Виды гражданских зданий и их элементы

Введение 

     Наземные  постройки с помещениями для  отдыха, учебы, работы называют зданиями. К ним относят жилые дома, школы, кинотеатры, вокзалы, заводские цехи, теплицы и т.д.

     В соответствии с назначением здания могут быть объединены в следующие  группы:

• жилые — для постоянного или временного проживания (квартирные дома и общежития);
• общественные — для социального обслуживания и размещения административных учреждений (школ, кинотеатров, поликлиник, заводоуправлений и т.д.);
• промышленные — для размещения производств (цехи, депо, мастерские, гаражи и т.п.);
• сельскохозяйственные — для обслуживания потребностей сельскохозяйственного производства (коровники, птичники, овощехранилища и т.д.).

     Виды  гражданских зданий и их элементы 

     Гражданские здания предназначаются для обслуживания бытовых, общественных и культурных потребностей человека.  

В категорию гражданских  зданий входят:

• жилые здания — многоквартирные многоэтажные и малоэтажные жилые дома, общежития и гостиницы, одноквартирные дома усадебного типа, временные жилища на стройках и разработках;
• общественные здания — здания детских учреждений (ясли, детские сады), школ, техникумов, высших учебных заведений, административные здания, здания лечебных учреждений, санаториев и домов отдыха, учреждений хозяйственно-бытового обслуживания, предприятий общественного питания и торговли, клубов, павильоны различного назначения и др.

     В категории гражданских здании особое место занимают такие здания общественного  назначения, как зрелищные (театры, кинотеатры, цирки), дворцы культуры, здания железнодорожных, автомобильных и  аэровокзалов, музеи, выставочные залы и павильоны, спортивные сооружения (крытые помещения для спорта, стадионы, катки, бассейны, манежи и др.), крытые рынки и др., отличительная особенность  которых — наличие зальных  помещений с пролетами больших  размеров.

Гражданские здания по этажности  делятся на:

• одноэтажные;
• малоэтажные — высотой до 3 эт., применяемые преимущественно в сельском и поселковом строительстве;
• многоэтажные — от 4 до 9 эт., применяемые в массовой застройке городских жилых массивов;
• здания повышенной этажности — от 10 до 20 эт., предназначенные для строительства в крупных городах;
• высотные — высотой более 20 эт., возводимые в особых случаях в крупнейших городах.

     Кроме того, здания могут быть смешанной  этажности, в которых сочетается одноэтажная и многоэтажная застройка.

     Отдельные этажи зданий имеют определенные названия. Этаж, заглубленный в землю, носит название подвала или подвального  этажа. Этаж, заглубленный в землю  менее чем на половину его высоты, называют цокольным или полуподвальным. При использовании объема чердака  для размещения в нем помещений  образуется мансардный этаж. Основные надземные этажи обозначают порядковыми  номерами, начиная с этажа, расположенного непосредственно над землей, над  подвалом или над цокольным этажом. Кроме основных этажей в зданиях  повышенной этажности и в высотных зданиях иногда устраивают промежуточные  технические этажи для размещения инженерного оборудования (отопительных систем, вентиляционных камер, насосных станций для подкачки воды в верхние  этажи и др.). Число этажей в  здании указывается по числу основных этажей, не считая подвального, цокольного и технических этажей. Цокольный  этаж включают в число надземных  этажей в том случае, если верх его  перекрытия возвышается над уровнем  земли не менее чем на 2 ж. В  случае необходимости уточнить характер здания указывают наличие подвала, цокольного этажа или мансарды, например «шестиэтажный дом с подвалом».  

     В общественных зданиях с помещениями  зального типа, при относительно небольших  размерах этих помещений (спортивный зал  или учебные мастерские учебных  заведений, школ и т. п.), залы размещают  либо в пристройках к основному  объему зданий, либо в верхнем этаже  многоэтажных зданий. В зданиях зрелищных  предприятий, крытых рынков, спортивных комплексов и т. п. крупные помещения  зального типа могут быть основным объемом здания. В этом случае обслуживающие  и вспомогательные помещения  размещают в пристройках к  основному объему.

     Конструктивные  элементы, из которых состоит каждое здание, делят в соответствии с  их основным назначением на две группы конструкций: несущие и ограждающие (рис. 1).  

Рис. 1. Схема крупноблочного многоэтажного жилого дома с несущими продольными  стенами:

     1 - наружная несущая стена из крупных блоков; 2 - внутренняя продольная несущая стена; 3 - междуэтажное перекрытие; 4 - надподвальное перекрытие; 5 - стена подвала; 6 - опорная плита фундамента; 7 - настил покрытия; 8 - совмещенная крыша: 9 - цоколь; 10 - гидроизоляция; 11 - пол по грунту; 12 - перегородка; 13 - пол (линолеум) по подготовке; 14 - сборный карнизный элемент; 15 - пароизоляиия; 16 - утеплитель; 17 - люк - выход на крышу; 18 - цементная стяжка; 19 - гидроизоляция. 

     Несущие конструкции воспринимают нагрузки, возникающие в здании, и обеспечивают его прочность и устойчивость. Основной конструкцией, воспринимающей все нагрузки, возникающие в здании, является несущий остов здания, состоящий  из вертикальных несущих элементов (стен, столбов, стоек, колонн и др.), поддерживающих горизонтальные несущие  элементы конструкций (прогоны, ригели, балки, стропильные фермы, арки, настилы  и панели перекрытий и покрытий). Через несущий остов нагрузки передаются на фундаменты, опирающиеся  на основание в виде естественного  грунта или искусственное, а также  на сваи, опускные колодцы и др.

     Действующие на здание нагрузки слагаются из постоянных, которые учитываются как в  ходе строительства, так и при  эксплуатации зданий (собственный вес  всех строительных конструкций, как  несущих, так и ограждающих, а  также вес и давление грунта), и временных, которых в отдельные  периоды строительства или эксплуатации здания может и не быть. Временные  нагрузки и воздействия на здания различаются в зависимости от длительности их действия. К временным  длительным нагрузкам относятся  такие, как вес установленного в  здании стационарного оборудования, нагрузки на перекрытия в помещении  архивов, книгохранилищ, библиотек  и т. п.

     К кратковременно действующим нагрузкам  и воздействиям относятся нагрузки от мебели и легкого оборудования, от веса толпы, веса снегового покрова, давления ветра, а также температурные  климатические воздействия.

     Временные нагрузки в помещениях общественных зданий, где возможны значительные скопления людей (на трибунах стадионов, в спортивных залах, залах и фойе кинотеатров, клубов, театров, в выставочных  залах и т. п.), относятся к категории  длительно действующих.

     В сейсмических районах учитываются (по специальным нормам) сейсмические воздействия, а в районах с  просадочными грунтами — воздействия  просадок основания.

     Ограждающие конструкции защищают здание от атмосферных  воздействий, изолируют его от внешнего пространства и, кроме того, разделяют  внутренний объем на отдельные этажи  и каждый этаж на отдельные помещения.

     к атмосферным воздействиям, от которых  приходится защищать здания, относятся: влияние низких зимних или высоких  летних температур, атмосферные осадки — дождь, снег, проникание воздуха  через ограждающие конструкции  при сильном ветре (инфильтрация) и комбинации этих воздействий.

     К ограждающим конструкциям относятся: наружные стены, окна, фонари и двери, покрытия, внутренние стены и перегородки, надподвальные, междуэтажные и чердачные  перекрытия. Некоторые части зданий (например, стены, перекрытия, покрытия) могут одновременно выполнять функции  как несущих, так и ограждающих  конструкций.

     Наружные  стены подразделяются на: несущие, воспринимающие кроме нагрузок от собственного веса и давления ветра также нагрузки от покрытий (крыш), перекрытий и др.; самонесущие, воспринимающие нагрузку только от собственного веса стен всех этажей здания и от давления ветра; ненесущие, в том числе навесные, воспринимающие нагрузки только от собственного веса и давления ветра в пределах одного этажа или одной панели. В зданиях с самонесущими и  ненесущими наружными стенами нагрузки от перекрытий и покрытий передаются на колонны каркаса или на поперечные несущие стены.

     Стены зданий могут быть выполнены из природного камня, кирпича, бетона, крупных стеновых блоков, крупных панелей. Несущие  стены одноэтажных и двухэтажных  зданий выполняют также из сырцового  и саманного кирпича, деревянных щитов, брусьев или бревен и из других местных материалов. Стены  — основная часть здания, определяющая его конструктивный характер и общий  архитектурный облик. Название материала  стен часто характеризует архитектурно-конструктивный тип дома, например каменный, кирпичный, крупноблочный, крупнопанельный, деревянный щитовой или рубленый и т. д.

     Перекрытием называется горизонтальная конструкция, разделяющая этажи друг от друга  и воспринимающая нагрузки от веса людей, мебели и оборудования. Перекрытие, расположенное между первым этажом и подвалом, называется надподвальным. Перекрытие, разделяющее надземные  этажи здания, называют междуэтажным, причем нижняя его поверхность является потолком нижележащего этажа, а верхняя  — полом этажа, расположенного выше перекрытия. Перекрытие обычно состоит  из несущей конструкции — плит и балок (опирающихся непосредственно  на стены или колонны или на ригели) и чистого пола. Ригели опираются  на несущие стены или колонны.

     Для защиты здания от атмосферных осадков  устраивают покрытие (или крышу) из несущих конструктивных элементов, воспринимающих нагрузки от собственного веса покрытия, снегового покрова  и давления ветра, и ограждающих  элементов, предназначенных для  отвода атмосферных вод, защиты здания от дождя и снега, от потерь тепла  через покрытие, а в южных районах  — и от перегрева солнцем.

     Верхний внешний элемент ограждающей  части покрытия, непосредственно  подвергающийся атмосферным воздействиям, называется кровлей. В кровле также  есть несущая часть (в виде обрешетки, настила), по которой укладывают ограждающий  или водоизолирующий покров (рулонный ковер, плиты, черепицу и др.).

     При устройстве кровли из материалов, требующих  больших уклонов, над зданием  устраивается крыша, состоящая из стропильных  несущих конструкций, по которым  укладывается кровля. При этом образуется неотапливаемое пространство крыши  под кровлей, которое называется чердаком, а перекрытие, отделяющее верхний этаж здания от чердака, называется чердачным. При пологих, а также  плоских кровлях чердачное перекрытие и кровлю можно совмещать в  одной конструкции, которая называется совмещенной крышей или бесчердачным покрытием.

     Внутреннее  пространство этажа разделяют на отдельные помещения (залы, комнаты) перегородками и внутренними  стенами. В наружных стенах устраивают дверные и оконные проемы. Проемы заполняют остекленными оконными переплетами  и дверными полотнами.

     Кроме указанных основных частей в зданиях  имеется ряд элементов, необходимых  для обеспечения их нормальной эксплуатации.

     К таким элементам в жилых зданиях  относятся: лестницы, лифты, эркеры, балконы, лоджии, крыльца, цоколи, карнизы и  др. В комплекс здания входят, кроме  того, санитарно-технические устройства и инженерное оборудование, в том  числе: системы и приборы отопления, вентиляции, водоснабжения, газоснабжения, теплоснабжения, электроснабжения, а  также встроенная мебель (стенные  шкафы, антресоли, оборудование кухонь и др.).

     В общественных зданиях устраивают, кроме  того, световые фонари для верхнего света, подвесные потолки, галереи, трибуны, балконы, площадки для размещения различного оборудования, системы кондиционирования и др. 
 
 
 
 
 
 
 

     Варианты  объемно-планировочных  решений и их оценка 

     Поиски  вариантов на начальном этапе  проектирования связаны с выбором  конструктивной и строительной систем и схемы здания. Понятие конструктивной системы включает общую конструктивно-статическую  характеристику сооружения независимо от способа ее возведения и вида используемых материалов.

     Конструктивная  система — это сочетание взаимосвязанных  несущих конструкций, придающих  зданию необходимые прочность, жесткость  и устойчивость. Она должна удовлетворять  основным эксплуатационно-техническим, экономическим, санитарно-гигиеническим  и эстетическим требованиям. При  выборе конструктивной системы важное значение имеют несущие конструкции, состоящие из взаимосвязанных вертикальных и горизонтальных элементов здания. Планировочное решение жилого здания во многом зависит от его конструктивной схемы, применяемых строительных материалов и методов строительства. Выбор  той или иной схемы зависит  от этажности здания, объемно-планировочной  структуры, вида строительных материалов, базы строительной индустрии и т.д. Обычно на первом этапе проектирования конструктивную схему здания принимают, руководствуясь составом и взаимным размещением в пространстве его  вертикальных несущих конст­рукций. При этом учитывают объемно-планировочные, конструктивные и технологические  требования. Здания проектируют как  по каркасным, так и по бескаркасным схемам. Кирпичные здания возводятся со стенами из искусственных штучных элементов кирпича. В отдельных случаях вместо кирпича могут использоваться естественные материалы — различные мелкие камни. Кирпичные дома, имеющие ряд недостатков, тем не менее, еще довольно часто возводятся в городах, городских поселках и на селе. Они прошли многолетнюю проверку в строительстве, обладают достаточно высокими тепло- и звукозащитными качествами, необходимой огнестойкостью и большой пластичностью, обеспечивающей высокие архитектурные качества зданий. Положительным в зданиях данного типа является еще и то, что их строят из местных материалов, а это способствует развитию местной строительной индустрии и создает дополнительные рабочие места. Крупнопанельные здания, монтируемые из предварительно изготовленных на заводах крупноразмерных плоскостных элементов стен, перекрытий и покрытий, перегородок и других конструкций, до последнего времени составляли 50 % общего объема жилищного строительства. Возведение крупнопанельных зданий позволяет существенно повысить степень индустриальное строительства и производительности труда, сократить сроки возведения и снизить стоимость. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Конструктивные  типы и схемы гражданских  зданий 

     Здания, выполняемые из заранее изготовленных  крупноразмерных плоскостных элементов  стен, перекрытий, покрытий и других элементов, называют крупнопанельными. Панели, производимые в заводских  условиях, имеют повышенную готовность: в них вмонтированы окна, двери, отопительные приборы. Применение таких конструкций  повышает производительность труда, сокращает  сроки строительства.

     Конструктивные  элементы здания (фундаменты, стены, колонны  и перекрытия), соединяясь между  собой в пространстве, образуют несущий  остов. По особенностям пространственного  остова различают следующие конструктивные типы зданий: бескаркасный, каркасный и с неполным каркасом (рис. 2).

Рис. 2. Конструктивные типы гражданских зданий:

     а — бескаркасный; б — каркасный; в — с неполным каркасом; 1 —  несущие стены; 2 — междуэтажные перекрытия; 3 — колонны; 4 — ригели; 5 — самонесущие стены. 

     Бескаркасные  здания (с несущими стенами) представляют собой системы ячеек, образованных стенами и перекрытиями. Наружные и внутренние стены воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий. Бескаркасный тип получил широкое распространение при возведении жилых домов, школ и других общественных зданий.

Для пятиэтажных крупнопанельных  домов наибольшее применение нашли  следующие основные конструктивные бескаркасные типы:

1. с несущими продольными стенами (рис. 3, а);
2. с часто расположенными поперечными стенами и с перекрытиями размером «накомнату» (рис. 3,6);
3. с несущими поперечными стенами и опиранием перекрытий на две или три стороны, с несущими редко расположенными стенами, с перекрытиями из предварительно напряженных многопустотных железобетонных настилов, с поперечными несущими стенами, работающими на изгиб как балки-стенки (рис. 3, в);
4. с несущими продольными наружными и внутренними стенами, поперечными диафрагмами жесткости и перекрытиями из железобетонных предварительно напряженных многопустотных настилов, опирающихся на две стороны.

Рис. 3. Конструктивные типы бескаркасных крупнопанельных зданий. 

Крупнопанельные жилые дома повышенной этажности сооружаются  как бескаркасные здания с поперечными  несущими стенами:

• с опиранием панели по контуру, с шагом поперечных стен 2,6 и 3,2 м и расстоянием между осями трех продольных стен здания по 5,75 м;
• с шагом 3,2 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5,6 м;
• с шагом поперечных стен 2,7 и 3,3 м и расстоянием между осями трех продольных стен 6 м;
• с шагом 3,2 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5 м;
• со взаимосмешанным шагом 3,0 и 3,3 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5,7 и 4,8 м;
• с поперечным шагом 6 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5 м;
• с шагом поперечных несущих стен 2,65 и 3,4 м и расстоянием между осями трех продольных стен 5,76 м;
• с продольными несущими стенами с двумя пролетами по 6 м каждый.

     Каркасные крупнопанельные здания выполняют  в виде многоярусной пространственной системы, состоящей из колонн и междуэтажных перекрытий. Несущими элементами являются колонны, ригели и перекрытия, а роль ограждающих элементов выполняют наружные стены. Такой конструктивный тип используют для возведения высотных зданий, а также в тех случаях, когда необходимы помещения значительных размеров, свободные от внутренних опор (рис. 4).

Рис. 4. Конструктивные типы каркасных зданий:

     а — с продольным расположением  ригелей; б — с поперечным расположением  ригелей; в — безригельное решение; г — с пространственным каркасом; д — с неполным поперечным каркасом и несущими наружными стенами; е  — с опиранием панелей на наружные панели и две стойки по внутреннему  ряду; 1 — самонесущие стены; 2 —  колонны; 3 — ригели; 4 — плиты  междуэтажных перекрытий; 5 — надколонная  плита перекрытия; 6 — межколонные  плиты; 7 — панель-вставка.

Пространственная  жесткость в крупнопанельных  зданиях достигаетается устройством:

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

     В зданиях с неполным каркасом наряду с внутренним рядом колонн нагрузку от междуэтажных перекрытий воспринимают наружные стены. В современном строительстве  такой конструктивный тип имеет  ограниченное применение (см. рис. 2, в).

     Каждый  конструктивный тип здания, в свою очередь, имеет несколько конструктивных схем, различающихся взаимным расположением  несущих элементов.

Для бескаркасных типов  зданий характерны следующие  схемы:

• с продольным расположением несущих стен (в этом случае на них опираются междуэтажные перекрытия);
• с поперечным расположением несущих стен (в данном случае наружные стены, за исключением торцовых, — самонесущие, на них не передаются нагрузки от перекрытий);
• перекрестная — с опиранием плит перекрытия (по контуру) на продольные и поперечные стены.

     Для каркасного типа зданий могут применяться  схемы с поперечным расположением  ригелей, с продольным расположением  ригелей и безригельные.

     Выбор конструктивной схемы влияет на объемно-планировочное  решение здания и определяет тип  его основных конструкций.

     Здание  и его элементы, подвергающиеся воздействию  вертикальных и горизонтальных нагрузок, должны иметь достаточную прочность (способность отдельных конструкций  и всего здания воспринимать приложенные  нагрузки), устойчивость (способность  здания сопротивляться воздействию  горизонтальных нагрузок) и пространственную жесткость (способность отдельных  элементов и всего здания не деформироваться  при действии приложенных сил.

     С увеличением этажности здания возрастают различные нагрузки, действующие на него. С помощью специальных мер достигаются необходимые устойчивость и пространственная жесткость здания.

     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. 
 
 
 
 

     Заключение

     Здания  и сооружения играют важную роль в  жизни современного общества.

     Можно утверждать, что уровень цивилизации, развитие науки, культуры и производства в значительной мере определяются количеством  и качеством построенных зданий и сооружений.

     Жизнь и быт российских людей обусловливаются наличием необходимых зданий и сооружений, их соответствием своему назначению, техническим состоянием.

     Важнейшая народнохозяйственная задача — снижение стоимости зданий в результате экономичного решения плана здания, выбора соответствующих  материалов и конструкций с учетом их стоимости, долговечности и эксплуатационных качеств, применения высокопроизводительных технологий, сокращения сроков и повышения  качества строительства. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы 

1. Туполев - Конструкции гражданских зданий.
2. http://www.derevnik.ru/