Основной конструктивной системой для возведения малоэтажных жилых зданий является стеновая. Для стеновой системы могут использоваться конструктивные схемы с продольным, поперечным или перекрёстным расположением несущих стен.
Совокупность всех конструктивных элементов здания и их взаимосвязь между собой образуют конструктивное решение здания. Вид и материал основных конструктивных элементов здания определяется заданием на проектирование.
Фундаменты во всех вариантах задания проектируются ленточными. Фундаменты устраиваются под все несущие и самонесущие стены. Глубина заложения фундаментов зависит от конструктивных особенностей здания (наличие подвала, подполья), геологических (несущая способность) и гидрогеологических (уровень грунтовых вод) параметров грунтов основания, а также от климатических характеристик района строительства (глубины промерзания грунтов). При пучинистых грунтах основания глубина заложения фундаментов под наружные стены принимается не менее расчётной глубины промерзания по формуле
df = kndfn,
где kn – коэффициент влияния теплового режима здания на глубину промерзания грунта; принимается равным 0,7 – при конструктивном решении пола по грунту; 0,8 – по лагам; 0,9 – по перекрытию; dfn – нормативная глубина сезонного промерзания грунтов, определяемая по [12].
Глубина заложения фундаментов под внутренние стены должна быть не менее 0,5 м. При наличии подвала подошва фундамента заглубляется ниже уровня пола подвала не менее чем на 0,5 м.
Толщина фундаментной ленты принимается несколько больше (на 80…100 мм) или меньше (не более чем на 60 мм) толщины стен. Толщина фундаментов под наружные и внутренние стены принимается одинаковой.
Для снижения давления на грунт предусматривается уширение подошвы фундаментов в виде уступов (в монолитном варианте) или установки фундаментной подушки (в сборном варианте). Размеры уступов принимаются в зависимости от материала фундамента [2]. Ширина сборной фундаментной подушки принимается 1000…1200 мм.
Для защиты стен от капиллярного поднятия влаги необходимо запроектировать горизонтальную гидроизоляцию (по обрезу фундамента – ниже пола первого этажа и выше отмостки на 150…250 мм – и в уровне подготовки под полы подвала). Наружная поверхность части фундамента, находящаяся в грунте, защищается от влаги устройством вертикальной гидроизоляции. Для защиты основания и фундамента от увлажнения атмосферными осадками и отведения их от здания по всему наружному периметру здания устраивается водонепроницаемая отмостка шириной не менее 1 м с уклоном 2…3%.
Наружные стены по теплотехническим требованиям проектируются слоистыми с несущим слоем из кирпичной кладки и теплоизолирующим слоем из эффективного утеплителя (с коэффициентом теплопроводности λ ≤ 0,1 Вт/м2·°С). Внутренний несущий слой стены выкладывается из глиняного или силикатного кирпича на цементнопесчаном растворе с соблюдением перевязки швов (двух- или шестирядная система). Толщина несущего кирпичного слоя должна определяться на основании расчёта несущей способности стены и быть согласована с размерами кирпича (250Ч120Ч65 – одинарный; 250Ч120Ч88 – утолщённый кирпич). Рекомендуется принимать толщину внутреннего несущего слоя 380 или 510 мм.
В проекте возможно рассматриваются два варианта устройства слоистой кладки наружных стен: трёхслойная конструкция (кирпичная кладка, плитный утеплитель, наружная облицовка кирпичом) и с наружным утеплением (кирпичная кладка, утеплитель, наружный штукатурный слой) (рис. 2).
В качестве утепляющего слоя в обоих вариантах слоистых стен рекомендуется применить минераловатные, стекловолокнистые плиты (125…175 кг/м3), пенополистирол марки ПСБ-С (40 кг/м3), плиты из пеностекла (100…150 кг/м3). Толщина утеплителя определяется согласно теплотехническому расчёту стены [17, 21, 23].
Внутренние стены возводятся из сплошной кирпичной кладки. Толщина внутренних стен принимается не менее 380 мм из условия глубины опирания балок перекрытия. Для естественной вентиляции помещений санитарных узлов и кухонь во внутренних стенах устраиваются вентиляционные шахты сечением 140Ч140 или 140Ч270 мм толщиной стенки 120 или 250 мм.
Цоколь, как часть стены, наиболее подвергающаяся механическим повреждениям и воздействию влаги, должен выполняться из прочных морозостойких материалов: высокопрочного бетона, кладки из глиняного кирпича или облицовываться плитами из натурального или искусственного камня (керамогранита). Высота цоколя принимается, как правило, не менее 500 мм.
Проёмы в наружных стенах выполняются с четвертями (выступами с наружной стороны по вертикальным и боковым граням проёма).
Четверти устраиваются из кирпича размерами 65х120 мм (в стенах трёхслойной конструкции) или из утеплителя размерами 65хδут (δут – толщина утеплителя в стенах с наружным утеплением). Для перекрытия оконных и дверных проемов (шириной до 5,4 м) в стенах рекомендуется использовать сборные железобетонные перемычки, которые должны опираться на простенки не менее чем на 120 мм (в самонесущих стенах) и 250 мм (в несущих стенах). Сечения перемычек кратны размерам кирпича. В несущих стенах применяются брусковые перемычки, рассчитанные на восприятие нагрузки от вышележащей кладки и перекрытий, имеющие сечения 120; 250х220; 290 (h) – для одинарного кирпича, 120; 250х190 (h) – для утолщённого кирпича. В самонесущих стенах используются брусковые перемычки сечениями 120х65; 140 (h) – для одинарного кирпича и 120х90;190 (h) – для утолщенного кирпича или плитные перемычки шириной 380 и 510 мм. Расстановка перемычек в наружных слоистых стенах не должна приводить к образованию «мостиков холода».
Венчающие здание карнизы проектируются из кирпича путём напуска рядов кладки (до 80 мм в каждом ряду с общим выносом не более половины толщины стены), из карнизных железобетонных плит (заделываются в нижележащую кладку с помощью металлических анкеров), из деревянных элементов – кобылок (низ может подшиваться досками).
Отдельные опоры – столбы (например, для устройства навеса над входом) выполняются из кирпичной кладки сечением 380х380 мм или монолитного железобетона – 400х400 мм.
Перекрытия согласно заданию на проектирование выполняются балочными со сборными элементами заполнения. Сечения балок выбираются в зависимости от величин нагрузки и перекрываемого пролёта. Шаг балок – 600; 800 мм (1000…1200 мм для металлических балок). Глубина опирания балок на стены принимается не менее 180 мм (200 мм – для металлических балок). Для создания жёсткости и устойчивости перекрытия концы балок связываются друг с другом и со стенами стальными анкерами.
Перекрытия по деревянным балкам выполняются из цельнодеревянных балок прямоугольного сечения, черепных брусков и щитового наката. В узлах опирания балок на стены предусматриваются меры против загнивания древесины (антисептирование, обёртка боковых поверхностей рубероидом, воздушная прослойка между торцом и кладкой).
Железобетонные балочные перекрытия составляют железобетонные балки таврового сечения и элементы межбалочного заполнения из гипсобетонных, легкобетонных плит (высотой 80; 90 мм) или легкобетонных двухпустотных камней-вкладышей (высотой 250; 300 мм).
Перекрытия по металлическим балкам, как правило, из прокатных двутавров выполняются с использованием в качестве межбалочного заполнения дощатого наката или сборных железобетонных плит (высотой 90; 120; 150 мм). Концы балок закрепляются в стенах путём приварки к металлическим закладным деталям бетонных опорных подушек. Так как балочные перекрытия являются акустически неоднородными, при проектировании междуэтажных перекрытий следует предусматривать для изоляции от ударного шума установку по верхним граням балок под конструкцией пола прокладок из упругих материалов (древесно-волокнистых, минераловатных плит); для изоляции от воздушного шума используются засыпки (песком, шлаком) по конструкциям межбалочного заполнения.
Чердачные перекрытия выполняются утеплёнными (с утеплителем из минераловатных или стекловолокнистых плит) с устройством под утеплителем пароизоляционного слоя (рубероид), а над ним паропроницаемой плёнки и ходовых досок. Обязательным является дополнительное утепление торцов балок для предотвращения образования «мостиков холода».
Цокольные перекрытия также утепляются, если они располагаются над неотапливаемыми подвалами.
Полы рекомендуется проектировать в жилых помещениях по деревянным лагам с покрытиями из шпунтованных досок, паркета, линолеума, в санитарных узлах с покрытием из керамической плитки с устройством гидроизоляции по ровному, жёсткому основанию (бетонные камни, сплошной настил из деревянных брусков и т.п.). Полы в помещениях подвала могут устраиваться с разными покрытиями, но должны иметь сплошной подстилающий слой (бетонный) и гидроизоляцию.
В индивидуальном жилом доме должна быть запроектирована чердачная двух- или четырёхскатная крыша с устройством наслонной стропильной системы. Уклон скатов крыши принимается в зависимости от материала кровли: для глиняной черепицы – 35…45°; волнистых асбестоцементных листов – 18…40°; кровельной стали – 18…24°; металлочерепицы – более 14°. Уклоны всех скатов кровли рекомендуется делать одинаковыми для создания одинаковых условий работы и равной долговечности отдельных участков.
Конструкции чердака проектируются с условием обеспечения свободного прохода для периодических осмотров и, при необходимости, ремонта стропильных конструкций в средней части высотой не менее 1,6 м и шириной не менее 1,2 м, вдоль наружных стен – высотой не менее 0,4 м. Для освещения, проветривания и выхода на кровлю устраиваются слуховые окна (с заполнением проёмов жалюзийными решётками), располагаемые на высоте 1,2 м от чердачного перекрытия на скатах крыши, во фронтонах, щипцах.
Наслонные стропила представляют балочную конструкцию из рядов стропильных ног, опирающихся нижним концом на мауэрлат (по верхнему обрезу наружных стен), а верхним – на прогон, который поддерживают стойки и продольные подкосы. Стойки опираются на лежень, расположенный по обрезу внутренних стен (столбов). При пролёте стропильных ног 5,5…8 м в поперечную раму вводятся до-полнительные подкосы и ригели. Шаг стропильных ног принимается 0,9…1 м, внутренних стоек – 4…5 м. Элементы наслонных стропил выполняются из деревянных брусьев или досок, обработанных огнезащитным составом. Сечения элементов определяются по расчётам в зависимости от климатических условий, уклона и материала кровли. Сопряжения элементов стропил выполняются на врубках, шипах, скобах (брусья); гвоздях, накладках, нагелях (доски). Концы стропильных ног (через одну) закрепляются проволочными скрутками к костылям, забиваемым в наружную стену. Мауэрлаты и лежни, соприкасающиеся с кирпичной кладкой, антисептируются и изолируются рулонными гидроизоляционными материалами (рубероид). Обрешётка под кровлю устраивается из брусков или досок с шагом, определяемым в зависимости от материала кровли; сплошная обрешётка принимается на карнизных участках, в ендовах, коньках, в карнизных свесах, над фронтонами.
Внутриквартирные лестницы рекомендуется проектировать двухмаршевыми с уклоном, как правило, не более 1:1,25. Этому уклону соответствуют предельные размеры проступи – 250 мм, подступенка – 200 мм. Все ступени лестниц должны иметь одинаковые размеры, количество ступеней в марше принимается не менее 3, но не более 18. Ширина марша принимается не менее 0,9 м, ширина площадки – не менее ширины марша (рекомендуется 1,2 м). Марши и площадки должны иметь ограждения высотой не менее 0,9 м. Между маршами оставляется зазор в 50…100 мм. Высота прохода под лестницей должна быть не менее 2,1 м. Рекомендуется проектировать лестницы с естественным освещением.
Для деревянных лестниц рекомендуемые размеры проступи и подступенка находятся в пределах, соответственно, 140…170 и 280…300 мм. Основными элементами деревянных лестниц являются наклонные балки – тетивы (220…250х50…80 мм) или косоуры (120…160х50…60) – и площадочные балки, опирающиеся на несущие стены, отдельные опоры или балки перекрытия. Лестничные площадки выполняются из шпунтованных досок (толщиной 40 мм).
В лестницах со сборными железобетонными ступенями размеры проступи и подступенка принимаются равными 290 и 165 мм. Сборные ступени укладываются на железобетонные (120Ч180 мм) или металлические (швеллер № 12…16) косоуры, опирающиеся, в свою очередь, на подкосоурные балки – железобетонные (120Ч260 мм) или металлические (швеллер № 18…24). Промежуточные площадки выполняются в виде монолитных железобетонных плит толщиной 80 мм.
Для выхода на чердак предусматривается отдельная лестница-стремянка, подвешенная к обрамлению люка.
Перед входом в дом устраивается крыльцо, включающее входную площадку (шириной не менее 1200 мм), лестницу с ограждением и конструкции навеса (стойки, балки, обрешётка, кровля).
Наружные входные лестницы с числом ступеней не менее 3 выполняются из сборных элементов или монолитного железобетона. Ступени или косоуры лестниц опираются на стены крыльца (продольные или поперечные), имеющие самостоятельный фундамент.
Перегородки выполняются из кирпичной кладки толщиной 120 мм и опираются на балки перекрытия или диафрагмы (из деревянных брусков 120х120 мм), расположенные в межбалочном пространстве.
Конструктивное решение оконных заполнений определяется cогласно [17, 21] в зависимости от сопротивления теплопередаче светопрозрачного ограждения. Рекомендуется применять оконные блоки из дерева (с двойными раздельными или тройными раздельно-спаренными переплётами) или ПВХ-профилей (с двойным стеклопакетом с межстекольным расстоянием 8 или 12 мм). Створки и фрамуги окон должны открываться (откидываться) внутрь помещения. Оконные блоки закрепляются в несущем слое наружной стены. Конструкции примыкания окон к стене, а также наружные и внутренние откосы должны обеспечивать надежную изоляцию от внешних воздействий.
Внутренние двери выполняются деревянными одно- или двупольными c дверной коробкой без порогов (за исключением дверей в санитарных узлах), с глухими или остеклёнными дверными полотнами (филёнчатыми, щитовыми или рамочными).