Конструктивные типы и схемы зданий

Конструктивные элементы зданий

Несмотря на значительные различия, существующие между зданиями разного назначения, как во внешнем виде, так и во внутренней структуре, все они состоят из некоторого ограниченного числа основных взаимосвязанных архитектурно-конструктивных элементов, выполняющих вполне определенные функции.

Основные элементы здания можно подразделить на следующие группы:
а) несущие, воспринимающие основные нагрузки, возникающие в здании;
б) ограждающие, разделяющие помещения, а также защищающие их от атмосферных воздействий и обеспечивающие сохранение в здании определенной температуры;
в) элементы, которые совмещают и несущие, и ограждающие функции.

К основным элементам (или частям) здания относятся:

фундаменты,

стены,

перекрытия,

отдельные опоры,

крыша,

перегородки,

лестницы,

окна,

двери.

Фундаментом называется подземная конструкция, основным назначением которой является восприятие нагрузки от здания и передача ее основанию.

Перекрытиями называют конструкции, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи. Перекрытия ограничивают этажи и расположенные в них помещения сверху и снизу (ограждающие функции) и несут, кроме собственного веса, полезную нагрузку, т.е. вес людей, оборудования и предметов, находящихся в помещениях (несущие функции). Кроме того, перекрытия играют весьма существенную роль в обеспечении пространственной жесткости здания, т.е. неизменяемости его конструктивной схемы под действием всех возможных нагрузок.

Перекрытия, в зависимости от их расположения в здании, бывают межэтажные, разделяющие смежные по высоте этажи;

чердачные, отделяющие верхний этаж от чердака;

нижние, отделяющие нижний этаж от грунта,

и надподвальные, отделяющие первый этаж от подвала.

По верху междуэтажных перекрытий настилают полы в зависимости от назначения и режима эксплуатации помещения. А нижняя поверхность перекрытия (или покрытия) образует потолок для нижележащего помещения.

Отдельными опорами называют стойки (столбы или колонны), предназначенные для поддержания перекрытий, крыши, а иногда и стен и передачи нагрузки от них непосредственно на фундаменты.

Перекрытия могут опираться или непосредственно на колонны, или, что чаще, на уложенные по ним мощные балки, называемые прогонами.

Колонны и прогоны образуют так называемый внутренний каркас здания.

Крыша является конструкцией, защищающей здание сверху от атмосферных осадков, солнечных лучей и ветра. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Крыша вместе с чердачным перекрытием образует покрытие здания.

Мансардным этажом (или мансардой) называется этаж в чердачном пространстве, фасад которого полностью или частично образован поверхностью (поверхностями) наклонной или ломаной крыши.

Стены отделяют помещения от внешнего пространства (наружные стены) или от других помещений (внутренние стены), выполняя тем самым ограждающую функцию. Кроме того, стены могут нести нагрузку не только от собственного веса, но и от вышележащих частей здания (перекрытий, крыши и др.), осуществляя несущую функцию. Стены, воспринимающие, кроме собственного веса, нагрузку и от других конструкций и передающие ее фундаментам, называют несущими.

Стены, опирающиеся на фундаменты и несущие нагрузку от собственного веса по всей высоте, но не воспринимающие нагрузки от других частей здания, носят название самонесущих.

Наконец, стены, которые служат только ограждениями и свой собственный вес несут в пределах лишь одного этажа, опираясь на другие важные элементы здания, называют ненесущими.

Перегородками называют сравнительно тонкие стены, служащие для разделения внутреннего пространства в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются в каждом этаже на перекрытия и никакой нагрузки, кроме собственного веса, не несут.

Лестницы служат для сообщения между этажами. Из противопожарных соображений лестницы, как правило, заключаются в специальные, огражденные стенами, помещения, которые называются лестничными клетками.

Для освещения помещений естественным светом и для их проветривания (вентиляции) служат окна, а для сообщения между соседними помещениями или между помещением и наружным пространством - двери.

Конструктивные типы и схемы зданий

Конструктивный тип здания определяется пространственным сочетанием стен, колонн, перекрытий и других несущих элементов, которые образуют его остов.

В зависимости от пространственной комбинации несущих элементов различают следующие конструктивные типы зданий:

· с несущими стенами (бескаркасные), в которых большинство конструктивных элементов совмещает несущие и ограждающие функции;

· каркасные с четким разделением конструкций по их функциям - несущие и ограждающие. Пространственная система (каркас), состоящая из колонн, балок, ригелей и других элементов, вместе с перекрытиями в данном случае воспринимает все нагрузки, действующие на здание. Помещения от воздействия внешней среды защищаются наружными стенами.

· с неполным каркасом, в которых, наряду с внутренним каркасом, несущими являются и наружные стены.

Конструктивный тип здания характеризуется также определенными материалами и видами основных его строительных элементов (крупных железобетонных блоков, панелей и т.п.).

Каждый из рассмотренных выше конструктивных типов зданий в свою очередь может иметь несколько конструктивных схем, которые отличаются особенностями расположения несущих элементов и их взаимосвязью.

Для бескаркасных зданий характерны следующие конструктивные схемы:

· с продольными несущими стенами, на которые опираются перекрытия;

· с поперечными несущими стенами, когда наружные продольные стены, освобожденные от нагрузки перекрытий, являются самонесущими;

· совмещенная, - с опиранием перекрытий на продольные и поперечные стены.

Конструктивные схемы зданий с неполным каркасом могут быть:

· с продольным расположением ригелей;

· с поперечным расположением ригелей;

· безригельными.

Типы каркасов

Типы каркасов различаются по следующим признакам:

1. По материалам:

· железобетонные каркасы (монолитным, сборным, сборно-монолитным);

· металлические каркасы.

Каркасный тип здания целесообразен там, где требуются помещения с большой свободной площадью, а также в условиях, когда здание воспринимает большие статические или динамические нагрузки.

каркасные – выполняются в виде многоярусной пространственной системы, состоящей из колонн, ригелей и плит перекрытия.

Колонны применяют прямоугольного сечения 300×300 мм2 (в зданиях до пяти этажей) и 400×400 мм2 с прямоугольными консолями высотой и вылетом по 150 мм для сопряжения с ригелем. Колонны разделяют на крайние (у наружных стен здания) - одноконсольные и средние (по внутренним осям здания) – двухконсольные.

Ригели выполняют таврового сечения, с одной или двумя полками для опирания плит перекрытий, лестничных маршей и аналогичных конструкций.

В таких системах настил перекрытий состоит из плит, укладываемых на полки ригелей. Многопустотные плиты высотой 220 мм подразделяют в этом случае на межколонные связевые – пристенные и средние шириной 1490 мм с пазами для колонн глубиной 100 мм и рядовые шириной 1190 и 1490 мм.

Этой системе присущи следующие конструктивные схемы:

а) с поперечным расположением ригелей;

б) с продольным расположением ригелей.