Конструктивные элементы зданий

Все, что построено человеком для нужд общества, называют сооружениями. Это жилые дома, промышленные корпуса, вокзалы, мосты и т.д. Из числа разнообразных сооружений выделяют здания, представляющие собой надземные сооружения, необходимые для различных видов деятельности человека. В зависимости от назначения разделяют здания на три основных вида: гражданские для жилья и культурно-бытового обслуживания населения; промышленные и сельскохозяйственные помещения и другие, обслуживаю-щие нужды производства.

По числу надземных этажей все здания разделяются на одноэтажные и многоэтажные с подвалами и без них. В зависимости от материалов стен различают каменные, железобетонные, деревянные и смешанные здания. Здания должны быть долговечными со сроком службы от 20 до 100 и более лет (степени долговечности: 1-я - более 100 лет; 2-я - более 50 лет; 3-я - более 30 лет), огнестойкими против возгораемости (5 степеней), прочными, устойчивыми к опрокидыванию от действия эксплуатационных и ветровых нагрузок. Здания и сооружения в зависимости от уровня предъявляемых эксплуатационных требований делятся на четыре класса.

Все здания состоят из ограниченного количества элементов. Эти основные конструктивные элементы зданий подразделяются на несущие и ограждающие. К несущим конструкциям относятся колонны, стены и т.п., а к ограждающим - стены, перекрытия, крыши и т.д. В зависимости от конструкции здания одни и те же элементы, например, стены выполняют разные функции.

К основным элементам, частям зданий относятся следующие:

Фундаменты – подземные конструкции, предназначенные воспринимать нагрузку от здания и передавать ее основанию (естественному грунту или искусственному основанию).

Стены – наружные вертикальные ограждения здания или внутренние, отделяющие одни помещения от других.

Перекрытия – горизонтальные конструкции, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи. Они воспринимают нагрузки, возникающие при эксплуатации здания (масса оборудования, людей, мебели и т.д.).

Отдельные опоры – колонны, столбы, воспринимающие нагрузку от перекрытий и других элементов.

Крыша – верхнее ограждение здания. Водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Пространство между крышей и верхним перекрытием называется чердаком. Значительная часть промышленных зданий, а также и жилых строится без чердака.

Перегородки – тонкие, легкие стены, устанавливаемые на перекрытия и служащие для разделения внутреннего пространства в пределах одного этажа на отдельные помещения.

Лестницы служат для сообщений между этажами. По противопожарным соображениям лестницы располагаются в специальных огражденных стенами помещениях, называемых лестничными клетками.

Двери предназначены для сообщения между соседними помещениями (внутренние) и наружным пространством (наружные). При необходимости подачи в промышленное здание средств транспорта и оборудования устраивают ворота.

Окна служат для освещения помещений естественным светом и для проветривания (вентиляции).

Полы в промышленных зданиях в процессе производства подвергаются механическим, физическим и химическим воздействиям. В одноэтажных зданиях полы устраиваются по грунту. Примеры характерных видов полов: цементно-бетонные, асфальтовые, керамические плитки, металлические (чугунные или стальные плиты), деревянные - торцовые из отдельных шашек или дощатые и др.

Каркасы промышленных зданий могут быть железобетонными, металлическими и комбинированными. Колонны сборного железобетонного каркаса изготовляют обычно в виде элементов прямоугольного сечения. Для установки мостовых кранов колонны имеют консоли, по которым укладываются подкрановые балки. Стальные колонны делают сплошного сечения и решетчатые.

 Колонны устанавливают на фундаменты стаканного типа. Глубину заложения фундаментов, основываемых на суглинках, глинах и супес-чаных грунтах высокой влажности, принимают ниже на 40…50 см глубины сезонного промерзания грунта. В случае использования скальных грунтов и гравелистых песков средней крупности и выше глубина фундамента не зависит от глубины промерзания грунта. Для Нижегородской области эта глубина принимается равной 155 см.

Фундаментальные балки, опирающиеся на бетонные столбики фундаментов, служат для передачи нагрузки от стен здания на фундаменты колонн каркаса.                                                                                                       

Подкрановые балки предназначены для укладки подкрановых путей, по которым передвигаются мостовые краны.

Несущими конструкциями перекрытий являются плоские (балки, рамы) и пространственные (фермы для перекрытия пролетов более 18 м).

В качестве стен широко применяются панели толщиной от 200 до 400 мм из легких бетонов (керамзитобетона, перлитобетона и др.). При температуре              -30°С толщина равна 200 мм. Основным типом покрытий являются бесчердачные с применением железобетонных плит настила размером 3х6 м или 3x12 м. В состав покрытия входят также утеплитель и кровля. Утеплителем являются плиты небольшой, плотности из перлитобетона, пенобетона, керамзитобетона и др. толщиной от 80 до 200 мм. Кровля зданий выполняется рулонной из рубероида, расстилаемого по верху настила на битумном мастике.

Для обеспечения верхнего естественного освещения и вентилирования здания используют располагаемые на крыше вдоль пролета здания типовые светоаэрационные фонари с вертикальным расположением остекленных поверхностей.

Перегородки применяют стационарные и сборно-разборные. В высоких зданиях перегородки делают не доверху, а лишь на высоту 2,5...3 м.

Полы выбираются в зависимости от характера воздействий на пол или от специальных требований. В случае движения электрокар, автомобилей и т.д. применяют бетонные полы толщиной 25…30 мм или асфальтобетонные толщиной 35…40 мм, содержащие в смеси гравий или щебень. Используются в горячих цехах и полы из чугунных плит размером 250x250 мм или 300x300 мм. Применяются и другие виды покрытия полов.

Возведение зданий производится на основе утвержденной проектно-сметной документации. Строительство осуществляется в основном по типовым проектам. При проектировании руководствуются Строительными нормами и правилами (СНиП). В процессе строительства широко применяются стандартные сборные детали. Для их использования разработана Единая модульная система, в соответствии с которой все основные размеры зданий и их элементов должны бьпъ кратными единому модулю, принятому в стране равным 100 мм.