Общие сведения об основных конструктивных элементах и схемах зданий
В строительной практике различают понятия «здание» и «сооружение».
Сооружением принято называть все, что искусственно возведено человеком для удовлетворения материальных и духовных потребностей общества.
Зданием называется наземное сооружение, имеющее внутреннее пространство, предназначенное и приспособленное для того или иного вида человеческой деятельности (например, жилые дома, заводские корпуса и т.д.).
Здания и сооружения состоят из отдельных конструктивных элементов, которые подразделяют на несущие и ограждающие. Несущие элементы (фундаменты, стены, каркасы, перекрытия и покрытия) воспринимают вертикальные и горизонтальйые нагрузки, возникающие от массы оборудования, людей, снега, собственной массы конструкций, действия ветра и т.д. Ограждающие элементы (наружные и внутренние стены, полы, перегородки, заполнения оконных и дверных проемов) защищают внутренние помещения от атмосферных воздействий. Они позволяют поддерживать внутри зданий требуемые температурно-влажностные и акустические условия. Кроме того, встречаются конструктивные элементы, которые одновременно совмещают несущие и ограждающие функции, например стены и покрытия.
Основные конструктивные элементы зданий различного назначения показаны на К ним относятся: фундаменты, наружные стены и перегородки, колонны, перекрытия, покрытия, лестницы, окна, двери и т.п.
Фундаменты — подземные конструкции, воспринимающие нагрузки от здания и передающие их на основание. Основанием служат слои грунта, располагающиеся под зданием и обладающие необходимой несущей способностью. Наружные стены — это вертикальные ограждающие конструкции. Внутренние стены разделяют здание на отдельные помещения. Перегородки — легкие стены, разделяющие помещения на отдельные части: комнаты, коридоры и т.п. Колонны — отдельно стоящие опоры, воспринимающие нагрузки от вышележащих элементов здания. Междуэтажные перекрытия — конструкции, разделяющие здание по высоте на этажи; непосредственно воспринимают полезные (функциональные) нагрузки. Покрытие — верхняя ограждающая конструкция, предохраняющая здание от атмосферных осадков.
Конструктивные схемы зданий. Несущие конструкции здания: фундаменты, стены, колонны, перекрытия, соединяясь в пространстве друг с другом, образуют несущий остов здания. По особенностям пространственного расположения несущих элементов остова различают следующие конструктивные типы зданий: бескаркасный (с несущими стенами), который представляет собой жесткую и устойчивую коробку из взаимосвязанных стен и перекрытий. Наружные и внутренние стены здания воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий и покрытия. Этот конструктивный тип зданий широко распространен при возведении жилых домов, школ и других общественных зданий; каркасный представляет собой пространственную систему, образованную колоннами, подкрановыми балками, стропильными и подстропильными фермами или же колоннами, ригелями и плитами междуэтажных перекрытий и покрытий, которая воспринимает все нагрузки, действующие на здание. Для зданий каркасного типа характерно четкое разделение конструкций по особенностям их работы (на несущие и ограждающие); неполный каркас (15.4) в зданиях такого типа наряду с внутренним каркасом наружные стены воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий и покрытий.
Каждый конструктивный тип здания имеет несколько конструктивных схем, отличающихся расположением и взаимосвязью несущих элементов.
Для типов бескаркасных зданий характерны схемы (см. 15.2, а—б) с продольным расположением несущих стен, на которые опираются плиты междуэтажных перекрытий; с поперечным расположением несущих стен, где наружные стены, за исключением торцовых, самонесущие, на них не передается нагрузка от перекрытий; совмещенная с опиранием плит перекрытий на продольные
и поперечные стены.
Каркасные типы зданий различают по следующим признакам: 1) по материалу —железобетонный каркас (монолитный, сборный, сборно-монолитный), металлический каркас; 2) по характеру устройства ригелей (см. 15.3) — с продольным, поперечным, перекрестным расположением ригелей и непосредственным опиранием перекрытий на колонны (безригельное решение); 3) по особенностям сопряжения элементов в узлах — монолитные и сварные.
Для зданий с неполным каркасом характерны конструктивные схемы с продольным или поперечным расположением ригелей. Такие же схемы расположения ригелей характерны для зданий с полным каркасом.