кон­центрическая, помещения размещены вокруг зала, но располо­жение фойе, зала — анфиладное, комнат работы кружков — коридорное).

Основные показатели проектов общественных зданий

Рабочая площадь — сумма всех площадей имеющихся помещений.

Общая площадь — сумма площадей рабочих помещений и пло­щадей коридоров, тамбуров, переходов, помещений технического назначения.

Площадь застройки — площадь, занятая зданием на местности.

Строительный объем надземной части — произведение площади застройки на высоту от уровня чистого пола до верха чердачного перекрытия.

Основы планировки населенных мест

Территория города по своему функциональному назначению делится на зоны: селитебную (жилую); производственную; ланд-шафтно-рекреационную (городские леса, лесозащитные зоны).

При проектировании городов необходимо учитывать направле­ние господствующих ветров, что важно при определении взаимного расположения промышленных и селитебных зон. Для этого строят «розу ветров».

В зависимости от размера города и места его расположения от­дельные зоны могут быть в одном или нескольких разобщенных местах.

Селитебная зона делится на городской центр, жилые районы, микрорайоны, входящие в состав жилых районов.

Фундамент — подземная часть здания, воспринимающая нагруз­ки от вышележащих конструкций и передающая их на грунт.

Стены — вертикальные ограждения, защищающие помещения от воздействия окружающей среды и отделяющие одно помещение от другого. По своему назначению и месту расположения в здании делятся на наружные и внутренние. Стены нередко выполняют не­сущие функции. По характеру воспринимаемых нагрузок стены могут быть: • несущие — воспринимающие нагрузки от собственного веса и

опирающихся на них конструкций, передающие нагрузку на

фундамент;

самонесущие — воспринимающие нагрузку только от собствен­ного веса в пределах высоты здания и передающие нагрузку на

фундамент;

навесные — воспринимающие нагрузку от собственного веса

(в пределах этажа) и передающие ее на междуэтажное перекрытие.

Отдельные опоры — несущие вертикальные элементы (колонны, кирпичные столбы), передающие нагрузки на фундамент от выше­расположенных элементов.

Перекрытия — горизонтальные несущие конструкции, разделя­ющие здание на этажи и передающие нагрузку на стены и отдельные опоры. В зависимости от месторасположения в здании перекрытия делятся на междуэтажные, надподвальные, чердачные.

Ригели — горизонтальные конструктивные элементы, воспри­нимающие нагрузку от перекрытия и передающие ее на колонну.

Перегородки — внутренние ненесущие стенки, разделяющие смежные помещения.

Лестницы — конструкции, служащие для сообщения между эта­жами, а также для эвакуации людей из здания; бывают внутренние и наружные. Внутренние лестницы располагают в помещениях, на­зываемых лестничными клетками. Конструкция лестниц включает марши, площадки и ограждение.

Крыша — завершающая часть здания, защищающая помещения и конструкции здания от воздействия внешней среды. Она состоит из водонепроницаемой оболочки — кровли и поддерживающих ее несущих элементов.

По конструктивному решению могут быть: чердачными, име­ющими пространство между перекрытиями верхнего этажа и кры­шей; бесчердачными (совмещенными).

• Окна — светопрозрачные ограждения, предназначенные для освещения и проветривания помещения; они состоят из устанавли­ваемых в проемах коробок и оконных переплетов.

Двери — подвижные ограждения для сообщения между поме­щениями; состоят из дверных коробок и дверных полотен.

К конструктивным элементам здания относятся также ряд до­полнительных: эркеры, лоджии, балконы, веранды, приямки и т.д.

Для обеспечения необходимых эксплуатационных и санитарно-гигиенических условий гражданские здания оборудуются санитар-но-техническими и инженерными устройствами. К ним относятся: отопление, водоснабжение, водоотведение, вентиляция, мусоропро­вод, газификация, телефонизация и т.д.

Лекция 2

Несущий остов и конструктивные системы зданий

Основные конструктивные элементы здания — гори­зонтальные (перекрытия, покрытия), вертикальные (стены, колонны) и фундаменты, взятые вместе, составляют единую пространственную систему — несущий остов здания.

Основное назначение несущего остова — конструктивной осно­вы здания — состоит в восприятии нагрузок, действующих на здание, работе на усилия от этих нагрузок с обеспечением конструк­циям необходимых эксплуатационных качеств в течение всего срока их службы.

Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость. Горизонтальные конструкции — перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, передавая их поэтажно на вертикальные несущие конструкции. Последние, в свою очередь, передают эти нагрузки и воздействия через фундаменты основанию. Выбор конструктивных систем — один из основных вопросов, решаемых при проектировании зданий.

Различают три основные конструктивные системы зданий: бес­каркасная, каркасная и комбинированная (с неполным каркасом) (рис. 3.2).

Бескаркасная система (с несущими стенами) представляет собой жесткую, устойчивую коробку из взаимосвязанных наружных и внутренних стен и перекрытий. Наружные и внутренние стены вос­принимают нагрузки от междуэтажных перекрытий.

Этот тип зданий, в свою очередь, подразделяется на здания с продольными несущими стенами (плиты перекрытий лежат поперек здания), с поперечными несущими стенами (плиты перекрытий

Рис. 3.2. Конструктивные системы гражданских зданий: а — бескаркасная; б — каркасная; в — комбинированная;

1 — несущие стены; 2 - междуэтажные перекрытия;

3 — колонны; 4 — ригели; 5 — самонесущие стены

лежат вдоль здания) и перекрестные с продольными и поперечными несущими стенами (плиты перекрытий с размерами в плане, равными размерам ячейки между четырьмя стенами, опираются по контуру (рис. 3.3)).

Рис. 3.3. Бескаркасная система зданий:

а — с продольным расположением несущих стен; б— с поперечным

расположением несущих стен; в — перекрестная; 1 — наружные и внутренние

несущие стены; 2 — плиты междуэтажных перекрытий; 3 — наружные

самонесущие стены; 4 — торцовая несущая стена; 5 — продольные и поперечные

несущие стены; 6 — плиты перекрытия, опертые по контуру

Бескаркасная система является основной в массовом жилищном строительстве домов различной этажности. Размеры жилых ячеек, необходимость членений стенами и перегородками с обеспечением звукоизоляции квартир и другие особенности обусловливают тех­ническую целесообразность и экономическую оправданность применения бескаркасных зданий при строительстве жилищ, а так­же тех гражданских зданий, в которых преобладает многоячейковая планировочная структура (санатории, больницы, общежития и т.п.). В зданиях с продольным расположением несущих стен применение большепролетных перекрытий (с пролетом 9 и 12 м) приводит к опи-ранию перекрытий только на наружные стены и переходу от тради­ционных трех- и четырехстенных систем к двухстенной системе. Это позволяет обеспечить высокую свободу планировочных решений жилых домов и встроенных предприятий системы обслуживания, а также простоту модернизации и перепрофилирования зданий.

Каркасная система. Несущими элементами в таких зданиях явля­ются колонны, ригели и перекрытия, а роль ограждающих элементов выполняют наружные стены. Различают четыре типа конструктив­ных каркасных систем: с поперечным расположением ригелей; с продольным расположением ригелей; с перекрестным расположе­нием ригелей; с безригельным каркасом, при котором ригели отсут­ствуют, а плиты перекрытий опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Каркасная система зданий:

а — с поперечным расположением ригелей; б — с продольным расположением

ригелей; в — безригельное решение; 1 — самонесущие стены; 2 — колонны;

3 — ригели; 4 — плиты междуэтажных перекрытий; 5 — надколонная плита

перекрытия; 6 — межколонные плиты; 7 — панель-вставка

Каркасная система является основной в строительстве массо­вых общественных зданий, ее используют для возведения высотных зданий, а также в тех случаях, когда необходимы помещения значи­тельных размеров, свободные от внутренних опор.

При выборе конструктивной системы каркасных зданий учиты­вают объемно-планировочные требования: она не должна связывать планировочные решения. Ригели каркаса не должны пересекать плоскость потолков помещений, а должны проходить по их грани­цам и т.д. Поэтому каркас с поперечным расположением ригелей применяют преимущественно в зданиях с регулярной планировочной структурой (гостиницы, общежития, пансионаты и т.п.), совмещая шаг поперечных перегородок и шаг несущих конструкций. Каркас с продольным расположением ригелей применяют, проектируя общественные здания сложной планировочной структуры (школы, лечебно-профилактические учреждения и др.).

Комбинированная система (с неполным каркасом). В таких здани­ях наряду с внутренним рядом колонн нагрузку от междуэтажных перекрытий воспринимают наружные стены. Различают два типа конструктивных систем: с продольным и поперечным расположе­нием прогонов.

Неполный каркас применяют в случае использования наружных стен в качестве несущих.

Обеспечение устойчивости

и пространственной жесткости зданий

Устойчивость — способность здания противодействовать усили­ям, стремящимся вывести его из исходного состояния статического или динамического равновесия.

Пространственная жесткость — способность отдельных элемен­тов и всего здания не деформироваться при действии приложенных сил, сохранять геометрическую неизменяемость формы.

В бескаркасных зданиях пространственная жесткость обеспечи­вается устройством внутренних поперечных стен и стен лестничных клеток, связанных с продольными (наружными) стенами, а также междуэтажных перекрытий, связывающих стены между собой и рас­членяющих их на отдельные ярусы по высоте.

В каркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивает­ся за счет: многоярусной рамы, образованной пространственным со­четанием колонн, ригелей и перекрытий и представляющей собой геометрически неизменяемую систему; стенок жесткости, устанав­ливаемых между колоннами (на каждом этаже); стен лестничных клеток и лифтовых шахт, связанных с конструкциями каркаса; плит-распорок, уложенных в междуэтажных перекрытиях (между колон­нами); надежного сопряжения элементов каркаса в стыках и узлах.

Лекция 3

Основания и фундаменты

Грунт — горная порода или почва, представляющая собой многокомпонентную систему, изменяющуюся во времени и используемую как основание, среда или материал для возведения зданий и сооружений.

Все нагрузки, действующие на здание, в том числе и собствен­ный вес здания, через фундаменты передаются на грунт. Грунт, непосредственно воспринимающий эти нагрузки, называется осно­ванием. Надежность и прочность основания являются важнейшими условиями для нормальной эксплуатации здания.

Грунт, способный в своем природном состоянии выдержать на­грузку от возведенного здания, называется естественным основа­нием.

Искусственное основание — искусственно уплотненный или уп­рочненный грунт, который в природном состоянии не обладает до­статочной несущей способностью.

Вследствие давления, передаваемого зданием на основание, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих усилий грунты равномерно уплот­няются. Такие равномерные деформации, называемые осадкой грунта, вызывают осадку фундаментов.

Неравномерные деформации грунта, происходящие в результа­те уплотнения и, как правило, существенного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, собственной массы грунта и других факторов (замачивания просадочного грунта, подтаивания линз льда в грунте и т.д.), называют просадками. Они могут вызвать повороты фундаментов вплоть до разрушения. Про­садки оснований недопустимы.

Для того чтобы осадки не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции, а также не повлияли на условия эксплуатации зданий, установлены предельные величины деформаций основания и напряжений в грунте, возникающих под подошвой фундаментов. Допустимые величины осадок в зависи­мости от вида здания составляют от 80 до 150 мм.

Грунт, работающий как основание здания, должен удовлетво­рять следующим требованиям: обладать достаточной несущей спо­собностью, а также малой и равномерной сжимаемостью (слабые, непрочные грунты или сильно сжимаемые вызывают большие и не­равномерные осадки здания, приводящие к его повреждению и раз­рушению); не подвергаться пучению, т.е. увеличению объема при замерзании влаги, находящейся в его порах (выбирают глубину за­ложения фундамента, которая зависит от глубины промерзания грунта в районе строительства); не размываться и не растворяться грунтовыми водами (образуется пористость основания, которая сни­жает его несущую способность); не допускать просадок (возникает при недостаточной мощности слоя грунта основания, если под ним расположен слабый грунт); не допускать оползней (возникают при наклонном расположении пластов грунта); не должны обладать ползучестью — длительными незатухающими деформациями под нагрузкой.