Гражданские здания

Содержание

 

	Введение	3
Глава 1.	Физико-технические основы архитектурно-строительного проектирования	5
	Понятие о проектировании гражданских зданий	5
	Основные конструктивные элементы зданий	7
	Несущий остов и конструктивные системы зданий	8
	Основания и фундаменты	11
	Стены и отдельные опоры	14
	Перекрытия и полы	20
	Окна и двери	24
	Крыши	26
	Лестницы	30
Глава 2.	Объемно-планировочные  и конструктивные решения жилых  и общественных зданий и сооружений	33
	2.1. Объемно-планировочные  решения квартир	33
	2.2. Планировочная структура  и элементы квартиры	35
	2.3. Объемно-планировочные  решения многоквартирных домов	38
Глава 3.	Реконструкция гражданских  зданий	40
	Заключение	45
	Использованная литература	46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В нашем языке существует немало слов, имеющих несколько значений. «Строительство» - одно из таких слов. Мы говорим: «Значительную долю продукции, производимой в нашей стране, дает сегодня строительство» - и видим за этим словом гигантскую отрасль народного хозяйства, превратившую нашу  страну в строительную площадку небывалых размеров.

Словом «строительство» мы называем и самостроящееся здание или сооружение, и то место, где оно строится, и род занятий строителей. Очень емкое слово. А главное - очень важное. Потому что без строительства невозможно представить себе нашу сегодняшнюю жизнь.

На снежной северной зимовке людей спасает от мороза и пурги теплый домик экспедиции. У экватора здания прячут людей от палящего солнца или ливней. По автострадам, мостам, тоннелям вереницы автомашин везут людей на работу - в цехи и лаборатории, на учебу - в школы и институты. По железнодорожным путям грохочут поезда, мчат людей и грузы в новый город в Заполярье или к курорту у теплого моря. Всюду окружают человека, кроме лесов и полей, рек и гор, дома, города, дороги. Окружает его как бы вторая природа, созданная его собственными руками, удобная для жизни искусственная среда. Созданием этой искусственной среды и занимается та огромная отрасль человеческой деятельности, которая называется «строительство».

Более 1000 новых городов  выросло за годы Советской власти, возведены десятки тысяч промышленных предприятий, сооружены сотни тысяч  школ, кинотеатров, десятки миллионов  квартир.

Таких огромных масштабов  и высоких темпов строительства не знала ни одна предшествующая эпоха. Каждый год мы выполняем строительных работ на 5-7% больше, чем в предыдущем, и строители продолжают наращивать темпы. Это стало возможным благодаря тем изменениям, которые произошли в строительстве за годы Советской власти.

Главные среди них - индустриализация строительного производства, механизация  строительства, максимальная замена всех видов ручного труда машинным.

Сегодня с помощью  машин выполняют почти все  тяжелые строительные работы: роют и перемещают грунт, приготавливают и укладывают бетонную смесь, транспортируют и монтируют многотонные конструкции. Машины облегчают труд людей и на других работах - помогают штукатурить и красить, сваривать металл, завинчивать гайки и забивать гвозди.

Широкое применение машин позволило по-новому организовать строительное производство. Самое сложное и трудоемкое в строительстве - изготовление конструкций, элементов будущих построек,- как правило, выполняется сегодня в заводских условиях, на конвейере. Тысячи специальных заводов, сотни домостроительных комбинатов снабжают сегодня стройки конструкциями, деталями и материалами. А на строительной площадке стремятся оставить только процессы сборки и монтажа готовых элементов.

Изменилось и многое другое: разработаны новые, высокопрочные, легкие и долговечные строительные материалы и конструкции, усовершенствованы способы выполнения многих строительных работ, возникли новые методы строительства, более быстрые, более дешевые, требующие меньших затрат труда и времени.

Все это позволило почти в 40 раз увеличить, по сравнению с дореволюционным временем, объем строительства в стране и резко повысить производительность труда строителей.

Современное строительство - это высокоиндустриальная, гигантская по своему размаху, по масштабам и  по своему значению отрасль человеческой деятельности. Первые постройки человека: примитивные заслоны от ветра, землянки, шалаши и хижины - такие, как в этой затерявшейся в тропических джунглях деревушке,- мало отличались от окружавшей их природы и друг от друга.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Физико-технические основы архитектурно-строительного проектирования

 

1.1. Понятие о проектировании гражданских зданий

Здания, предназначенные  для социального обслуживания населения  и для размещения административных учреждений, называют общественными.

По назначению их классифицируют на следующие:

• учебные (детский сад, школа и др.);
• лечебно-профилактические (поликлиники, больницы, профилактории);
• культурно-просветительные (клубы, театры, музеи);
• торгово-коммунальные (магазины, столовые, прачечные);
• транспорта и связи (вокзалы, узлы связи, телевизионные центры);
• административные для размещения государственных и общественных организаций.

 

Общественные здания могут иметь следующие схемы  планировки:

• анфиладную — с последовательным размещением помещений, принимаемую в музеях, картинных галереях, универмагах;
• коридорную — с расположением помещений по одну или обе стороны коридора; такая планировка целесообразна в административных, учебных, лечебно-профилактических и других зданиях;
• зальную (концентрическую) — характерна для зданий, имеющих залы, вокруг которых размещены вспомогательные помещения; такое решение используют для планировки кинотеатров, цирков и других подобных зданий;
• смешанную — представляющую собой сочетание рассмотренных выше планировочных схем (например, планировка клуба — концентрическая, помещения размещены вокруг зала, но расположение фойе, зала — анфиладное, комнат работы кружков — коридорное).

 

Территория города по своему функциональному назначению делится на зоны: селитебную (жилую); производственную; ландшафтно-рекреационную (городские леса, лесозащитные зоны).

При проектировании городов  необходимо учитывать направление  господствующих ветров, что важно  при определении взаимного расположения промышленных и селитебных зон. Для этого строят «розу ветров».

В зависимости от размера  города и места его расположения отдельные зоны могут быть в одном  или нескольких разобщенных местах.

Селитебная зона делится  на городской центр, жилые районы, микрорайоны, входящие в состав жилых районов.

Между зданиями должны соблюдаться  расстояния, называемые разрывами, определяемые санитарными и противопожарными нормами согласно СНиП - 2.07.01-89* «Планировка  и застройка городских и сельских поселений»; например, санитарные разрывы между торцами зданий, имеющих окна, должны быть не менее 12 м; без окон — по противопожарным нормам.

 

Жилые здания с комнатами, имеющими подсобные площади, и помещениями  для культурно-бытового и медицинского обслуживания называют общежитиями.

Существуют следующие типы общежитий:

• для молодых рабочих и служащих;
• для студентов высших учебных заведений;
• для учащихся техникумов и профтехучилищ;
• для семейной молодежи.

В состав общежития входят жилые помещения, помещения культурного, бытового, медицинского обслуживания.

 

Планировочные решения  жилых ячеек в зависимости  от типа общежития следующие: жилая  ячейка из 2-3 жилых комнат по 12 и 18 м² с общей передней, санитарным узлом, иногда с кухней; жилая ячейка для семейной молодежи — небольшая квартира (обязательно с кухней). На группу жилых ячеек предусматривают одну общую кухню.

Общественная часть  общежитий включает помещения: вестибюль, зал, спортивные помещения, буфет, помещения  администрации, хозяйственно-бытовые  помещения (для стирки, сушки, глажки), медицинский изолятор. Помещения культурно-бытового и медицинского обслуживания размещают на первом этаже или в отдельном блоке, соединенном с жилыми корпусами переходом.

 

Квартиры в домах  посемейного поселения имеют помещения:

• жилые (общие комнаты, спальни);
• подсобные (кухня, ванная, уборная и др.);
• летние (террасы, лоджии).

 

Из всей площади квартиры выделяют:

• жилую, состоящую из площадей комнат и спален;
• подсобную, включающую площади кухни, санитарного узла, передней и кладовой;
• полезную, т.е. сумму жилой и подсобных площадей.

 

Пределы размеров помещений  установлены нормами проектирования жилых зданий СНиП.

 

 

 

 

1.2. Основные конструктивные элементы зданий

Все конструктивные элементы здания можно разделить на несущие  и ограждающие. Такое деление  связано с назначением этих элементов, с условиями их работы в структуре здания при восприятии нагрузок и воздействий, которым они подвергаются в ходе строительства и в процессе эксплуатации.

Назначение несущих  конструкций здания — воспринимать все виды нагрузок и воздействий силового характера, возникающих в здании, и передавать их через фундаменты на грунт. Такими конструкциями являются, например, фундаменты, стены.

Назначение ограждающих  конструкций здания — изолировать  пространство здания от внешней среды, разделять пространство на отдельные помещения и защищать их от всех видов воздействий не силового характера. Примерами таких конструкций могут служить перегородки, кровля, окна.

Ряд конструктивных элементов  выполняют одновременно несущие  и ограждающие функции, например наружные и внутренние несущие стены одновременно могут являться вертикальными опорами для плит перекрытия и ограждающими конструкциями.

Фундамент — подземная  часть здания, воспринимающая нагрузки от вышележащих конструкций и  передающая их на грунт.

Стены — вертикальные ограждения, защищающие помещения от воздействия окружающей среды и  отделяющие одно помещение от другого. По своему назначению и месту расположения в здании делятся на наружные и  внутренние. Стены нередко выполняют  несущие функции. По характеру воспринимаемых нагрузок стены могут быть:

• несущие — воспринимающие нагрузки от собственного веса и опирающихся на них конструкций, передающие нагрузку на фундамент;
• самонесущие — воспринимающие нагрузку только от собственного веса в пределах высоты здания и передающие нагрузку на фундамент;
• навесные — воспринимающие нагрузку от собственного веса (в пределах этажа) и передающие ее на междуэтажное перекрытие.

Отдельные опоры —  несущие вертикальные элементы (колонны, кирпичные столбы), передающие нагрузки на фундамент от вышерасположенных элементов.

Перекрытия — горизонтальные несущие конструкции, разделяющие здание на этажи и передающие нагрузку на стены и отдельные опоры. В зависимости от месторасположения в здании перекрытия делятся на междуэтажные, надподвальные, чердачные.

Ригели — горизонтальные конструктивные элементы, воспринимающие нагрузку от перекрытия и передающие ее на колонну.

Перегородки — внутренние ненесущие стенки, разделяющие смежные  помещения.

Лестницы — конструкции, служащие для сообщения между этажами, а также для эвакуации людей из здания; бывают внутренние и наружные. Внутренние лестницы располагают в помещениях, называемых лестничными клетками. Конструкция лестниц включает марши, площадки и ограждение.

Крыша — завершающая  часть здания, защищающая помещения и конструкции здания от воздействия внешней среды. Она состоит из водонепроницаемой оболочки — кровли и поддерживающих ее несущих элементов.

По конструктивному  решению крыши могут быть:

• чердачными, имеющими пространство между перекрытиями верхнего этажа и крышей;
• бесчердачными (совмещенными).

Окна — светопрозрачные  ограждения, предназначенные для  освещения и проветривания помещения; они состоят из устанавливаемых  в проемах коробок и оконных  переплетов.

Двери — подвижные  ограждения для сообщения между помещениями; состоят из дверных коробок и дверных полотен.

К конструктивным элементам  здания относятся также ряд дополнительных: эркеры, лоджии, балконы, веранды, приямки  и т.д.

Для обеспечения необходимых  эксплуатационных и санитарно-гигиенических условий гражданские здания оборудуются санитарно-техническими и инженерными устройствами. К ним относятся: отопление, водоснабжение, водоотведение, вентиляция, мусоропровод, газификация, телефонизация и т.д.

 

1.3. Несущий остов и конструктивные системы зданий

 

Обеспечение устойчивости и пространственной жесткости  зданий

Устойчивость — способность  здания противодействовать усилиям, стремящимся  вывести его из исходного состояния  статического или динамического  равновесия.

Пространственная жесткость — способность отдельных элементов и всего здания не деформироваться при действии приложенных сил, сохранять геометрическую неизменяемость формы.

В бескаркасных зданиях  пространственная жесткость обеспечивается устройством внутренних поперечных стен и стен лестничных клеток, связанных с продольными (наружными) стенами, а также междуэтажных перекрытий, связывающих стены между собой и расчленяющих их на отдельные ярусы по высоте.

В каркасных зданиях  пространственная жесткость обеспечивается за счет:

• многоярусной рамы, образованной пространственным сочетанием колонн, ригелей и перекрытий и представляющей собой геометрически неизменяемую систему;
• стенок жесткости, устанавливаемых между колоннами (на каждом этаже);
• стен лестничных клеток и лифтовых шахт, связанных с конструкциями каркаса;
• плит-распорок, уложенных в междуэтажных перекрытиях (между колоннами);
• надежного сопряжения элементов каркаса в стыках и узлах.

 

Комбинированная система (с неполным каркасом). В таких  зданиях наряду с внутренним рядом колонн нагрузку от междуэтажных перекрытий воспринимают наружные стены. Различают два типа конструктивных систем: с продольным и поперечным расположением прогонов.

Неполный каркас применяют  в случае использования наружных стен в качестве несущих.

Несущими элементами в таких зданиях являются колонны, ригели и перекрытия, а роль ограждающих элементов выполняют наружные стены. Различают четыре типа конструктивных каркасных систем: с поперечным расположением ригелей; с продольным расположением ригелей; с перекрестным расположением ригелей; с безригельным каркасом, при котором ригели отсутствуют, а плиты перекрытий опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны.

 

Каркасная система является основной в строительстве массовых общественных зданий, ее используют для возведения высотных зданий, а также в тех случаях, когда необходимы помещения значительных размеров, свободные от внутренних опор. При выборе конструктивной системы каркасных зданий учитывают объемно-планировочные требования: она не должна связывать планировочные решения. Ригели каркаса не должны пересекать плоскость потолков помещений, а должны проходить по их границам и т.д. Поэтому каркас с поперечным расположением ригелей применяют преимущественно в зданиях с регулярной планировочной структурой (гостиницы, общежития, пансионаты и т.п.), совмещая шаг поперечных перегородок и шаг несущих конструкций. Каркас с продольным расположением ригелей применяют, проектируя общественные здания сложной планировочной структуры (школы, лечебно-профилактические учреждения и др.).

 

Бескаркасная система (с несущими стенами) представляет собой  жесткую, устойчивую коробку из взаимосвязанных  наружных и внутренних стен и перекрытий. Наружные и внутренние стены воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий.

Этот тип зданий, в  свою очередь, подразделяется на здания с продольными несущими стенами (плиты перекрытий лежат поперек  здания), с поперечными несущими стенами (плиты перекрытий лежат  вдоль здания) и перекрестные с  продольными и поперечными несущими стенами (плиты перекрытий с размерами в плане, равными размерам ячейки между четырьмя стенами, опираются по контуру.

Бескаркасная система  является основной в массовом жилищном строительстве домов различной  этажности. Размеры жилых ячеек, необходимость членений стенами и перегородками с обеспечением звукоизоляции квартир и другие особенности обусловливают техническую целесообразность и экономическую оправданность применения бескаркасных зданий при строительстве жилищ, а также тех гражданских зданий, в которых преобладает многоячейковая планировочная структура (санатории, больницы, общежития и т.п.).

В зданиях с продольным расположением несущих стен применение большепролетных перекрытий (с пролетом 9 и 12 м.) приводит к опиранию перекрытий только на наружные стены и переходу от традиционных трех- и четырехстенных систем к двухстенной системе. Это позволяет обеспечить высокую свободу планировочных решений жилых домов и встроенных предприятий системы обслуживания, а также простоту модернизации и перепрофилирования зданий.

Конструктивная система  представляет собой взаимосвязанную  совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые  совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость.

Горизонтальные конструкции  — перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, передавая их поэтажно на вертикальные несущие конструкции. Последние, в свою очередь, передают эти нагрузки и воздействия через фундаменты основанию.

Выбор конструктивных систем — один из основных вопросов, решаемых при проектировании зданий.

Различают три основные конструктивные системы зданий: бескаркасная, каркасная и комбинированная (с  неполным каркасом).

Несущий остов и конструктивные системы зданий

Основные конструктивные элементы здания — горизонтальные (перекрытия, покрытия), вертикальные (стены, колонны) и фундаменты, взятые вместе, составляют единую пространственную систему — несущий остов здания.

Основное назначение несущего остова — конструктивной основы здания — состоит в восприятии нагрузок, действующих на здание, работе на усилия от этих нагрузок с обеспечением конструкциям необходимых эксплуатационных качеств в течение всего срока их службы.

 

 

1.4. Основания и фундаменты

 

Все нагрузки, действующие на здание, в том числе и собственный вес здания, через фундаменты передаются на грунт.

Грунт — горная порода или почва, представляющая собой  многокомпонентную систему, изменяющуюся во времени и используемую как  основание, среда или материал для  возведения зданий и сооружений.

 

Фундаменты являются важным конструктивным элементом здания, воспринимающим нагрузку от надземных  его частей и передающим ее на основание.

Фундаменты зданий должны быть прочными, устойчивыми на опрокидывание  и скольжение в плоскости подошвы фундамента, долговечными, экономичными и индустриальными.

Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные  части здания, называется поверхностью фундамента, или обрезом, а нижняя его плоскость, соприкасающаяся  с основанием, — подошвой фундамента.

Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы  называют глубиной заложения фундамента.

Назначение здания, наличие  в нем подвалов, глубина промерзания, уровень грунтовых вод — все  это влияет на глубину заложения  фундамента.

Необходимо, чтобы фундаменты внутренних и наружных стен опирались  на однородный грунт во избежание  неравномерных осадок.

Свайные фундаменты используют при строительстве на слабых, неравномерно сжимаемых грунтах, а также в  тех случаях, когда достижение естественного основания из-за большой глубины его заложения экономически или технически нецелесообразно.

Конструкции свайных  фундаментов классифицируют:

• по характеру работы — на сваи-стойки, передающие нагрузку от здания на нижележащий массив плотных грунтов, и висячие сваи, не достигающие прочного грунта и передающие нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью сваи и грунтом;
• по роду материала — железобетонные, бетонные, деревянные, стальные;
• по конструктивным решениям — забивные, изготовляемые на предприятиях строй индустрии или на строительной площадке, погружаемые в грунт с помощью механизмов; набивные, выполняемые на месте строительства путем бурения скважин и последующего заполнения их бетоном;
• по глубине заложения — короткие сваи (3-6 м.) и длинные (более 6 м.).

В зависимости от несущей  способности и конструктивной схемы  здания сваи размещают в один или  несколько рядов. Ряды свай образуют свайную полосу, а группа свай —  свайный куст.

Сваи объединяют поверху  железобетонным ростверком, который может быть монолитным или сборным. Оголовки свай заделывают в толщу ростверка.

Наружные стены полносборных зданий при безростверковых фундаментах  опирают на оголовки свай. Внутренние поперечные стены в подземной  части здания заменены сваями с надетыми на них сборными оголовками типа «колокол». Ствол сваи заделывают в отверстие оголовка на глубину не менее 100 мм. По выровненной плоскости с оголовком укладывают плиты подвального перекрытия.

Выбор того или иного  типа фундамента определяется на основании технико-экономического сравнения.

Сплошной фундамент  в виде монолитной железобетонной плиты  устраивают под всей площадью здания. Такие фундаменты возводятся в случае, если нагрузка, передаваемая на фундамент, значительна, а грунт слабый. Сплошные фундаменты обеспечивают равномерную осадку здания и защищают подвальные помещения от подпора грунтовых вод. Фундаменты проектируют в виде плоской или ребристой плиты с расположением ребер под несущими стенами или колоннами. Ориентировочно толщину фундаментной плиты ребристой конструкции назначают 1/8-1/10 пролета несущих конструкций, а для сплошных — 1/6-1/8 пролета

При небольших нагрузках  на фундамент непрерывные ленточные  фундаменты полстены малоэтажных домов  без подвалов целесообразно заменять столбчатыми. Каркасные здания возводят на столбчатых фундаментах. Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундаментов (4-5 м.), когда устройство ленточного фундамента нецелесообразно из-за большого расхода строительных материалов.

Фундаментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными, бетонными, железобетонными.

В состав столбчатых фундаментов  входят:

• плитная часть из одной или нескольких ступеней;
• подколонник с углублением (стаканом) для установки колонн.

По конструктивному  решению столбчатые фундаменты могут  быть монолитными, возводимыми на месте  строительства в опалубке, и сборными, изготовленными на заводе.

Под кирпичные столбы фундаменты выполняют из железобетонных плит, уложенных одна на другую, или в виде ступенчатых опор из природного камня.

Столбчатые фундаменты под несущими стенами здания устанавливают  в углах, в местах примыкания и  пересечения стен, а на протяженных  участках — через 3-6 м.

Поверх опор столбчатых фундаментов укладывают железобетонные балки, передающие нагрузку от стен на фундаменты. Сборные фундаменты устанавливают на песчаную подушку толщиной 100—150 мм. Для предохранения фундаментных балок от сил пучения грунта, а также для свободной их осадки (при осадке здания) под ними выполняют песчаную подсыпку толщиной 0,5-0,6 м. Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола, подсыпку устраивают из шлака или керамзита.