Передачу усилий сжатия в горизонтальных стыках осуществляют разными способами, применяя четыре типа горизонтальных стыков: контактный, платформенный, комбинированный и монолитный. В контактном стыке усилие передается через слои цементнопесчаного раствора непосредственно с панели на панель, в платформенном— через торец панели перекрытия, опирающейся на стену, в комбинированном — и через панель стены и через торец перекрытия, в монолитном — через бетон замоноличивания стыка.
Дополнительное разнообразие в конструкцию стыка вносит специальная водоотводящая профилировка с противодождевым гребнем, через который может предусматриваться или исключаться передача вертикальной нагрузки: в первом случае — через слой раствора, а во втором — благодаря установке на вершине гребня упругой прокладки. Контактный горизонтальный стык с опиранием перекрытий на панели стены «пальцами» (специальными опорными выступами панелей перекрытия) обладает максимальной несущей способностью. Его применяют для наиболее нагруженных стен различной конструкции.
Профилированный платформенный стык предусматривают главным образом для трехслойных стен с гибкими связями.
Профилированный комбинированный стык с гребнем устраивают в стенах из однослойных легкобетонных панелей толщиной 350 мм и менее, а также в стенах из двухслойных и трехслойных панелей с жесткими связями между слоями. При этом вертикальную нагрузку передают через гребень и через перекрытие. Плоский комбинированный стык с передачей вертикальной нагрузки с панели на панель (во внешней зоне стыка) и через перекрытие (во внутренней зоне) применяют для легкобетонных однослойных панелей толщиной более 350 мм, для панелей любой толщины из ячеистых бетонов и для двухслойных панелей.
Монолитный стык используют в нашей стране преимущественно в сейсмостойком строительстве и очень широко — в зарубежном строительстве как в обычных условиях, так и в сейсмических.
Для обеспечения необходимой несущей способности стен раствор или бетон стыка должен быть прочным, причем при монтаже зданий выше 5 этажей в зимнее время нарастание прочности этих материалов при отрицательных температурах обеспечивают специальными химическими противоморозными добавками. Максимальная марка раствора для зимних работ Ml00, класс бетона по прочности на сжатие — В15.
Рис. Горизонтальные ненесущих наружных
стыки панелей несущих стенах; 1 — панель
наружных стен и схемы наружной стены; 2—
передачи в них панель перекрытия; 3—
вертикальной нагрузки опорный «палец» панели
а — контактный; б — перекрытия; 4—
платформенный; в — цементный раствор; 5—
комбинированный бетон замоноличивания;
профилированный; г — б— упругая прокладка;
то же, плоский; д — 7— панель внутренней
монолитный; е — стены платформенный при
В горизонтальных стыках панелей ненесущих наружных стен предусматривают поэтажную передачу нагрузки от них на кромки панелей перекрытия или на опорные площадки в торцах панелей внутренних стен. Передачу вертикальной нагрузки от перекрытия на нижележащую панель стены исключают заполнением зазора под перекрытием упругими прокладками.
Усилия сдвига по горизонтальным стыкам несущих стен воспринимают обжатые вертикальной нагрузкой плоские швы из цементного раствора. Силы трения и сцепления раствора с бетоном панелей в таких стыках обычно превосходят усилия сдвига от воздействия ветра, внецентренного приложения вертикальных нагрузок и изменения температуры наружного воздуха. При более интенсивных горизонтальных силовых воздействиях, например сейсмических, сопротивление горизонтальных стыков сдвигающим усилиям увеличивают путем устройства специальных стальных или железобетонных шпоночных связей.
3.9. Конструкции полов промышленных зданий. Теплоусвоение полов. Полы представляют собой один из наиболее трудоемких и дорогих конструктивных элементов промышленного здания. В промышленных зданиях в отличии от гражданских полы подвергаются более широкому кругу силовых и не силовых воздействий со значительным диапазоном по интенсивности. Кроме общих требований к полам промышленных зданий предъявляются специальные требования: повышенной механической прочности, несгораемости, жаростойкости, стойкости к физико-химическим и биохимическим воздействиям. Удовлетворять всем разнородным требованиям один конструктивный материал не может. Поэтому полы промышленных зданий представляют собой многослойную конструкцию. Для промышленных зданий характерно применение нескольких конструкций пола в одном помещении на участках с различными технологическими воздействиями и требованиями.
Полы устраивают по грунту или перекрытиям. Поскольку преобладающими являются одноэтажные промышленные здания, наибольшее распространение получили полы по грунту. Конструкция такого пола включает подстилающий слой, устроенный по подготовленному основанию, гидроизоляционный слой, прослойку под покрытие, покрытие пола. В полах по перекрытиям несущие конструкции служат основанием и подстилающим слоем. На них в соответствии с назначением перекрытия может быть размещен тепло - или звукоизоляционный слой, а затем все остальные конструктивные слои.
Различают три основных вида покрытий полов: сплошные (бесшовные), из штучных материалов и из рулонных материалов. Первый вид пола наиболее часто применяют в цехах сборного железобетона и домостроения. Среди бесшовных широко распространены из различных бетонов с добавками, повышающие их сопротивление различным воздействиям. Для повышения сопротивления истиранию – сталебетон; тепловым ударам – жароупорный бетон с армированным сеткой верхним слоем; кислотам – кислотоупорный бетон на вяжущем из жидкого стекла и др.
Покрытия из штучных материалом выполняют из естественного камня (булыжник, брусчатка), кирпича, бетонных плит, керамических плиток, плиток из полимерных материалов, дерева (дощатые полы), металла и др.
Полы из рулонных и листовых материалов выполняют из твердых древесноволокнистых и древесностружечных плит, листов винипласта и различных видов линолеума. Их устраивают в помещениях с небольшими силовыми воздействиями и повышенными гигиеническими требованиями. Полы из винипласта применяют при агрессивных воздействиях кислот и щелочей.
3.10. Основы строительной акустики. Обеспечение слышимости в помещениях гражданских зданий. Цель архитектурной акустики — обеспечение строительными средствами хорошей слышимости естественной речи и музыки, а также звуков, воспроизводимых электроакустической аппаратурой. При проектировании залов к таким средствам относятся их размеры и форма, членение поверхностей стен и потолков различными объемными элементами, обработка их материалами, отражающими или поглощающими звук. В залах могут размещаться специальные звукопоглощающие конструкции, устанавливаться мебель с определенными звукопоглощающими характеристиками.
Один из наиболее важных критериев, определяющих хорошую слышимость в помещениях, — время реверберации. Под реверберацией понимают процесс затухания звука после выключения его источника. Этот процесс происходит при многократных отражениях звука от внутренних поверхностей помещения. За счет реверберации звук в помещении становится громче и продолжительней, чем в открытом пространстве. Увеличение громкости играет положительную роль, так как появляется возможность строить залы большой вместимости без применения специальных систем звукоусиления. Увеличение продолжительности звучания в известной мере также играет положительную роль при исполнении мелодичной музыки, придавая ей новые оттенки, но может оказаться и вредным при звучании речи и ритмической музыки, так как снижает разборчивость.
Для количественной оценки реверберации введено понятие стандартного времени реверберации — времени, за которое энергия звука уменьшается в 10 раз (что соответствует уменьшению уровня звукового давления на 60 дБ).
Время реверберации помещения зависит от его объема и звукопоглощения его поверхностей и находящихся в нем предметов. Поэтому оно может регулироваться архитектурно-строительными средствами.
Временем реверберации не исчерпывается акустическая характеристика залов. Значительное влияние на качество звучания оказывает соотношение громкости сигнала, идущего от источника звука, и сигналов, полученных в результате первых отражений от внутренних поверхностей помещения. Так, если отраженный звук будет подходить к слушателю с запаздыванием по отношению к прямому сигналу на 0,1 с для продолжительных сигналов и 0,05 с — для коротких сигналов, слушатель будет воспринимать отраженный сигнал как эхо. Чтобы этого не происходило, необходимо ограничить размеры зала или разместить на удаленных отражающих поверхностях эффективные поглотители звука.
Важной акустической характеристикой зала является степень диффузности звукового поля. Диффузность достигается формой зала, сочетанием звукопоглощающих и отражающих поверхностей, профилировкой (членением) отражающих поверхностей.
Общая форма зала создается на основе принципов геометрической акустики. Геометрическая акустика использует представление, согласно которому звук распространяется от источника к слушателю по прямой линии (лучу) и угол падения его на какую-либо поверхность равен углу отражения, если размеры поверхности больше длины волны на рассматриваемой частоте. Если размеры поверхности или размеры ее членений близки к длине волны, — происходит рассеянное отражение звука. Если размеры членения значительно меньше длины волны, происходит направленное отражение от поверхности, как если бы она была гладкой.
Вогнутая поверхность создает фокусирование звука. Такие поверхности стен или потолков бывают в залах круглой и овальной формы и при сводчатых потолках. Во всех этих случаях вблизи центров кривизны вогнутых поверхностей сильно нарушается диффузность звукового поля, что приводит к значительному ухудшению качества звучания. Поэтому с акустической точки зрения использование вогнутых поверхностей нежелательно. Если этого избежать не удается, недопустимо, чтобы центры кривизны приходились на поле зрительских мест. Снизить отрицательный эффект вогнутых поверхностей можно их раскреповкой, размещением на них различных декоративных деталей, рассеивающих звук, звукопоглощающей обработкой.
При проектировании формы зала следует избегать параллельности противоположных стен, пола и потолка. Это может привести к так называемому «порхающему эху» — резонансному явлению, при котором в различных местах зала возникает неустойчивое во времени усиление громкости сигнала. Для исключения «порхающего эха» угол между противоположными стенами должен быть не менее 5°.
В залах большой вместимости обеспечение оптимального времени реверберации достигается размещением большого количества звукопоглотителей. Наиболее подходящие места размещения звукопоглотителя — задняя стена и треть примыкающих к ней боковых стен и потолка, поскольку первое отражение от этих поверхностей может идти с большим запаздыванием по сравнению с прямым сигналом и приводит к снижению его разборчивости.
Стены и потолок вблизи сцены должны хорошо отражать звук в глубину зала. Поэтому они обрабатываются плотными материалами. Их форма и ориентация относительно источника звука должны обеспечивать первые отражения, направленные к зрителям, наиболее удаленным от сцены.
В аудиториях, конференц-залах, залах драматических театров основное значение имеет разборчивость речи. Разборчивость оценивается артикуляцией, которая выражается в процентах правильно понятых слов или слогов по отношению ко всем произнесенным.
Хорошие акустические качества залов могут быть достигнуты только при низких уровнях проникающих извне шумов. Для достижения этого должны быть приняты планировочные меры, заключающиеся в удалении от зрительных залов всех помещений с повышенными источниками шума (системами кондиционирования воздуха, насосами, лифтами, оборудованием мастерских). Здания театров, студий желательно удалять не менее чем на 100 м от линий железных дорог, метрополитена, автомагистралей. Ограждающие конструкции залов должны иметь повышенную степень звукоизоляции.
Размеры залов с естественной акустикой, ограниченные возможностями человеческого голоса, не могут превышать 30 м в длину. При больших размерах зала необходимо применение электроакустических систем звукоусиления. Простейшие системы звукоусиления малых залов состоят из микрофона, усилителя и динамических громкоговорителей, устанавливаемых в передней части зала. Такие системы практически не требуют каких-либо дополнительных строительно-акустических мер по сравнению с залами с есественной акустикой.
Современное развитие электроники позволило создать ряд новых систем с различными акустическими возможностями. К их числу относятся многоканальные системы широкоформатных кинотеатров, позволяющие по ходу действия на экране производить звук в разных зонах зрительного зала; амбиофонические системы, изменяющие время реверберации и создающие эффект эха. Создаются звукорежиссерские пульты, объединяющие указанные системы и позволяющие менять тональную окраску звучания по ходу театрального действия или музыкального исполнения. В настоящее время такими пультами оборудуются большие залы универсального назначения, теле - и радиостудии. Собственное время реверберации таких залов, достигаемое строительными средствами, должно составлять около 1, 8 с. Такое время обеспечивает комфортные условия для находящихся в зале людей. Поглощающие материалы и конструкции в залах с электроакустическими системами должны быть распределены равномерно по всем поверхностям.
3.11. Конструкции лестниц гражданских зданий. Конструкции основных эвакуационных лестниц проектируют несгораемыми, размещают внутри объема, образованного несгораемыми стенами и перекрытием, т. е. в лестничной клетке, освещенной преимущественно боковым естественным светом.
В состав лестниц входят площадки (этажные и промежуточные) и марши. По количеству маршей на высоту этажа и их взаимному размещению различаются планировочные варианты двух - и трехмаршевых лестниц. Для удобства эвакуации число подъемов в марше не должно превышать 16, а сами марши выполняют с одинаковыми длинами и уклоном. Уклоны эвакуационных лестниц составляют 1: 2,1: 1,75, а вспомогательных 1: 1,5. Размеры ступеней по горизонтали (проступь) и по вертикали (подступенок) назначают в соответствии с величиной уклона, но таким образом, чтобы их сумма равнялась 450 мм. – длине шага взрослого человека при подъеме по наклонной плоскости.
Минимальные размеры ширины лестничных площадок и маршей эвакуационных лестниц назначают в соответствии с назначением здания: 1,2 и 1,05м – в жилых домах, 1,35 и 1,5м – в клубах и кинотеатрах, 1,2 и 1,35м – в остальных общественных зданиях.
Графическая разбивка лестницы в соответствии с полученными размерами осуществляется так: в продольном разрезе лестничной клетки высоту этажа делят по числу подступенков тонкими горизонтальными линиями, а в плане (заложение марша) – по числу проступей и переносят их на разрез. В образовавшейся прямоугольной сетке вычерчивают профиль лестницы. При вычерчивания профиля исходят из правила: проступи маршей, сходящихся у лестничной площадки, размещаются на одной вертикали.
При проектировании лестницы обязательно учитывают ее размещение по отношению к входу здания. Если он осуществляется через лестничную клетку и размещен под первой промежуточной площадкой, необходимо, чтобы ее отметка размещалась на уровне, обеспечивающем свободный проход под ней и размещение входной двери и двери тамбура. Это условие обеспечивается при устройстве специального цокольного марша в 5-6 ступеней, ведущего от входа к первой этажной площадке, и высоте прохода под площадкой не менее 2,1м.
Перед входной дверью в здание устраивают наружную лестницу с площадкой (крыльцо) либо площадку высотой не менее 150 мм. Над крыльцом или входной площадкой устраивается козырек защищающий от дождя. Лестницы должны иметь выходы на чердак или крышу. В зданиях до 5 этажей подъем на чердак устраивают по металлическим стремянкам с верхней этажной площадки через люк в чердачном перекрытии, в зданиях выше 5 этажей по маршевым лестницам. Объем лестничной клетки присоединяют к объему машинного отделения шахт лифтов.
Конструкции лестниц выполняют полносборными или мелкоэлементными преимущественно из сборных железобетонных элементов. Основным решением конструкций лестниц является полносборное, при котором двухмаршевая лестница одного этажа собирается из четырех (два марша и две площадки) элементов или двух (два марша с полуплощадками) элементов. Конструкция из четырех элементов является наиболее массовыми и применяются в зданиях различных строительных систем. Конструкция из двух элементов, хотя несколько менее трудоемка в монтаже, из-за большей металлоемкости применяется реже: преимущественно в каркасно – панельных зданиях с опиранием на основные и дополнительные ригели каркаса.
Полносборные лестницы содержат обычно однотипные по конструкции лестничные лестничные площадки в виде железобетонной ребристой плиты, специальный прилив на одном из продольных ребер которой служит для опирания маршей. Конструкции маршей разнообразны: тонкостенные складчатые марши, марши с одним или двумя продольными несущими ребрами по нижней поверхности.
Мелкоэлементные лестницы выполняют из горизонтальных (площадочных) и наклонных (косоурных) балок, на которые укладывают сборные бетонные площадочные плиты и отдельные ступени. Крупноэлементные конструкции эффективнее мелкоэлементных по показателям стоимости на 40%, затрат труда на постройке в 4,5 раза, по расходу стали в 2,5 раза и расходу цемента на 50%. Поэтому мелкоэлементные лестницы применяют редко: при реконструкции существующих зданий или возведении индивидуальных объектов с нетиповыми габаритами лестниц.
3.12. Типы современных энергосберегающих зданий. Энергосбережения в здании может быть решено как объемно-планировочным решением здания,
Так и применением современных энергосберегающих конструкций.
1. Энергосбережения конструктивным путем, т. е. Объемно-планировочным решением. Применение широко корпусных домов позволяет уменьшить количество угловых комнат в квартирах и тем самым экономить теплоэнергию (т. к. в угловых комнатах теплопотери в два раза больше)
Ширококорпусные дома бывают башенного и коридорного типа.
2. Применение современных теплоизоляционных строительных материалов. Например: изурон (плита), роквул (плита) – наклеивающихся снаружи на наружные стены; пенопласт ПСБ, исовер – крепятся снаружи к ограждающим конструкциям и покрыты защитным слоем (или керамической плиткой, или облицовочным кирпичом)
3. Использование солнечной энергии. По способу использования солнечной радиации системы солнечного низкотемпературного отопления подразделяются на пассивные и активные. Пассивными называются системы солнечного отопления, в которых в качестве элемента, воспринимающего солнечную радиацию и преобразующего ее в теплоту служит само здание или отдельные его ограждения (здание – коллектор, стена – коллектор, кровля – коллектор).
Рассмотрим систему солнечного отопления «стена – коллектор». Она включает массивную наружную стену, перед которой на небольшом расстоянии устанавливают лучепрозрачный экран с жалюзями. У пола и под потолком в стене устанавливают щелевидные отверстия с клапанами. Солнечные лучи, пройдя через лучепрозрачный экран, поглощаются поверхностью стены и преобразуются в теплоту, которая конвекцией передается воздуху, находящемуся в пространстве между экраном и стеной. Воздух нагревается и поднимается вверх, попадая через щель под потолком в помещение, а остывший воздух из помещения проникает в пространство между стеной и экраном через отверстие у пола.
4. Использование вентилируемых фасадов. Рассмотрим наружную стену здания с вентилируемым фасадом от помещения к наружной стене. Она состоит из:
1) внутренняя известково-песчаная штукатурка (d=20 мм.);
2) кирпичная кладка из сплошного глиняного кирпича (d=250 мм.);
3) теплоизоляция – минераловатная плита «изовер» (d=120 мм.) с
4) гидрозащитной паронепроницаемой мембраной;
5) вентилируемая воздушная прослойка (d=50 мм.);
6) облицовка фасада.
5. Тепловая защита световых проемов.
Замена деревянных переплетов на стеклопакеты с тройным остеклением и качественная заделка шва между наружной стеной и оконным блоком.