Основы строительного дела

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ по дисциплине «ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬНОГО ДЕЛА» для студентов очного и заочного, обучающихся по специальностям землеустройство и кадастры 21.03.02 Кирвякова Н.К., Белова А.В. Основы строительного дела: Учебное пособие по дисциплине «Основы строительного дела» (для студентов очного и заочного обучения спец. «Землеустройство и кадастры»). – Ставрополь. В учебном пособии представлен лекционный материал по курсу дисциплины «Основы строительного дела». ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Целью изучения основ строительного дела является обеспечение инженерной подготовки кадров для работы в области городского кадастра. Курс нацелен на решение задач, связанных с развитием конструкторского мышления студентов, формированием у них знаний и умений, необходимых для профессиональной деятельности, так и для повышения общей компетентности в архитектурно-строительной области. Изучая основы архитектуры и строительства зданий и сооружений, студент должен приобрести компетенции в области проектирования и строительства.  владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию, систематизации информации, постановке цели и выбору путей её достижения;  способностью находить организационно - управленческие решения в нестандартных ситуациях и готов нести за них ответственность;  усвоить основные положения конструирования зданий и сооружений и их конструктивных частей;  иметь представление об оптимизации конструктивных решений;  уметь использовать знания о едином объекте недвижимости для разработки управленческих решений;  овладеть навыками выполнения архитектурно-строительных чертежей зданий и сооружений, их конструктивных элементов с учетом СНиПов и действующих нормативных актов;  стремится к самообразованию, повышению своей квалификации и мастерства;  осознать социальную значимость своей будущей профессии, обадает высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности. В данном курсе рассматривается следующие вопросы:  Виды зданий и требования к ним.  Единая модульная система, унификация, типизация, стандартизация в строительстве.  Объемно планировочные решения гражданских и производственных зданий.  Конструктивные решения зданий.  Основы проектирования зданий и их ограждающих конструкций.  Основные строительные работы.  Износ, амортизация, ремонт и модернизация объектов.  Условия приемки объектов. На примере проектирования одноквартирного двухэтажного дома студент должен научиться: 2  принимать самостоятельные решения;  овладеть навыками строительного черчения;  научиться работать с нормативными документами;  производить простейшие расчеты;  усвоить основы подхода к применению достижений архитектурно-строительной науки и практики;  принципы единства материала, конструкции, формы, способа создания формы и их гармонии. Все эти знания помогут легче осваивать новые дисциплины 3 ВВЕДЕНИЕ Чтобы уяснить сущность строительных материалов и конструкций необходимо представить историю их развития. Историю строительства можно разделить на два периода: первый (ранний), когда методы строительства были в основном эмпирическими, и второй, когда строительная техника стала базироваться на научной основе (с XIX в.). На людей Древнего мира и на современников большое впечатление производили размеры сооружений. В I в. до н.э. был составлен список семи чудес свети: 1. пирамиды Египта 2. висячие сады Семирамиды в Вавилоне 3. храм Артемиды (Дианы) Эфесской в Малой Азии 4. статуя Зевса в Олимпии 5. гробница царя Мавзола (Мавзолей) в Малой Азии 6. Колосс Родосский (статуя Гермеса в Родосе) 7. маяк (Фарос) в Александрии Все эти чудеса света поражали количеством использованных строительных материалов. Строительство велось по строгому строительному Уставу. Одна из надписей, сохранившаяся на колонне гласит: «Если строитель построил дом для человека, и работа его не крепка, и дом, построенный им, обвалился и убил владельца, то строитель сей, должен быть казнен». Требования уставов были направлены прежде всего на обеспечение надежности сооружений, а не на экономию материалов. Еще в I в. до н.э. римским архитектором Марком Витрувием была написана основополагающая формула: польза, прочность, красота, которая справедлива по сей день. Польза – цель, ради которой создается здания, т.е. функциональное назначение. Прочность – обязательное условие материального существования здания. Красота нужна для удовлетворения эстетических потребностей человека. Архитектор должен подходить к построению здания, как красивого произведения искусства. Сейчас к построению зданий и сооружений предъявляется еще одно требование – экономичность. В античную эпоху, когда уровень развития строительной техники был низок, для строительства использовались материалы в их природном состоянии. Природный камень имел широкое распространение и благодаря своим свойствам (долговечность, прочность, декоративность), имел преимущества перед другими строительными материалами (дерево, глина). 4 Камень монументальных зданий стал материалом, который в государствах с деспотичной формой правления лучше всего выражал идеи величия и вечности. В древнем Египте (XXX-XI в до н.э.) основным материалом для построек в массовом строительстве служил кирпич-сырец, в монументальном – горные породы камня известняк, песчаник, гранит, базальт. Кирпич изготовлялся с помощью деревянных форм из смеси глины, ила, мелкой гальки и рубленой соломы. Кладка велась на раствор из глины, извести, песка или «насухо» - без раствора. Основными конструкциями каменных монументальных сооружений Египта были стена и стоечно-блочная система. Дерево применялось в конструкциях перекрытий, крыш и для опор галерей. Использовались стволы пальм, связки из тростника и камыша. Расцвет производства керамического кирпича начался в Двуречье – долине рек Тигра и Евфрата. Из-за отсутствия дерева и камня, глина стала ценным строительным материалом. Несмотря на трудности изготовления обожженного кирпича, из-за нехватки топлива, он стал играть значительную роль в архитектуре Вавилона. Знаменитая Вавилонская башня была облицована снаружи голубовато-лиловым глазурованным кирпичом. На башню были израсходованы не менее 40 млн. кирпичей. В Вавилоне строили дома в три и даже четыре этажа с террасами. В V в до н.э. Афины стали центром греческой науки и архитектуры. Греки заложили основы геометрии, механики, статики, что послужило основой развития инженерных наук. Основным строительным материалом был кирпич-сырец, а обожженный имел ограниченное применение. Широко применялось дерево. Вершиной развития архитектуры древней Греции стал Парфенон – самый большой храм того времени. Его размеры в плане 30,8 х 69,5 м, а высота колонн 10,4 м при диаметре в нижней части 9 м. ВVI – IV вв до н.э. в Греции получили развитие дорический, ионический и коринфский ордера, которые оказали большое воздействие на развитие архитектуры вплоть до XX века. Во времена императорского Рима высокий технический уровень имело строительство из бетона. Пески вулканического происхождения, обладающие цементирующим свойством, при смешивании с известью позволяли получать раствор, напоминающий современное цементное вяжущее. В качестве заполнителя использовалась дробленная керамика или кирпич, природный камень или бут разрушенных строений. Постоянная опалубка выполнялась из сплошной каменной кладки. Прочность бетонных сооружений не вызывала сомнений, толщина стен иногда достигала нескольких метров. Значительным вкладом римлян стало дальнейшее развитие свода и купола. До середины XIX века их никто не мог превзойти. Метал - один из наиболее старых искусственных материалов. На протяжении столетий железо применялось только для отдельных деталей в виде штырей, скоб, закрепок и т.п. 5 В Европе дерево использовалось для каркаса стен, так называемый «фахверк». В русской средневековой архитектуре деревянные конструкции имели огромные значения. Дерево, как строительный материал было широко распространено в связи с лесными богатствами Руси. Популярности дерева способствовала легкость его обработки, малая теплопроводность, быстрота возведения построек, несмотря на то, что они страдали от гнили и были пожароопасными. Из дерева на Руси строились не только жилые дома для народа, но и богатые дворцы знати, культовые здания, оборонительные сооружения. Примером может служить царский дворец в Коломенском. Конструктивной основой русского деревянного здания является рубленная с помощью топора «клеть», состоящая чаще всего из сосновых бревен – венцов, уложенных горизонтально друг на друга, с прокладкой из мха, связанных но углам врубками. Наиболее распространение имели врубки с остатком – «в обло» и врубки без остатка – «в лапу». Широкое применение имели шатровые покрытия над квадратными или восьмигранными в плане объемами. Конструкция их была чаще всего рубленая, с уменьшением к верху длины венцов, с XVII в встречаются стропильные конструкции. Шатры покрывали досками или мелкоразмерными элементами. Шедевром деревянного зодчества и строительной техники является многоглавая церковь Преображения в Кижах (1714 г.) Вершиной зодчества из камня стала готическая архитектура храмов Европы (XII – XVI вв). Для облегчения массы здания и экономии средств в теле свода выделили каркас. Основными элементами готического каркаса являются арочные ребра сводов. Заполнение каркаса здания стало легким. Стена несла в основном только собственную тяжесть, что позволило увеличить проемы и осветить интерьер. Тело стены стали заменять каменной решеткой, ячейки которой застекляли. Стеклянные витражи готических соборов собирались из малоразмерных стекол при помощи свинцовых полосок в более крупные элементы или даже панели, которые крепились к каменным импостам и перемычкам оконных проемов. В XVI в. стекло стало обычным строительным материалом в домах жителей среднего сословия. Широкое распространение стали получать изделия из железа. С XIII века привлек к себе внимание более твердый, чем железо металл – чугун. В конце XVIII веке активизировалось внедрение металла в строительство. Возрождение бетона, его второе открытие относится к концу XVIII в. Россия в конце XIX – начале XX в. занимала одно из ведущих мест в научном изучении бетона и его практическом применении. Были улучшены его качества. Ученые России внесли большой вклад в изучение современной работы бетона и арматуры, создали первые нормы и технические условия. Современное развитие конструкций – это постоянное совершенствование строительных материалов и методов конструирования. 6 Лекция 1 ВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Цель лекции: изучение стадий строительства структурных частей и классификации зданий, определения. План 1. Введение в дисциплину. 2. Общие сведения о зданиях. Структурные части здания. 3. Классификация зданий. 4. Типизация, унификация и стандартизация. 5. Модульная система. 6. Проектирование. 7. Строительные нормы и правила. Введение в дисциплину В последние годы строительная индустрия вышла на новый уровень, претерпела массу изменений и стала одной из самых выгодных, быстроразвивающихся и перспективных отраслей. В строительство вкладываются огромные средства, растет спрос на дома, коттеджи, офисы, торговые объекты. Сегодня не так сильно отличаются, как это было раньше, работы по возведению многоквартирного дома и загородного особняка. Правда, во втором случае строителю приходится не только соблюдать все строительные нормы и правила, но и прислушиваться к мнению заказчика, выполнять все его желания, и для воплощения идей архитектора зачастую требуется гораздо больше знаний и опыта, чем при возведении многоквартирного дома. В дальнейшей вашей работе многим придется заниматься оценкой зданий и сооружений, построенных в разные годы. Поэтому необходимо иметь представление об объемно-планировочных и конструктивных решениях зданий и сооружений, технологии их возведения, а также о строительных материалах. Постоянно повышаются требования к внутренней и внешней отделке зданий и сооружений. Появление новых материалов стимулирует фантазию дизайнеров, повышает запросы населения. Появление новых материалов требует новых технологий строительства, нового оборудования. За два семестра мы изучим технологические процессы строительства гражданских и промышленных зданий: подготовительные, земляные, монтажные, бетонные, кровельные, теплоизоляционные и другие работы. Строительные работы – это совокупность производственных процессов, результатом выполнения которых является конечная продукция – здание и сооружение. Монтажные работы – это совокупность производственных операций по установке в проектное положение и соединению в одно целое 7 строительных конструкций, трубопроводов, узлов технологического оборудования. Монтажные работы включают: монтаж металлических, железобетонных и деревянных строительных конструкций, монтаж санитарно-технических систем (водоснабжения, канализации, газоснабжения, отопления, вентиляции); монтаж электротехнических устройств и монтаж технологического оборудования. Строительные работы делятся на общестроительные, включающие земляные, бетонные и железобетонные, каменные, отделочные, а также монтаж строительных конструкций, и специальные работы – монтаж внутреннего санитарно-технического оборудования, электромонтажные и другие работы, выполняемые специализированными организациями. В строительном производстве работы группируют по стадиям, которые называют циклами. После подготовительного периода осуществляют работы первой стадии – подземного (нулевого) цикла. В состав работ этой стадии входят земляные работы (рытье котлована и обратная засыпка грунта с уплотнением); бетонные и железобетонные работы (устройство фундаментов, бетонной подготовки и отмостки); монтаж строительных конструкций (колонн и стен подвала); гидроизоляционные работы (гидроизоляция пола и стен подвала). Вторая стадия – монтаж конструкций (железобетонных, стальных) наружных и внутренних стен, оконных переплетов, кровельные, столярные, санитарно-технические и др. работы (установка коробов вентиляционных систем). В третьей, заключительной стадии, которую называют отделочным циклом, производят отделочные работы (окраска или оклейка стен, потолков, окон, дверей), устройство пола, внутренние санитарнотехнические и электромонтажные работы, монтаж технологического оборудования. Организация спецработ согласуется с общестроительными работами, так ввод газопровода, канализации устраивают во время работ «нулевого» цикла. Общие сведения о зданиях. Структурные части здания. Зданием называют наземное строение, имеющее внутреннее пространство, предназначенное для определенного вида человеческой деятельности и отдыха. Каждое здание состоит из отдельных взаимосвязанных структурных частей, образующих несущий остов. В зависимости от назначения элементы зданий разделяют на несущие и ограждающие. Несущие конструкции воспринимают все нагрузки, действующие на здание. Для них применяют материалы, обладающие прочностью, влаго- и морозостойкостью. К несущим конструкциям относят фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия и крыши. Ограждающие конструкции изолируют помещения от шумов, атмосферных воздействий, обеспечивают 8 нормальные эксплуатационные условия внутри зданий и помещений. К ограждающим конструкциям относят наружные и внутренние стены, перекрытия, полы, перегородки, двери, окна, кровли. Здания состоят из следующих частей. Фундаменты – нижняя подземная часть здания, воспринимающая нагрузку от массы здания, распределяющая и передающая ее на грунт (основание). Плоскость, которой фундамент опирается на грунт, называют подошвой фундамента. Расстояние, отмеренное по вертикали от поверхности земли до подошвы фундамента – глубина заложения фундамента. Основной массив фундамента называют его телом, а нижнюю, обычно уширенную часть, - подушкой фундамента. Стены могут быть несущими и ограждающими. Стены, ограждающие помещение от внешнего пространства, называют наружными, стены между двумя помещениями – внутренними. Несущие стены кроме собственной массы воспринимают нагрузку от других структурных частей зданий (перекрытий, перегородок, покрытий и т.д.). Самонесущие стены несут только собственную массу. Нижняя часть стены, расположенная непосредственно над фундаментом, называется цоколем. Верхняя, нависающая над стеной – карнизом. Выступающая над кровлей – парапетом. Колонны – отдельно стоящий вертикальный конструкционный элемент здания, предназначенный для передачи нагрузки от перекрытий на фундаменты. Перекрытия – конструкции, разделяющие здание по высоте на этажи. Перекрытия должны быть прочными, долговечными, огнестойкими и воспринимать кроме собственной массы, нагрузки от людей, оборудования и мебели. В зависимости от расположения, перекрытия подразделяют на междуэтажные – между смежными по высоте этажами, нижние – между первым этажом и подпольем, подвальные – между первым этажом и подвалом, чердачные – между верхним этажом и чердаком. Крышей называется верхняя часть здания, защищающая его внутреннее пространство от атмосферного воздействия. Кровлей называется верхняя водонепроницаемая оболочка крыши. При совмещении функций перекрытия и кровли конструкцию называют покрытием. Для связи между этажами служат лестницы. Они состоят из лестничного марша и лестничной площадки. Отсек, в котором расположены эти элементы, называется лестничной клеткой. Помимо лестниц в домах свыше 5-ти этажей устанавливают лифты, которые располагают, как правило, в одном отсеке с лестницей, называемом лестнично-лифтовым узлом. Перегородки в зданиях разделяют внутреннее пространство на отдельные помещения. Их выполняют из легких звукоизоляционных материалов. Кроме собственного веса, никакой нагрузки не несут. 9 Окна служат для освещения и проветривания помещений. Двери служат для сообщения смежных помещений и для связи внутреннего пространства с внешней средой. Классификация зданий Все здания в зависимости от их назначения подразделяют на гражданские, промышленные и сельскохозяйственные. Наиболее распространенные – гражданские здания. К ним относят жилые и общественные здания. Строительство ведут как по типовым, так и по индивидуальным проектам. По типовым проектам строят жилые дома, школы, детские сады. По индивидуальным – уникальные здания – театры, торговые центры, вокзалы, спортивные комплексы, в последнее время жилые дома и комплексы. Промышленные здания и сооружения предназначены для размещения машин и механизмов, применяемых для выпуска промышленной продукции. Сельскохозяйственные здания и сооружения служат для различных отраслей сельскохозяйственного производства. В основу классификации зданий и сооружений положено деление их на классы. Для каждого класса установлены требования, обеспечивающие нормальную эксплуатацию здания и сооружения в течение срока их службы, требования к долговечности основных конструктивных элементов и огнестойкости зданий и сооружений. Эксплуатационные требования диктуют состав помещений, размеры, сетку колонн, инженерно-техническую оснащенность здания, нормы площадей помещений, качество наружной и внутренней отделки. Требования к долговечности и огнестойкости обеспечиваются применением соответствующих конструкций, строительных материалов и изделий. Здания и сооружения относят к тому или иному классу в зависимости от ряда признаков: народнохозяйственного значения; размеров и мощности объекта строительства; градостроительных требований; концентрации материальных ценностей и уникального оборудования, устанавливаемого в здании или сооружении. По совокупности тех или иных признаков здания и сооружения каждого вида делят на четыре класса. К I классу относят здания с повышенными требованиями (уникальные). К IV классу – здания с минимальными требованиями (санитарно-гигиеническими, долговечности, огнестойкости). По степени огнестойкости здания подразделяются на группы и характеризуются возгораемостью и пределом огнестойкости основных строительных конструкций. Все требования обозначены в СНиП. Так, для зданий I класса не ниже II степени; для II класса не ниже III степени; для III и IV класса степень огнестойкости не нормируется. На случай возникновения 10 пожара в здании должна быть обеспечена возможность эвакуации людей через эвакуационные выходы (не менее двух). По долговечности (сроку службы) здания подразделяют на здания I степени (срок службы более 100 лет), II степени (50-100 лет), III степени (2050 лет), IV степени (до 20 лет – временные здания). Типизация, унификация и стандартизация зданий и сооружений Для обеспечения взаимозаменяемости строительных конструкций и изделий, возможности использовать их в различных типах зданий их размеры назначают с учетом типизации и унификации в строительстве. Типизация – установление оптимальных значений параметров размеров планировочных и конструктивных элементов и деталей. Унификацию в строительстве проводят с целью приведения к технически целесообразному и экономически выгодному единообразию типов зданий, сооружений, их конструктивных элементов. Стандартизация предполагает выполнение требований, установленных ГОСТами, СНиПами и другими нормативными документами. Конечная цель унификации, типизации и стандартизации заключается в определении минимального количества типоразмеров изделий с учетом разнообразия композиционных, архитектурно-планировочных и конструктивных решений зданий различного назначения. Так, для индустриального сборного строительства и производства строительных конструкций и деталей установлены определенные размеры и технические характеристики (типоразмеры и марки). При одних и тех же габаритах и одной конструкции изделия относятся к одному типоразмеру. Если они имеют различное армирование, закладные детали, монтажные отверстия, то их обозначают отдельной маркой. Модульная система Осуществление огромных объемов строительства потребовало создания крупной производственно-индустриальной базы. Разрабатывались типовые проекты для массового строительства. В задачу типового строительства входит сокращение сроков и стоимости, улучшение качества путем индустриализации. Осуществлялось возведение зданий из крупноразмерных конструкций. Для этого необходима взаимоувязка всех размеров применяемых изделий. Была разработана и утверждена «Единая модульная система в строительстве (ЕМС)». Она представляет собой совокупность правил координации размеров на базе общегосударственного модуля, равного 100 мм (М). Кроме основного модуля ЕМС устанавливает производные. Укрупненные 60М, 30М, 15М, 6М, и 3М и дробные модули 1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М, 1/100М. 11 На основе модульного ряда составляют модульную сетку, представляющую собой сетку модульных линий с расстояниями, равными модулям, принятым для конкретного проекта. Единая модульная система предусматривает три типа размеров номинальный, конструктивный, натурный. Основные параметры зданий и сооружений – шаг, пролет и высота. Шаг – расстояние между основными поперечными несущими конструкциями (стенами, колоннами). Пролет – расстояние между продольными несущими конструкциями. Высота этажа – разница в отметках чистых полов двух смежных этажей. Шаг и пролеты обозначают разбивочными осями. Проектирование Проектирование любого объекта представляет собой творческий процесс, осуществляемый архитекторами и инженерами различных специальностей на основе единых государственных норм и стандартов. Проектирование – многогранный процесс, включающий расчетные и проектно-конструкторские работы, в результате которых осуществляется интересный по архитектурному замыслу проект здания, отвечающего современным конструктивным, экономическим, противопожарным, санитарным и др. требованиям. Проект состоит из чертежей, расчетов, пояснительной записки и сметной документации. Разработка проекта здания или сооружения начинается с задания на его проектирование, которое составляет заказчик при участии проектной организации. Задание содержит исходные данные: стадийность проектирования, область применения с указанием климатических районов, расчетных наружных температур воздуха, сейсмичности, назначения и типа жилого или общественного здания, его этажности, протяженности, рекомендуемых типов квартир или помещений, площади, требовании к инженерному оборудованию и благоустройству. В задании на проектирование промышленного предприятия указываются: название района, пункта и площадки строительства, номенклатура продукции и мощность производства, основные технологические процессы, оборудование, основные источники обеспечения работы предприятия (сырье, электроэнергия, тепло, газ), намечаемое расширение. Разрабатываемая документация должна удовлетворять требованиям СНиП. Строительные нормы и правила Основным нормативным документом в строительстве являются Строительные нормы и правила (СНиП) – свод регламентирующих положений по составлению проектно-сметной документации, 12 осуществлению промышленного, гражданского и других видов строительства, эксплуатации и ремонту зданий, сооружений, конструкций. Строительные нормы и правила состоят из пяти частей: 1. Организация, управление, экономика. 2. Нормы проектирования. 3. Организация, производство и приемка работ. 4. Сметные нормы. 5. Нормы затрат материальных и трудовых ресурсов. СНиП – единый обязательный документ для всех проектных, строительных и монтажных организаций, любой ведомственной подчиненности, собственности, а также для организаций, осуществляющих приемку работ. Ведомства и министерства в дополнение к СНиП выпускают инструкции и указания, учитывающие особенности выполнения строительных процессов в тех или иных условиях. По мере повышения технического уровня строительства и освоения передового опыта строительного производства строительные нормы и правила периодически пересматриваются и обновляются. 13 Лекция 2 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ Цель лекции: ознакомление с типами зданий и конструктивными схемами и планировочными решениями. План лекции 1. Основные типы зданий. 2. Конструктивные схемы и конструкции. 3. Планировочное решение квартиры и ее элементов. 4. Примеры проектных решений. 5. Общие положения проектирования общественных зданий и их классификация. Основные типы зданий Жилые здания – самый массовый вид зданий, предназначаемый для проживания всех категорий семей, различной численности и половозрастного состава. Жилые здания по функциональному признаку могут быть: квартирного типа, общежития, интернаты. По этажности: малоэтажные 1-2 этажа, средней этажности 3-5 этажей, повышенной этажности 6-9 этажей и многоэтажные – 10-25, высотные – более 25 этажей. По благоустройству – с полным и неполным инженерным оборудованием. Основной тип жилого дома – квартирный, различной этажности, предназначен для постоянного проживания, а для временного – общежития. Квартирные дома подразделяют на два основных типа: дома с приквартирными участками, в основном это малоэтажные дома (1-2 этажа), применяемые в сельском и поселковом строительстве; дома без приквартирных участков – многоэтажные дома городского типа, позволяющие экономично использовать городскую территорию, рационально решать транспортные связи, сети инженерных коммуникаций и т.д. Общежития обычно проектируют для строителей, учащихся, для рабочих, работающих вахтовым методом. Одна из важнейших предпосылок создания полноценного жилища – учет климатических условий места строительства. Территория нашей страны вместе с ближайшим зарубежьем разбита на 4 климатических района: I – холодный, II – умеренный, III – теплый, IV – жаркий. Каждый из четырех основных климатических районов делится в свою очередь на подрайоны. Первый район включает пять подрайонов: IА, IБ, IВ, IГ, IД; второй – четыре IIА – IIГ; третий – три IIIА, IIIБ и IIIВ; четвертый – четыре IVА … Деление климатических районов на подрайоны дает возможность более точно учитывать особенности климата района строительства. Для создания комфортных условий в квартире в районах жаркого климата необходимо сквозное проветривание, т.е. помещения квартиры должны выходить на две противоположные стороны дома. Кроме того, в 14 районах с жарким климатом широко применяют открытые галереи, лестницы и переходы, которые вносят свои особенности в планировочную структуру жилища на юге. При строительстве зданий в условиях I-го и, частично, II-го климатических районов требуется уделять особое внимание сохранению теплоты в доме. При решении планов дома следует стремиться к минимальному периметру наружных стен и обязательному устройству тамбура при входе в дом. Рекомендуется устройство тройного остекления. В районах Крайнего Севера суровые климатические условия влияют не только на планировочное решение квартиры и дома, но и на застройку в целом. Для защиты людей от сурового воздействия климата проектируют компактные жилые массивы с крытыми переходами, которые связывают жилые дома с общественным центром. Существуют проекты поселков и городов с искусственным покрытием и созданием искусственного климата. Конструктивные схемы и конструкции Планировочное решение жилого здания во многом зависит от его конструктивной схемы, применяемых строительных материалов и методов строительства. Выбор же конструктивной схемы зависит от этажности здания, объемно-планировочной структуры, наличия строительных материалов и базы строительной индустрии. Применяют различные конструктивные схемы с поперечными несущими стенами, с продольными и смешанными. При поперечных несущих стенах наружные продольные стены являются только теплоизоляционными и могут быть самонесущими и навесными. Самонесущие стены несут массу собственную и вышележащих панелей. Нижние панели передают нагрузку на фундаменты. Навесные панели могут опираться непосредственно на панели перекрытий, навешиваться на несущие стены или крепиться к колоннам каркаса. При схеме с неполным каркасом (без наружного ряда колонн) применяют несущие панели, которые передают нагрузки не только от вышележащих панелей, но и от перекрытий. Могут быть приняты следующие системы: каркасные, панельные и каркасно-панельные. В домах с каркасными конструкциями несущей является система колонн и прогонов. Прогоны при этой системе могут располагаться как вдоль, так и поперек здания, в зависимости от планировочной структуры здания и размеров шагов и пролетов. В строительстве многоэтажных жилых домов применяют те же конструктивные схемы и системы, что и в малоэтажных зданиях. Каркасная система состоит из колонн, балок, ригелей и других элементов каркаса, воспринимающих все нагрузки и обеспечивающих пространственную жесткость здания. Стеновые панели в здании выполняют только ограждающие функции. 15 Бескаркасная система характеризуется тем, что ряд конструктивных элементов совмещает в себе несущие и ограждающие функции. Пространственная жесткость и устойчивость здания обеспечивается взаимосвязью стен и плит перекрытий. Бескаркасная система с продольной схемой несущих стен удобна для планировочных решений секций и квартир, т.к. не ограничивает их размеры по длине здания и позволяет свободно размещать как межкомнатные, так и межквартирные перегородки. При поперечных несущих стенах появляется возможность рационально использовать различные свойства строительных материалов, т.к. элементы здания разграничиваются на несущие и теплоизолирующие. При этой схеме наружные стены выполняют из облегченных конструкций с высокими теплоизоляционными свойствами. Толщина поперечных несущих стен дома одинакова. Совмещенная конструктивная система предполагает расположение несущих элементов в двух направлениях, благодаря чему толщина несущих стен может быть минимальной. Планировочное решение квартиры и ее элементы Основной элемент жилого дома – квартира, предназначенная для проживания одной семьи. Планировка квартиры должна быть удобной для ведения домашнего хозяйства, личных занятий проживающих с учетом их возраста и пола. Каждая квартира состоит из набора помещений: жилых – общая комната, спальни; подсобных – кухня, передняя, уборная, ванная, встроенные шкафы и т.д., летних помещений – веранда, лоджия, балкон. Общая комната предназначена для сбора всей семьи и различных занятий: общения, приема гостей, отдыха. Если кухня мала по площади, в общей комнате выделяют место для обеденного стола. В некоторых случаях в общей комнате предусматривается спальное место – альков, площадь которого 4-4,5 м2. Глубина алькова на 1 спальное место 1,2 м, на 2 – 2,1 м. Альков изолирует спальное место от всей комнаты и может быть отгорожен передвижной перегородкой или шторой. Спальни проектируют разной площади. Спальня на двух человек должна быть не менее 12 м2, в ней может быть размещено место для ребенка, остальные спальни на двух человек не менее 10 м2, на одного человека – не менее 8 м2. Спальни проектируют непроходными. Минимальная ширина не менее 2,5 м, при этом глубина спальни не должна превышать ее двойной ширины. Спальня может иметь рабочее место у окна или место для игр. В спальнях небольших по площади следует предусмотреть встроенные шкафы и антресоли для хранения домашней одежды и постельного белья. Встроенные шкафы удобно размещать в коридорах и шлюзах, ведущих в спальни. Основное подсобное помещение – кухня. Она предназначена для приготовления и приема пищи, мойки посуды, хранения продуктов. При проектировании квартиры, планировке кухни следует уделять особое 16 внимание. Кухни оборудуют стационарным кухонным оборудованием. Рабочий фронт кухонного оборудования состоит из плиты, мойки, рабочего стола, холодильника, навесных шкафов. В современных кухнях предусматривают моечные и стиральные машины, вытяжные устройства. В зависимости от площади, набора оборудования и мебели кухни можно подразделять на кухни-ниши, рабочие кухни, кухни-столовые. Кухня-ниша размещается в передней или общей комнате. Глубина ниши должна быть не менее 0,7 м, длина кухонного фронта 1,4 - 2,7 м. Такие кухни обязательно должны быть оборудованы электроплитами. Кухни-ниши применяют в квартирах для малосемейных и одиночек. Рабочая кухня располагается в отдельном, специально предназначенном помещении. Минимальная площадь такой кухни 7 м 2, в сельских домах не менее 8 м2. Кухня-столовая выполняет функции рабочей кухни, в которой предусмотрено место для размещения обеденного стола. Площадь кухнистоловой 8 – 12 м2. В последнее время имеется тенденция выделять обеденное место на отдельной площади между общей комнатой и кухней. Санитарные узлы в квартире могут быть совмещенными и раздельными. Совмещенные включают унитаз, раковину, ванну или душевой поддон. Раздельные состоят из отдельных помещений ванной и туалета. Совмещенные санитарные узлы применяют в квартирах для малосемейных и одиночек. Раздельные – в 3-4-х комнатных квартирах. В многокомнатных квартирах из 5-6 комнат иногда предусматривают два санитарных узла: один при спальнях, рядом с ванной, второй – с унитазом и умывальником при кухне и общей комнате. Двери из ванных комнат и санитарных узлов должны открываться наружу. Размеры уборных должны быть не менее 0,8х1,2 м при открывании дверей наружу и 0,8х1,5 м при открывании дверей внутрь. Ванные и уборные обычно освещаются вторым светом, а в III и IV климатических районах необходимо естественное освещение. Обязательно устройство естественной вентиляции. Основные помещения квартиры объединяют передняя, коридоры, шлюзы. Их размеры определены из условий удобного пользования. Минимальная ширина передней принимается не менее 1,4 м, ширина коридоров и шлюзов в жилые комнаты должна быть менее 1,1 м, а в подсобные – кухню и санузлы – 0,85 м. Высота переходов и шлюзов может быть 2,1 м, обычно над ними устраивают антресоли. Кроме обязательных помещений в квартирах желательно иметь открытые пространства лоджий, балконов, террас, которые исполняя оздоровительную роль в квартире, должны составлять необъемлемую часть жилища. Современные квартиры позволяют иметь больший набор помещений. Например, помимо спален могут быть помещения для занятий одного из супругов, раздельные общие комнаты для взрослых и детей, столовая, помещения для хозяйственных работ, два помещения личной гигиены – один совмещенный санузел и уборная с умывальником или два объединенных 17 санитарных узла. Специальные гардеробные комнаты при спальнях, игровые комнаты. Такой набор помещений обеспечивает более комфортный уровень проживания в квартире. Удобство проживания в квартире во многом зависит от взаимного положения помещений. Все основные процессы в квартире должны осуществляться независимо друг от друга. Это значит, что все комнаты должны быть самостоятельными, чтобы каждый член семьи мог входить к себе, не беспокоя других. Кроме того, выделенные помещения должны быть логически связаны между собой. Для одних помещений непосредственное соседство желательно и функционально обусловлено, для других оно будет вызывать неудобства в эксплуатации. На этом основании все помещения в квартире объединяются в группы. Идеи функционального зонирования жилища основаны на следующих характерных принципах: 1. На возрастном признаке, когда выделяются зоны родителей и детей, в каждой из которых предусматриваются дневные и ночные функции. 2. На разности процессов, при этом выделяются зоны коллективная, интимная и связывающая их зона обслуживания. 3. На времени суток, когда пространство жилой ячейки делится на две характерные группы помещений, используемых в дневное и ночное время. Спальни, расположенные в непосредственной близости от ванной и уборной, как правило, в дальней части квартиры. Другая группа – общая комната, кухня, столовая; функционально связаны между собой, составляют более шумную часть квартиры и организуются вблизи входа. Зонирование жилища по принципу «день – ночь» ведет к наибольшей экономии площади квартиры. Наиболее последовательно этот принцип осуществляется при решении квартир в двух уровнях, когда помещения дневного пребывания располагаются на одном этаже, а спальни и ванная – на другом. Большое значение для квартир в двух уровнях имеет расположение внутриквартирной лестницы. Для большей унификации плит перекрытий целесообразно располагать одномаршевую лестницу вдоль плит этих перекрытий. При расположении лестницы перпендикулярно плитам или балкам последние должны опираться на дополнительную опору (стену или ригель). Двухмаршевые лестницы усложняют конструктивную схему, так как требуется применение дополнительных типоразмеров плит или балок. Для расселения семей разного состава (по численности и возрасту, полу и родственным отношениям) квартиры проектируют различными по количеству комнат и по размеру общей и жилой площади. Основными типами являются одно-, двух-, трех-, четырех- и пятикомнатные квартиры. Однокомнатная квартира предназначена для заселения ее одним человеком или семьей из двух человек. Ограниченное число помещений в однокомнатной квартире требует устройства большого количества встроенных шкафов, антресолей, кладовок. Кухни должны быть больше, для разгрузки общей комнаты. 18 Жилая часть двухкомнатной квартиры состоит из общей комнаты (не менее 15 м2) и спальни (8-12 м2). В малых квартирах типа 2А допустимы совмещенные санузлы. В квартирах типа 2Б санузлы раздельные. Начиная с трехкомнатной квартиры возможно четкое деление на зоны. Встроенные шкафы могут быть углубленными в стену полностью или частично или полностью выступать за пределы стены, их ширина должна быть не менее 0,6 м. Примеры проектных решений Многоэтажный жилой дом – основной тип дома в застройке городов и крупных поселков нашей страны. В зависимости от планировочной структуры дома делят на односекционные (точечные), многосекционные, коридорные и галерейные. Помимо трех основных типов применяют дома смешанной структуры: коридорно-секционные, галерейно-секционные. Отличительная черта секционного дома – поэтажная группировка квартир вокруг вертикальных коммуникаций (лестниц, лифтов). Односекционные дома удобны тем, что большинство квартир имеет угловое проветривание и хорошую инсоляцию, легко применять вариантный набор квартир, так как световой фронт со всех четырех сторон. В коридорных и галерейных домах входы в квартиры устраивают из поэтажных коридоров и галерей. Квартиры располагают по одну сторону галерей и коридора или по обе стороны коридора. Одностороннее расположение квартир обеспечивает сквозное проветривание. Наибольшее распространение получили многосекционные дома. Они состоят из ряда блок-секций и отличаются друг от друга этажностью, протяженностью, набором квартир, ориентацией. Основные типы блоксекций: рядовые, торцовые, угловые и поворотные. Наиболее часто в жилищном строительстве применяют 2 х-, 3х- и 4хквартирные секции, в домах повышенной этажности – 6-8 квартирные секции. Типовые секции обозначают по типу и количеству квартир. Например, двухквартирная – 3-4, трехквартирная – 2-3-3, четырехквартирная – 1-2-3-3. количество цифр обозначает число квартир в секции, сами цифры – число комнат в квартире. В двухквартирных секциях целесообразно проектировать квартиры большей площади, поскольку при квартирах малых площадей ширина корпуса уменьшается, это ведет к удорожанию жилой площади. Односекционные дома наиболее экономичны при компактных планах в виде квадрата или круга. Имеют наиболее выгодное соотношение между периметром наружных стен и площадью этажа. Односекционные дома строят, в основном, на участках, освободившихся при реконструкции городов. Они создают контраст с малоэтажными домами, являясь композиционными центрами. Галерейные дома применяют, в основном, в районах с жарким климатом. В холодных районах строят закрытые галереи. 19 Общежития состоят из жилых ячеек. Жилая ячейка включает одну, две жилые комнаты на два, три, четыре человека; санитарные узлы; встроенные шкафы для одежды; ванные или душевые; кухни. Состав подсобных помещений определяется степенью комфортности общежития. Площадь комнат определяется из расчета 6 м2 на одного человека, встроенные шкафы размером 0,6х0,6 м устанавливают с числом секций, равным числу приживающих в комнате. Кухни в общежитиях оборудуют кухонными плитами, мойками, столами-шкафами, навесными полками. Одна конфорка газовой плиты - на 5 человек. Одна конфорка электрической плиты – на 3 человека. Мойка и столшкаф - на 8 человек. Помещения обслуживания должны быть на каждом этаже. Это вестибюли, кухни, помещения для занятий, комната отдыха, постирочная, комната для чистки, глажения, изолятор. В крупных общежитиях могут быть буфеты, библиотеки, приемные пункты бытового обслуживания. Общие положения проектирования общественных зданий и их классификация Общественные здания и сооружения предназначены для социального, бытового, культурного и коммунального обслуживания населения. Наиболее значительные общественные (административные, культурнопросветительные и торговые) здания располагают в общегородском центре, на центральных площадях и магистралях. Градостроительное значение крупных общественных зданий усиливается при объединении их в комплексы. Для выделения общественных зданий из общей застройки необходимо стремиться к их архитектурной выразительности. Многообразие и сложность функциональных процессов, происходящих в общественных зданиях, отражаются во взаимосвязи и последовательности расположения помещений. По этой схеме одни помещения должны быть связаны непосредственно, другие с помощью коридоров, лестниц, эскалаторов и лифтов. При разработке плана здания следует установить состав помещений, форму и размеры в зависимости от их назначения. Помещения подразделяют на несколько групп: 1. Основные, в которых осуществляются главные функциональные процессы (например, зрительные залы в кинотеатрах и театрах; учебные классы в школах). 2. Подсобные (кухни, санузлы, вестибюли, гардеробы). 3. Коммуникационные связи и помещения (лестницы, лифты, эскалаторы, пандусы, галереи, коридоры). Порядок размещения помещений устанавливают с учетом последовательности функциональных процессов, протекающих в здании и обслуживающих ту или иную схему передвижения в нем людей. 20 Необходимо обеспечить соответствие всех площадей и высот помещений нормам проектирования, а также выполнение санитарногигиенических и противопожарных требований. К этим требованиям относится правильная ориентация помещений по сторонам света, время инсоляции, естественная освещенность, определенная степень огнестойкости как отдельных конструкций, так и здания в целом. Объемнопространственную структуру общественных зданий разделяют основные системы: ячейковую, зальную. Ячейковую систему применяют в тех зданиях, где необходимы сравнительно небольшие, одинаковые по площади помещения. Эта система может решаться по анфиладной, коридорной и бескоридорной схемам. При анфиладной схеме помещения располагают одно за другим (применяют в музеях, дворцах). При коридорной схеме помещения размещают по одну или обе стороны коридора, связанного с лестничными клетками (в учебных и административных зданиях, поликлиниках). Бескоридорная схема строится в виде компактной планировки со входом во все помещения из общего небольшого зала. Зальная система применяется там, где необходимы помещения с большими площадями. Несколько больших помещений группируют вместе (театры, спортивные залы, выставочные павильоны и т.д.). По этой же схеме проектируют универмаги, рестораны, с применением внутренних опор. Общественные здания и сооружения по функциональному назначению классифицируют на следующие типы: учебно-воспитательные учреждения - детские сады, школы, училища, техникумы, институты и т.д.; предприятия торговли и общественного питания - торговые центры, универмаги, магазины, рынки, аптеки, рестораны, столовые, кафе; предприятия бытового обслуживания – мастерские, химчистки, ателье, парикмахерские, бани, прачечные; культурно-просветительные учреждения – библиотеки, музеи, кинотеатры, цирки, дома детского творчества; учреждения здравоохранения, физической культуры и лечебнопрофилактические – больницы, диспансеры, поликлиники, санатории, курорты, спортивные здания и сооружения, пионерские лагеря, домаинтернаты для престарелых и инвалидов; предприятия и учреждения связи – почтамты, телеграфы, теле- и радиоцентры; учреждения управления и общественных организаций – министерства и ведомства, органы прокуратуры, суды, архивы, загсы, органы охраны общественного порядка; предприятия транспорта – вокзалы всех видов, автотранспортные конторы, агентства Аэрофлота, управления пароходства и др. 21 Лекция 3 КОНСТРУКЦИИ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ Цель лекции: изучение основных конструктивных элементов зданий. План 1. Основания и фундаменты. 2. Стены и внутренние опоры. 3. Перегородки. 4. Лестницы. 5. Лифты. 6. Мусороудаления. 7. Отопление. 8. Вентиляция. 9. Санитарно-технические блоки и кабины. 10. Балконы, эркеры, лоджии. 11. Окна и двери. 12. Крыши и кровли. 13. Перекрытия и полы. Основания и фундаменты Основания Основанием называют массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от здания. Нагрузка, передаваемая фундаментом, вызывает в основании напряженное состояние и деформирует его. Деформации основания, происходящие вследствие уплотнения грунтов, вызывают осадку здания. Осадка бывает равномерная, когда все элементы здания опускаются одинаково по всей его площади и в конструкциях здания не возникает дополнительных напряжений, и неравномерная, когда отдельные элементы здания опускаются на различную относительно друг друга величину. В этом случае в конструкциях здания могут возникнуть дополнительные напряжения и вызвать трещины, разрывы и даже разрушения здания. Таким образом, главное влияние на сохранность здания оказывает не столько глубина осадки здания, сколько степень ее неравномерности. Естественным основанием называется грунт, способный в своем природном состоянии воспринять нагрузку и обеспечить устойчивость здания, обеспечивать допустимые по величине и равномерности осадки, не размываться, не допускать оползней, не подвергаться пучению, не обладать ползучестью. К естественным грунтам относятся скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые. Если в напряженной зоне грунты основания не обладают необходимой несущей способностью, их искусственно уплотняют или укрепляют. Укрепление слабого грунта производят с помощью цементизации или силикатизации. Цементизацию грунта осуществляют нагнетанием в грунт по трубам жидкого цементного раствора или цементного молока. 22 Силикатизацию применяют при песчаных пылеватых грунтах, плывунах (жидкое стекло и хлористый кальций). При очень слабых грунтах их часто заменяют на более прочный слой из песка. Фундаменты Фундаменты – важный конструктивный элемент здания. Они должны удовлетворять основным требованиям: прочности, устойчивости на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы, сопротивлению влияния грунтовых вод, долговечности, индустриальности, экономичности. От прочности и устойчивости фундаментов в значительной степени зависит общая прочность, устойчивость и деформация здания. Глубина заложения фундамента должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам может быть принят для данного здания за естественное основание. За глубину заложения фундамента принимают расстояние от планировочной отметки земли до подошвы фундамента, которое зависит от величины и характера нагрузок на грунты основания, гидрологических условий, глубины промерзания, принятой конструкции фундаментов. Уровень промерзания определяется глубиной, на которой зимняя t = 0°С. У глинистых и суглинистых грунтов уровень промерзания принимается на меньшей глубине, где t ≈ -1°C. Нормативная глубина промерзания указана в СНиПе на карте в см. (СНиП 2.01.01.-86.) Глубина заложения фундаментов под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грунта и назначается не менее 0,5 м от уровня земли или пола подвала. Глубину заложения фундаментов стен и колонн зданий, имеющих неотапливаемые подвалы, назначают от пола подвала и она равна половине расчетной глубины промерзания. По конструктивной схеме различают фундаменты ленточные, столбчатые, сплошные и свайные; по характеру работы под нагрузкой – жесткие и гибкие. Жесткие фундаменты (бетонные, бутовые, кирпичные) работают преимущественно на сжатие, а гибкие (железобетонные) - на изгиб. В зависимости от способа и технологии возведения фундаменты бывают сборные и монолитные, мелкого заложения (до 5 м от поверхности земли) и глубокого (более 5 м). Форма фундаментов и их габариты зависят от необходимой площади подошвы и вида применяемого материала. Ленточные фундаменты устраивают под стены здания или под ряд отдельных опор. В первом случае фундаменты имеют вид непрерывных подземных стен. Во втором – железобетонных перекрестных балок. По очертанию в профиле ленточный фундамент представляет собой в простейшем случае прямоугольник. Ширину бутового фундамента поверху делают немного больше толщины стены, устраивая с каждой стороны уступы на 50-60 мм, называемые обрезами. Прямоугольная форма допустима при небольших нагрузках. В большинстве случаев приходится уширять подошву фундамента. 23 Теоретической формой фундамента с уширенной подошвой является трапеция. Практически фундамент делают ступенчатого сечения. В зданиях с подвалами в пределах подвала – прямоугольные фундаменты, а ниже делают уширение, называемое подушкой. Ленточные фундаменты подразделяют на сборные и монолитные. Сборные фундаменты состоят из железобетонных блоков-подушек и фундаментных стеновых блоков. Блоки-подушки бывают прямоугольной или трапецевидной формы. Их укладывают на тщательно подготовленную и утрамбованную песчаную подготовку. В целях сокращения расхода бетона и уменьшения веса применяют блоки с пустотами. Экономия в материале достигается и при устройстве прерывистых фундаментов, когда блокиподушки укладываются с промежутками. Наиболее трудоемки бутовые фундаменты, возводимые вручную. Их применение ограничено районами, где бутовый камень – природный материал. Наиболее индустриален бутобетонный фундамент, возведение которого производят в инвентарной щитовой опалубке или траншеях при плотных грунтах. Бетонные монолитные ленточные фундаменты возводят когда требуется значительная ширина подошвы фундамента при минимальной ее высоте. При незначительных нагрузках применяют столбчатые фундаменты для легких малоэтажных зданий. Столбчатые фундаменты устраивают под углами зданий, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками. Монолитные железобетонные фундаменты применяют при очень слабых грунтах и больших нагрузках на колонны. Фундамент выполняют в виде сплошной железобетонной плиты под всей площадью здания. При слабых сжимаемых грунтах также применяют свайные фундаменты. По материалу сваи бывают деревянные, железобетонные, бетонные, стальные и комбинированные. По методу изготовления и погружения в грунт – забивные, погружаемые в грунт в готовом виде и набивные, которые изготавливают непосредственно в грунте. По характеру работы – сваи-стойки и висячие сваи. Сваи-стойки нижним концом опираются на прочный грунт и передают на него нагрузку. Они почти не дают осадки. Если прочный грунт находится на значительной глубине, применяют висячие сваи, несущая способность которых определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи. По глубине заложения – короткие сваи (3-6 м) и длинные (более 6 м) сваи. Стены подвала здания защищают гидроизоляцией от грунтовых вод. В зданиях без подвала устраивают горизонтальную гидроизоляцию для защиты стен первого этажа. Изоляционный слой обычно состоит из двух 24 слоев рубероида, склеенных между собой водонепроницаемой битумной мастикой. Гидроизоляционный слой располагают в горизонтальных швах на уровне 50-150 мм ниже перекрытия и на 150-250 мм выше уровня отмостки или тротуара. В зданиях с подвалом изоляцию укладывают в двух уровнях: первый слой - в кладке фундамента на уровне пола подвала, а второй – в цоколе, на 150-250 мм выше уровня отмостки. Кроме того, изолируют наружные поверхности стен подвала и его пол. Когда уровень грунтовых вод находится ниже уровня пола подвала, стены промазывают двумя слоями горячего битума, пол подвала – асфальт по бетонной подготовке. При высоких грунтовых водах применяют оклеечную изоляцию из двух слоев рубероида на битумной мастике. В современном строительстве используют акриловые и силиконовые герметики и гидроизоляционные материалы, основанные на полимерах. Подвалы освещаются естественным светом через окна, расположенные ниже уровня земли. Для этого перед такими окнами устраивают колодцы, называемые приямками. Стены и внутренние опоры Основным типом ограждающих конструкций являются стены. Стены – вертикальные конструктивные элементы здания, отделяющие помещение от внешней среды. В зависимости от принятого материала их разделяют на каменные и деревянные. Каменные стены выполняют из искусственных (кирпич, бетон и т.п.) или естественных (туф, известняк) материалов. Большое распространение при возведении зданий получил кирпич. Он бывает керамический и силикатный, полнотелый и пустотелый. При укладке стен ложками ряд называется ложковым, при тычках – тычковым. Толщина однородных кирпичных стен может быть в 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 кирпича; при толщине вертикального шва 10 мм толщина стен соответственно 250, 380, 510, 640 и 770 мм. Толщину горизонтальных швов принимают 12 мм. В этом случае высота 13 рядов кладки составляет 1 м. Способ размещения кирпичей в кладке стены путем чередования ложковых и тычковых рядов с образованием взаимоперекрывающихся вертикальных швов называют системой кирпичной кладки. При возведении стен применяют двухрядную или многорядную кладку. В двухрядной чередуются тычковые и ложковые ряды (цепная или обыкновенная). Поперечные швы в этой системе перекрываются на ¼ кирпича, а продольные на 0,5. Многорядная система кладки имеет несколько разновидностей, например, шестирядная. Для перекрытия проемов в кирпичных стенах наиболее распространенным типом перемычек являются сборные железобетонные перемычки (брусковые или плитные). Перекрытия проемов в отдельных случаях выполняют также из кирпича. Они имеют арочную или стрельчатую формы. 25 Облегчение массы наружных стен достигается за счет заполнения их легким бетоном или легкобетонными вкладышами. Стены состоят из двух параллельных кладок толщиной в 0,5 кирпича, между которыми расположены поперечные стенки в 0,5 кирпича, обеспечивающие жесткость стены (колодцевая кладка). В облегченных кладках часто применяют другие материалы, имеющие хорошие теплоизоляционные свойства. Пустоты кладки заполняют теплыми бетонами, растворами или сухими заполнителями. Чем легче бетон, тем лучше. Теплый бетон готовят из 1 части цемента, 6 частей суглинка или песка с супесью и 12 частей опилок. Его объемная масса около 600 кг/м3. Также используют саман. Сухими засыпками могут служить мелкий шлак, легкие сухие измельченные суглинки, сухая земля, сухой песок, минеральная вата, керамзит. Применять глину не рекомендуется, т.к. она вызывает сырость в доме. Для облегчения стены делают утонченными с последующей облицовкой теплоизоляционными плитами, например, гипсо-шлако-бетонными, из пенопласта, базальтовых, минераловатных плит, стекловаты (сетчатые маты Изовер - плотность 50 кг/м3, теплопроводность 0,035; эластичные маты URSA – плотность 21-25 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,040). Из шлакобетона, опилкобетона делают монолитные, набивные и блочные стены. Они достаточно прочны, малотеплопроводны, несгораемы, дешевы. Стены можно выполнять из известково-песчаного бетона, из крупнопористого бетона, землебитные стены. Деревянные стены отапливаемых зданий по конструкции подразделяют на рубленные из бревен или брусьев, каркасные и щитовые. Бревенчатые стены состоят из бревен (венцов), уложенных друг на друга горизонтальными рядами и связанных в углах врубками. Более индустриальным видом деревянного домостроения являются брусчатые дома, состоящие из горизонтально уложенных деревянных брусьев. Сечение брусьев для наружных стен 150х150 – 180х180 мм в зависимости от климатических условий, а для внутренних стен – 100х150 мм. На каркасные деревянные стены требуется значительно меньший расход древесины и времени на возведение. Каркас выполняет несущие функции и не дает усадки, можно использовать сразу после возведения. Теплоизоляцией является эффективный утеплитель, расположенный между элементами каркаса. Щитовые стены – наиболее индустриальный вид деревянных стен. Щиты изготавливают в заводских условиях. Их устанавливают на нижний обвязочный брус который крепят к фундаменту, а сверху скрепляют верхним обвязочным брусом. Щитовые дома быстровозводимы, имеют хорошие теплотехнические свойства. В каменных зданиях внутренние стены иногда заменяют кирпичными столбами или железобетонными колоннами. На каждом этаже по кирпичным 26 столбам, на уровне перекрытий укладывают прогоны прямоугольного или таврового сечения. В многоэтажных зданиях, а также при больших нагрузках на здание, как правило, применяют железобетонный каркас, который состоит из колонн, ригелей (прогонов) и настилов перекрытий. Перегородки К перегородкам предъявляют следующие требования: небольшая толщина и масса, огнестойкость и индустриальность изготовления. Для жилых зданий перегородки подразделяют на межкомнатные, межквартирные и для санитарно-кухонных узлов. Межквартирные должны удовлетворять повышенным требованиям звукоизоляции, влагоустойчивости и гигиенической отделки их поверхностей. В зависимости от материала перегородки подразделяют на гипсовые, гипсошлаковые, гипсобетонные, древесно- и гипсоволокнистые, кирпичные и деревянные. По способу возведения – монолитные, сборные и из мелкоштучных материалов (кирпич, камни, блоки). Индустриальным типом перегородок являются гипсобетонные крупнопанельные на все помещение. Для устройства перегородок применяют гипсовые или гипсобетонные плиты размером 800х400х80(100) мм, а также перегородки из гипсоволокнистых плит, армированных бумажным волокном, размером 2500х1200 мм. Плиты имеют толщину 35мм, их устанавливают в два слоя с обшивкой с обеих сторон гипсокартонными листами. Перегородки на основе гипса не допускаются в помещениях с повышенной влажностью. В этом случае применяют перегородки из шлакобетона или кирпича толщиной 250 или 120 мм. Лестницы Лестницы – вертикальные связующие элементы пространства. Они должны удовлетворять требованиям пропускной способности, пожарной безопасности и гигиены, гарантируя неутомляемость людей при подъеме. Это зона повышенного риска, который нужно снизить до минимума. В зависимости от назначения лестницы подразделяются на:  основные или главные (между этажами);  вспомогательные (для сообщения с подвалами, чердаками);  аварийные (для эвакуации);  пожарные (наружные). Лестница состоит из маршей и площадок, размещенных в лестничной клетке. Существует большое количество вариантов лестниц по форме маршей и площадок, количеству ступеней, по форме ступеней. Марш представляет собой конструкцию, состоящую из ряда ступеней, поддерживающих их балок – косоуров, располагаемых под ступенями, и ограждения с поручнем. В современных зданиях индустриального 27 строительства применяют сборные железобетонные лестницы, состоящие из маршей и площадок. Площадки, установленные на уровне этажа, называют этажными, а между этажами – промежуточными. В зависимости от высоты этажа лестницы разделяют на одно-, двух-, трех-, четырехмаршевые. Уклон лестничного марша принимают: в жилых домах 1:2 – 1:1,75 для чердачных 1:1,25 подвальных 1:1,25. Вертикальная грань ступени называется подступенком, горизонтальная – проступь. Для удобства пользования лестницей необходимо, чтобы удвоенная высота и ширина ступени соответствовали размеру нормального шага человека ≈ 600 – 650 мм. 2h + b = 60 – 65 см. Например, если высота подступенка 16 см, то ширина проступи 28 – 33 см. Физиологами разработана «формула удобств» при которой разница размеров проступи и подступенка b – h = 12 см. В этом случае требуется самая низкая затрата сил при подъеме по лестнице. Вместе с тем существует «формула безопасности» b + h = 46 см. Безопасность при спуске по лестнице главным образом зависит от того, находит ли нога правильно рассчитанную ширину ступеней. При малой ширине возникает опасность соскальзывания через ее переднюю кромку, при слишком большой – можно зацепиться за переднюю кромку ступени. На практике высота подступенка обычно выбирается в пределах 14 – 17 см, но не более 20 см и не менее 12 см, а ширина проступи 28 – 30 см, но не менее 25 см, часто проступи на 2 – 4 больше расчетной за счет заглубления подступенка. При этом лестница становится более удобной. Все ступени в марше должны быть одинаковыми по высоте. Вместо лестниц могут применяться пандусы – наклонная плоская конструкция. В плане могут быть прямоугольными, круговыми, криволинейными, комбинированными с не скользким покрытием и уклоном от 1:12 до 1:5. Число подъемов в одном лестничном марше или на перепаде уровней должно быть не менее 3 и не более 18. В лестничных клетках допускается устанавливать приборы отопления, мусоропроводы, этажные совмещенные электрощиты и почтовые ящики, не уменьшая нормативной ширины прохода по лестничным площадкам и маршам. В зданиях выше 28 метров устраивают незадымляемые лестницы. Лифты В жилых зданиях с отметкой пола верхнего этажа от уровня планировочной отметки земли 14 м и более следует предусматривать лифты. В районах, расположенных на высоте 1000 м и более над уровнем моря, лифты устанавливают в зданиях с отметкой пола верхнего этажа 12 м и более. Необходимое число лифтов, их грузоподъемность и скорость в жилых зданиях принимается в соответствии со СНиП 2.08.01-89* прил. 3. 28 Лифты располагаются в лифтовых шахтах. Планировочно могут располагаться совместно с лестницами в лестнично-лифтовых холлах или отдельно и связываться с незадымляемыми лестницами открытыми переходами. Машинное отделение, как правило располагают над шахтой. Мусороудаление Мусоропроводы следует предусматривать в жилых зданиях с отметкой пола верхнего этажа от уровня планировочной отметки земли 11,2 м и более. Ствол мусоропровода должен быть воздухонепроницаемым, звукоизолированным от строительных конструкций и не должен примыкать к жилым помещениям. Внутренний диаметр – 400 мм. Мусоросборная камера должна располагаться непосредственно под стволом мусоропровода, ее высота не менее 2,2 м. Обеспечена холодной и горячей водой. Для отвода воды пол выполняют с уклоном и оборудуют трапом. Мусоросборная камера должна иметь самостоятельный выход с открывающейся наружу дверью, изолированный от входа в здание стенойэкраном и козырьком от расположенных рядом окон. Отопление Печное отопление принято в зданиях старой постройки, в современных допускается только в зданиях высотой не более двух этажей. В местах примыкания деревянных частей здания к печам необходимо устраивать разделки. Так называют утолщения в кладке печей и дымоходов, благодаря которым создается малотеплопроводный слой между нагретой частью печи и стеной. Кроме того устраивают отступки – воздушный промежуток между поверхностью нагретой части печи или дымохода и прилегающей стенкой или перегородкой. В современных домах устраивают камины. Камины классифицируются по разным признакам и параметрам. Самая общая классификация – по типу используемого топлива: твердотопливные (дровяные, угольные), газовые и электрические. Наиболее распространены дровяные. Дровяной камин – открытая комнатная печь с прямым дымоходом, согревающая комнату непосредственным пламенем горящего топлива. Как единственное обогревательное средство камин нельзя считать эффективным в климате, где жилище нужно обогревать 5-7 месяцев в году. Но как элемент интерьера камин выдержал испытание веками. Камин хорошо проветривает и просушивает помещение. Вентиляция Основной задачей вентиляции является обеспечение в помещениях нормальной чистоты и влажности воздуха путем удаления загрязненного воздуха и подачи свежего. Вентиляция бывает естественная, вытяжная и приточно-вытяжная. Естественная вентиляция осуществляется через открытые элементы окон и путем инфильтрации через неплотности оконных и дверных проемов. 29 В жилых зданиях обычно предусматривают вытяжную вентиляцию с естественной тягой. Кухни, уборные, ванные или объединенные санузлы должны иметь вытяжную вентиляцию непосредственно из помещений. В жилых комнатах одно- и двухкомнатных квартир вентиляция осуществляется через форточки и вытяжные каналы кухонь и санузлов. В квартирах в три комнаты и более нужно устраивать вытяжную вентиляцию из всех жилых комнат, кроме двух ближайших к кухне. Каналы должны быть раздельными, до выхода в атмосферу. Можно объединять отдельные вытяжные каналы на чердаке в общий вытяжной канал и подводить к вытяжной шахте. В жилых зданиях с числом этажей более 5 допускается объединение вытяжных каналов через каждые 4-6 этажей в один сборный магистральный канал, доведенный до верха здания. В современных зданиях вертикальные каналы выполняют из специальных железобетонных панелей высотой в этаж, имеющих круглые отверстия. Санитарно-технические блоки и кабины Санитарно-технические блоки-шахты изготавливают швеллерообразной формы для пропуска стояков для водопровода и канализации имеют в сечении открытые стояки для возможности произведения ремонта и замены трубопроводов. Открытую сторону шахты закрывают съемным щитом. Объемно-пространственные санитарно-технические кабины заводского изготовления, доведенные до полной готовности на заводе с трубопроводом и санитарно-техническими приборами, имеют отдельные стены, пол и потолок. Целиком монтируются при строительстве. Балконы, эркеры, лоджии Балкон – выступающая из плоскости фасада огражденная площадка, служащая для отдыха в летнее время. Балконы, устраиваемые обычно в жилых зданиях, не только создают удобство для жильцов, но и играют заметную роль в архитектурной композиции фасадов, обогащая и разнообразя их. Балкон состоит из несущей конструкции (плиты), пола и ограждения. Несущие части балкона в настоящее время обычно выполняют из сборных железобетонных плит, защемленных одной стороной в стене и привариваемых сваркой в месте защемления к стальным анкерам, заделанным в стену. Кроме консольных, балконы бывают пристроенные (до 5 этажей), приставные (для зданий до 100 м), навесные каркасные (навешиваются на стены до 12 м). Эркером называют огражденную наружными стенами часть помещения, выступающую за внешнюю плоскость фасада и освещаемую одним или несколькими окнами. По форме эркеры могут быть трапецевидными, треугольными и полукруглыми. Эркеры увеличивают площадь комнаты, улучшают инсоляцию, улучшают пластическое решение фасада. Конструкции эркеров проектируют с несущими, самонесущими и навесными стенами. 30 Лоджией называют встроенную в габариты здания террасу, открытую в сторону фасада и огражденную с трех других сторон стенами. Лоджии защищают прилегающие к ним комнаты от чрезмерной инсоляции, от ветра и дождя, поэтому их особенно целесообразно устраивать в южных районах. Лоджии создают психологический эффект большей надежности конструкции зданий. По функциональному назначению лоджии целесообразно рассматривать наравне с жилыми помещениями. Они увеличивают общую площадь квартиры. Окна и двери Окно – элемент стеновой или кровельной конструкции, предназначенный для сообщения внутренних помещений с окружающим пространством, естественного освещения помещений, вентиляции, защиты от шумов. Заполнение оконных проемов состоит из оконных коробок, остекленных переплетов и подоконных досок, отливов и козырьков. Оконные переплеты разделяются на створные, имеющие открывающиеся части – створки, и глухие - неоткрывающиеся. Верхнюю часть переплета в окне называют фрамугой. В отапливаемых зданиях переплеты обычно делают двойными, в ряде случаев целесообразно применение тройных. Створки, фрамуги и глухие переплеты состоят из обвязок (брусьев наружного контура) и горбыльков – узких горизонтальных или вертикальных брусков, импостов. Все элементы заполнения оконного проема собирают в так называемый оконный блок. С внешней стороны окна располагается отлив, который препятствует проникновению воды между коробкой и створкой. Современные окна могут иметь самую разнообразную форму. В зависимости от размеров окна могут быть одно, двух и трехстворчатыми. По типу открывания окна подразделяются на распашные (створки поворачиваются вокруг вертикальной оси) и подвесные (створки поворачиваются вокруг верхней горизонтальной оси). Оконные коробки и переплеты, выполненные из дерева, обрабатывают составами для предотвращения гниения, от вредителей и для огнестойкости. Дорогие оконные переплеты делают из дуба, ясеня, красного дерева. Створки оконных переплетов могут отворяться или внутрь, или наружу, и для плотного затвора снабжаются как вверху, так и внизу двойными фальцами, прижимающимися к соответственным фальцам рамы. Расстояние между стеклами должно быть не менее 7 см, что делает возможность сохранения тепла, чем больше, тем лучше. Оконные откосы оштукатуриваются или обшиваются деревом. В настоящее время получили распространение так называемые спаренные переплеты, в которых наружный и внутренний переплеты сближаются до непосредственного соприкосновения, стягиваются болтами, образуя как бы один переплет с двумя стеклами. Расход древесины на спаренные переплеты меньше, чем для устройства обычных раздельных 31 переплетов. Более экономичной конструкцией, по сравнению со спаренными, являются так называемые переплеты со стеклопакетами. Стеклопакеты составлены из двух стекол с прослойкой между ними сухого воздуха (что исключает появление конденсата). Стекла по контуру герметически склеены с прокладкой между ними полосок стекла и обрамлены рамкой из резины или пластмассы. Такой вариант остекления используют в основном в металлопластиковых окнах. Поливинилхлорид (ПВХ) – материал, относящийся к термопластам. Чистый ПВХ на 43% состоит из этилена (продукта нефтехимии) и на 37% из связанного хлора, получаемого из поваренной соли. Для производства оконных профилей в порошкообразный ПВХ добавляют стабилизаторы, модификаторы, пигменты и вспомогательные добавки для придания таких свойств как светостойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям, цветовой оттенок, качество поверхности, свариваемость. Никаких ограничений по применению окон нет. ПВХ является трудновоспламеняющимся и самогасящимся. Окна снабжаются фурнитурой – оконными приборами (петли, засовы, ручки, шпингалеты и т.д.). Дверь – подвижное ограждение в проеме стены или перегородки. Кроме выполнения функции обеспечения сообщения между смежными помещениями и наружным пространством, двери играют значительную роль в архитектурном решении фасада и интерьера. На расположение, размеры, конструкцию и дизайн дверей влияют следующие факторы:  назначение здания и его отдельных помещений  интенсивность людских потоков  архитектурный стиль  основные требования к помещениям. Двери имеют следующие составные части и детали: дверное полотно, дверная коробка, наличники, порог, плинтус, обвязка дверного полотна, средники, горбыльки, филенки, уплотнители, петли. По местоположению в здании двери могут быть: наружные, внутренние, служебные. По числу дверных полотен различают двери однопольные, двупольные и полуторные (с двумя полотнами неравной ширины). Однопольные двери имеют ширину 600, 700, 800, 900 и 1000 мм, двупольные – 1202, 1402 и 1802 мм. Высота дверей принята 2000 и 2300 мм. Материал для изготовления дверей различный: дерево, пластик, металл, закаленное стекло. В некоторых случаях применяют раздвижные двери, подвешиваемые к балкам и движущиеся при помощи роликов. Дверные полотна делают, как правило, щитовые. Они гигиеничны, дешевы и имеют хороший внешний вид, особенно при оклейке их шпоном ценных пород. Также как и окна снабжаются приборами, которые кроме прямого назначения служат украшением двери (ручки, замки, задвижки, цепочки). Крыши и кровли 32 Крыши Крыша имеет несущую и ограждающую части. Ограждающая часть состоит из кровли – верхней водонепроницаемой оболочки крыши, основания под кровлю в виде обрешетки из деревянных брусков и дощатого настила или цементного (асфальтового) слоя по железобетонной основе. Несущая часть, передающая нагрузку от снега, ветра и массы крыши на стены и отдельные опоры, может состоять из деревянных или железобетонных стропил, стропильных ферм (деревянных, стальных, железобетонных) или железобетонных панелей. В зависимости от материала кровли устраивают из асбоцементных плит, глиняной черепицы, кровельной листовой стали, рулонных материалов (толя, рубероида), деревянные и др. Несущая часть крыши должна иметь необходимую прочность и устойчивость, ограждающая часть должна быть водонепроницаемой, малотеплопроводной, легкой, стойкой против атмосферных и химических воздействии, обеспечивать защиту от ударного (дождь, град) и воздушного шума. Крыша должна быть долговечной, индустриальной и экономичной не только по первоначальным затратам, но и по эксплуатационным расходам. Классификация крыш. Крыши разделяются по разным признакам. По материалу несущих конструкций:  деревянные;  стальные;  железобетонные;  комбинированные. По способу выполнения:  сборные;  монолитные. По назначению пространства между кровлей и помещением здания:  чердачные;  бесчердачные По теплотехническим характеристикам:  утепленные;  неутепленные. По эксплуатационным характеристикам:  эксплуатируемые;  неэксплуатируемые. По виду кровли:  с кровельным слоем;  без кровельного слоя. По организации водосброса со здания:  крыши с наружным водостоком;  крыши с внутренним водостоком  крыши с совмещенным водостоком. В зависимости уклона крыши делятся на скатные и малоуклонные (плоские). 33 Для выполнения крышей своих функций необходимо выполнить расчет несущий части, найти оптимальный вариант конструкции и сочетания материалов. Устраивают чердачные и бесчердачные крыши. Чердачная крыша защищает здание только от атмосферных осадков: теплозащита помещений верхнего этажа обеспечивается чердачным перекрытием. В бесчердачном варианте элементы крыши и чердачного перекрытия совмещают в одной конструкции. В зависимости от уклона различают крыши скатные и малоуклонные (плоские). Скатные представляют собой систему пересекающихся наклонных плоскостей – скатов. Уклоны могут выражаться в градусах (угол между скатом и горизонтальной плоскостью, в процентах в виде дроби, через тангенс угла). В качестве несущей конструкции скатной крыши в зданиях, имеющих внутренние опоры, очень часто применяют деревянные наклонные стропила, изготовляемые из бревен, брусьев или досок. На заводе изготовляют сборные деревянные стропила в виде укрупненных элементов. Скатная крыша – традиционная конструкция для гражданского малоэтажного строительства. Самым распространенным материалом несущих конструкций крыш служит дерево. В зависимости от объема здания и архитектурного решения применяются разнообразные формы скатных крыш. Односкатная крыша – устраивается над небольшими домиками, хозяйственными постройками, пристройками или когда необходим сток воды в одну строну. Крыша двухскатная устраивается над прямоугольным планом, когда конек проходит посередине, уклон обоих скатов одинаков и карнизы их находятся на одной и той же высоте. С двух сторон строения возвышается по щипцу ил фронтону – это верхние треугольные части торцевых стен. Желая обойтись без фронтонов, устраивают четырехскатную крышу, скаты называются вальмами. Скаты, пересекаясь между собой, образуют гребни (ребра). Шатровая крыша применяется для зданий с многоуровенным планом. Скаты крыш в виде равнобедренных треугольников сходятся в вершине. Восьмискатная или многощипцовая крыша применяется для прямоугольных или квадратных в плане зданий. Крыша над зданием крестовидной формы называют крещатой или крестовой. Для устройства мансарды устраивают мансардную крышу. Кроме того крыши могут иметь пирамидальную, коническую, сводчатую (с круговым, параболическим и сводчатым очертанием), купольную формы. Все эти крыши применимы для простых в плане зданий. В сложных зданиях применяются многоскатные крыши. При одинаковых уклонах всех скатов, крыши линии пересечения скатов проходят по биссектрисам внешних и внутренних углов контура здания. 34 Построение плана крыши ведется в следующем порядке: разбивка площади горизонтальной проекции крыши на отдельные прямоугольники; проведение биссектрис всех внешних и внутренних углов контура; определение по точкам пересечения биссектрис положения коньков и выявление границ отдельных скатов. Скатная крыша состоит из несущей конструкции и кровли. Верхними элементами конструкции скатной крыши являются стропила. Стропило-наклонный несущий элемент крыши для устройства кровли. Стропильная конструкция состоит из параллельных наклонных балок (стропильных ног), опертых нижними концами в подстропильный брус (распределяющий нагрузку на стену), расположенный вдоль наружных несущих стен, а верхним на коньковый прогон (см. конструкцию). Стропила, поддерживающие кровлю, кроме ее собственного веса, должны выдерживать давление ветра на крышу, а если она не слишком крутая, то и нагрузку снега. По своей конструкции стропила разделяют на наклонные, лежащие обоими концами на стенах или опорных стойках, и висячие, где только нижние концы стропильных ног опираются на стены. Существует много видов конструкций висячих стропил. Однако все они позволяют перекрыть пролеты не более 20 метров, и при этом расход древесины очень велик, а долговечность и огнестойкость не соответствуют капитальности современных многоэтажных зданий. В этих случаях используют металлические стропила. А при возведении многоэтажных каменных зданий более целесообразно устраивать несущие конструкции крыш из сборных железобетонных элементов заводского изготовления. В зданиях большой ширины, не имеющих внутренних опор, в качестве несущих конструкций крыши применяют стропильные фермы, к которым подвешивают чердачное перекрытие, называемое подвесным потолком. Кровли Кровли из волнистых асбоцементных листов отличаются долговечностью, невозгораемостью, имеют малую массу и небольшое количество швов. Асбоцементные плитки настилают по сплошной или разреженной обрешетке. Асбоцементные плитки 300х300 или 400х400 мм. Кровли из глиняной черепицы состоят из обрешетки (брусков 50х50) с расстояниями, кратными размерам черепиц. Черепицы бывают гончарные и цементно-песчаные. Кровли из рулонных материалов – рубероидные и толевые. По числу слоев 1-но, 2-х и 3-х слойные кровли, по способу крепления к основанию разделяются на кровли на мастиках и прибиваемые гвоздями. Кровли из листовой стали и металлочерепицы, из профилированного стального настила укладывают по обрешетке по сплошной или разреженной. Длительное время в строительстве зданий господствовали пологие бесчердачные покрытия, в которых крыша совмещена с конструкцией чердачного перекрытия, а нижняя поверхность является потолком помещений верхнего этажа. 35 Совмещенные крыши рекомендуется устраивать пологими, с уклоном 2,5% в виде гидроизоляционного ковра, выполненного из рубероида в три слоя. Водоотвод с совмещенных крыш производят по внутренним водостокам, в верхней части которых устраивают воронки с фильтром. Различают вентилируемые совмещенные крыши, в которых между кровлей и утеплителем вводится вентилируемая воздушная прослойка, и не вентилируемые – сплошной конструкции. Устройство воздушной прослойки, вентилируемой наружным воздухом, содействует удалению влаги из утеплителя в случае его укладки в увлажненном состоянии или увлажнении в процессе эксплуатации, улучшая, таким образом, теплоизоляционные свойства. При устройстве совмещенной крыши целесообразно в одном монтажном элементе сочетать несущие тепло-, гидроизоляционные и вентиляционные функции. В крупноразмерной панели для вентиляции устраивают продольные сквозные цилиндрические каналы диаметром 50-60 мм, расположенные на расстоянии 35-50 мм от верхней поверхности панели и 150-200 мм друг от друга. Систему каналов присоединяют к сборному вентиляционному каналу, расположенному на продольной оси крыши, над которым запроектированы вытяжные шахты. Перекрытия и полы Перекрытия Перекрытия должны удовлетворять требованиям прочности, жесткости, огнестойкости, долговечности, звуко- и теплоизоляции, если они отделяют отапливаемые помещения от неотапливаемых или от внешней среды. Перекрытия состоят из несущей части, передающей нагрузку на стены или отдельные опоры, и ограждающей, в состав которой входят полы и потолки. Деревянные перекрытия в большинстве случаев состоят из следующих элементов: балок, являющихся несущей частью, конструкции пола, междубалочного заполнения и отделочного слоя потолка. Железобетонные перекрытия разделяют на монолитные, бетонируемые в опалубке на месте возводимой конструкции, и сборные, монтируемые из готовых элементов заводского изготовления. Монолитные перекрытия состоят из плоской плиты, опирающейся на стены и систему балок (ребристые и кессонные перекрытия) или на стены и непосредственно на колонны (безбалочные перекрытия). Ребристые перекрытия представляют собой конструкцию, состоящую из взаимосвязанных плиты и балок. Балочные перекрытия состоят из балок таврового профиля и заполнения между ними. Наиболее прогрессивными являются перекрытия в виде настилов, панелей на комнату. Уложенные вплотную один к одному, элементы образуют сплошную конструкцию перекрытия. Такого рода перекрытия состоят из несущей железобетонной части, звуко- или термоизоляционного слоя и конструкции пола. Опорами для настила являются стены, а также прогоны. Наиболее распространенные – пустотелые настилы высотой 220 мм. Они имеют продольные пустоты различного сечения. 36 По конструктивной схеме различают следующие виды междуэтажных крупнопанельных перекрытий: со слоистым полом, раздельного типа и со слоистым полом и раздельным потолком. Перекрытие со слоистым полом состоит из несущей панели, нижняя поверхность которой является потолком и слоистого пола, включающего слой мягкого и упругого материала, улучшающего звукоизоляцию, жесткого основания под полы и чистого пола. Перекрытие раздельного типа состоит из элементов пола и потолка, разобщенных замкнутой воздушной прослойкой, способствующей звукоизоляции от воздушного и ударного шумов; при этом элемент пола должен быть отделен звукоизолирующими прокладками от элемента потолка и стен. Перекрытия раздельного типа подразделяют на три группы: 1) раздельное перекрытие из двух несущих панелей; 2) из одной несущей панели и опирающейся на нее раздельной конструкции пола; 3) перекрытие с одной несущей панелью и раздельным подвесным или самонесущим потолком. По конструктивной форме панели перекрытий разделяют на сложные (однослойные и слоистые), ребристые (с ребрами вверх или вниз), пустотные (с круглыми или овальными пустотами) и шатровые. При устройстве железобетонных перекрытий в санитарных узлах в конструкцию перекрытия вводят гидроизоляционный слой. Для этого по верху настилов или панелей обычно наклеивают на битумной мастике 1-2 слоя рубероида. В местах примыкания к стенам и перегородкам гидроизоляцию поднимают вверх на 100 мм. Полы Полы, применяемые в гражданских зданиях, подразделяют на монолитные (бесшовные) и штучные, т.е. составленные из отдельных элементов. Особую группу полов составляют полы из рулонных материалов. Полы устраивают по перекрытиям или непосредственно по грунту (подвал или 1-й этаж). Верхний слой пола, непосредственно подвергающийся эксплуатационным воздействиям, называют покрытием или чистым полом. При устройстве полов по грунту покрытие укладывают на подстилающий слой, распределяющий нагрузку по основанию – грунту. При устройстве полов по перекрытию роль основания выполняет несущая часть перекрытия. Требования к полам: хорошее сопротивление механическим воздействиям, малое пылеобразование, возможность легкой очистки, экономичность, индустриальность устройства, красивый вид, способность улучшать архитектуру интерьера, возможность легкого и быстрого ремонта, в мокрых помещениях - водостойкость и водонепроницаемость, в пожароопасных помещениях – несгораемость. К монолитным или бесшовным полам относятся цементные, террацовые, асфальтовые и мастичные наливные. 37 Полы из штучных элементов выполняют из различных видов плиток (бетонных, керамических, плиток на основе синтетических материалов – ПХВ, резиновые), из мозаичных плиток размером 25х25 и 28х28 мм и т.д.. Сплошные деревянные полы, например, из шпунтованных досок толщиной 37 мм по лагам толщиной 60 мм. Паркетные полы устраивают из небольших дощечек (клепок) толщиной 17-30 мм. Экономичнее применять паркетную доску, заменяющую от 40 до 150 клепок штучного паркета. В настоящее время широкое распространение получил пол из ламината, имитирующего паркетную доску, как с синтетическим покрытием, так и с натуральной древесиной. Рулонные материалы для пола – это синтетические ковровые покрытия различной структуры и окраски, обычный линолеум, линолеум на войлочной основе, поливинилхлоридная пленка Наливные поливинилацетатные полы представляют собой бесшовные монолитные пленки, состоящие из трех слоев. К монолитным полам относят: бетонные, мозаичные, монолитные полы из природного камня, как из мраморных плит, так и из колотого мрамора – брекчии. Ксилолитовые полы – смесь каустического магнезита и водного раствора хлористого магния. Устраивают в цехах, где требуется безискорный, теплый и не пылящий пол. Асфальтобетонные покрытия пола устраивают в производственных помещениях, они состоят из смеси битума с песком и минеральным порошком. 38 Лекция 4 КОНСТРУКЦИИ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ ИЗ КРУПНОРАЗМЕРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Цель лекции: изучение видов жилы зданий из крупноразмерных элементов и пространственных блоков План 1. Здания из крупных блоков. 2. Здания из крупных панелей. 3. Монолитно-бетоные стены 4. Здания из объемно-пространственных блоков 5. Здания со стволами жесткости. Здания из крупных блоков Крупноблочные стены современных зданий возводят из крупных легкобетонных, кирпичных или других блоков, изготовляемых на заводе. В крупноблочном строительстве применяют конструктивные схемы с продольными, а также с поперечными несущими стенами. Пространственная жесткость зданий обеспечивается продольными и поперечными стенами – вертикальными диафрагмами и перекрытиями – горизонтальными диафрагмами. Наибольшее распространение получили бетонные блоки, изготовляемые из гидравлических вяжущих. Размеры блоков зависят от принятых шагов несущих конструкций и разрезки стен. Масса блоков от 0,1 до 2 т. Размеры блоков (длина и высота) зависят от схемы членения стен на отдельные элементы. Такое членение называют разрезкой стены. Применяют следующие виды разрезок: двух-, трех- и четырехрядную. Раскладку блоков производят с учетом правил перевязки швов. В современном крупноблочном домостроении чаще применяют двухрядную разрезку как наиболее индустриальную с наименьшим количеством швов. При этой разрезке первый ряд состоит из простеночных и подоконных блоков, второй – из перемычек. Кроме того, применяют цокольные рядовые, карнизные, парапетные, поясные. Простеночные блоки по вертикальным граням имеют четверти, подоконные блоки имеют такие же четверти, обращенные в другую сторону. У поясных и перемычных блоков сверху также образована четверть по длине изделия для опирания плит перекрытий. Перемычные блоки имеют четверть снизу для оконной коробки. Кроме того, у этих блоков на торцах верхней поверхности имеются закладные детали для соединения их с другими элементами зданий. Для монтажа блоков в них заделаны стальные монтажные петли. После монтажа крупные блоки имеют устойчивость и не требуют дополнительных временных креплений. При примыкании блоков друг к другу образуются различные стыки. Так, при сочетании двух блоков, подоконного и простеночного, образуется закрытый стык с каналом на высоту подоконного 39 блока, который законопачивают промасленной паклей или промасленным жгутом и зачеканивают раствором. Таким же раствором заполняют канал. При примыкании двух простеночных блоков из-за наличия четвертей образуется открытый стык. Этот стык между ребрами четвертей проконопачивают или герметизируют пороизолом. С наружной стороны шов зачеканивают раствором. Изнутри открытый стык изолируют рубероидом и заполняют легким бетоном. При примыкании двух внутренних стеновых блоков образуется закрытый стык, который с двух сторон законопачивается паклей, а внутри заливается бетоном. В некоторых случаях в строительстве применяют кирпичные блоки. Эти блоки изготовляют сплошными из различного вида кирпичей. Размеры блоков кратны размерам кирпичей и имеют толщину – 380, 510, 640 мм. Подоконные блоки делают на 130 мм тоньше простеночных. Наружные стеновые блоки облицовываются лицевым кирпичом, стеклом и керамическими плитками. Для обеспечения пространственной жесткости здания в поперечных и продольных стенах предусматривают дополнительные связи в виде арматурных сеток и стержней. Здания из крупных панелей Крупнопанельными называют стены, монтируемые из заранее изготовленных в заводских условиях крупноразмерных плоскостных элементов. Крупнопанельное домостроение, обеспечивает высокую степень заводской готовности изделий, снижение стоимости и сокращение сроков строительства. Возведение крупнопанельных зданий ведется из крупноразмерных элементов – наружных и внутренних стеновых панелей, плит, перекрытий, лестничных маршей и площадок, объемных санитарнотехнических кабин. По конструктивным системам крупнопанельные здания подразделяются на бескаркасные и каркасные, помимо этого применяют здания блочнопанельные и каркасно-панельные с монолитным ядром жесткости. Крупнопанельному домостроению присущи следующие основные архитекурно-композиционные возможности: разнообразие приемов разрезки наружных стен на панели и решений стыков; вариантность решений балконов и лоджий; возможность создания выразительной пластики благодаря использованию различных элементов и разной отделки панелей. Для крупнопанельных зданий характерны строгие формы обычно пространственного решения. Бескаркасные здания бывают с поперечными несущими стенами с малым шагом (2,4 – 4,2 м), большим шагом (4,8 – 7,2 м) и смешанные, а также с продольными несущими внутренними и наружными стенами. При строительстве с малым шагом целесообразно применять панель для перекрытия комнат, что уменьшает количество швов. Пространственная жесткость здания обеспечивается продольными и поперечными несущими стенами и плитами перекрытий. Недостаток системы с малым шагом 40 поперечных несущих стен является их частое расположение, что ограничивает планировочное решение. Шаг 6 м представляет более широкие возможности в планировке. Преимущества малого и большого шага объединяет система со смешанными шагами. Но в этом случае толщина панелей перекрытия – 22 см, как для большого шага, а в малом достаточно 12 см. Конструктивная система с тремя продольными несущими стенами характеризуется применением двух несущих наружных и одной внутренней продольной стен. В поперечном направлении жесткость зданий обеспечивается поперечными межквартирными стенами и конструкциями лестничной клетки. Это создает удобное расположение внутриквартирных перегородок, что обеспечивает относительную свободу планировочных решений. Включение наружных стен в работу конструкций ограничивает возможность использования этой системы для многоэтажных зданий. Каркасная система в крупнопанельном домостроении наибольшее применение получила в сейсмических районах, а также при строительстве многоэтажных зданий. Все основные вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимает железобетонный каркас, поэтому в этой системе могут быть применены легкие навесные панели, межквартирные стены и перегородки, что значительно облегчает массу здания. Кроме того, облегчается устройство на первом этаже торгово-бытовых учреждений. Недостатком данной системы является увеличение количества монтажных элементов и, как следствие, увеличиваются трудозатраты, увеличение расхода стали и т.д. Блочно-панельная система представляет собой сочетание панельной и объемно-блочной систем. Включение в структуру панельного здания максимально необходимого количества объемно-блочных элементов: санитарно-технических кабин, кухонно-санитарных и лестнично-маршевых блоков, объемно-пространственных балконов и лоджий и т.д. позволяет повысить уровень заводской готовности, снизить трудозатраты на строительной площадке. Между объемными элементами устанавливают наружные и внутренние стеновые панели, плиты перекрытий опираются на объемные блоки. При строительстве зданий из крупных панелей с монолитным ядром жесткости обеспечивается пространственная жесткость здания за счет монолитного ядра, панелей наружных и внутренних стен и перекрытий. Этим достигается свобода планировочных решений, уменьшается количество монтируемых элементов. Конструктивное решение стен крупнопанельных зданий характеризуется системой разрезки, размерами панелей, материалами. Наибольшее распространение получила однорядная разрезка на один или два планировочных шага. Панели наружных стен выпускают с оконными и балконными столярными блоками, с остеклением и покраской переплетов. Внутренняя поверхность стеновых панелей подготовлена под окраску или 41 оклейку обоями. Применяют также двухрядную или «ленточную» разрезку панелей в пределах этажа, состоящую из двух элементов простенка и пояса, служащего для двух смежных этажей. Такая система разрезки нашла применение в зданиях с большим шагом поперечных несущих стен. Применяют и другие разрезки, например, вертикальную разрезку на этаж, на два этажа. По конструкции наружные стеновые панели делят на однослойные и слоистые. Однослойные панели должны обеспечить не только конструктивные, но и теплоизоляционные требования. Однослойные панели изготовляют из легких бетонов на пористых заполнителях: керамзитобетоне, золе, шлаковой пемзе и т.д. Кроме того, используют пенобетон, газобетон и др. заполнители. Отделочный наружный слой панелей выполняют в виде облицовки из мелких керамических или стеклоплиток, слоя декоративного бетона и т.д. На внутреннюю поверхность панели, подготовленную под окраску или оклейку обоями, наносят слой раствора около 15 мм. Панели могут быть двухслойными, включающими несущий ребристый или сплошной слой из железобетона и слой, состоящий из теплоизоляционного легкого или ячеистого бетона. Значительное распространение получили трехслойные панели. Они состоят из наружного и внутреннего слоя с утеплителем между ними. Наружные и внутренние слои выполняют из железобетона или различных листовых материалов. Утеплителем служат жесткие или полужесткие маты и плиты из стекло- или минеральной ваты, фибролита или ячеистого бетона. Один из недостатков трехслойных панелей – сквозные ребра, остывающие и промерзающие зимой. Преимущества – применение эффективного утеплителя, применение разных отделочных материалов по наружному слою из тяжелого бетона. Одним из важных элементов наружных стен крупнопанельных зданий являются стыки. Они находятся под воздействием различных нагрузок, в т.ч. температурных и ветровых, солнечной радиации, осадков. В стыках между панелями и плитами перекрытий возникают усилия растяжения, сжатия и среза. Это сказывается на образовании трещин в швах. В трещины проникает влага, возникает воздухопроницаемость, развитие коррозии закладных деталей. Необходим своевременный ремонт. Большое распространение получили здания каркасно-монолитные с заполнением из штучных материалов. По этому принципу в Ставрополе строят много домов. Монолитно-бетонные стены Технология ведения монолитно-бетонной стены состоит в следующем: непосредственно на стройплощадке монтируются специальные формы опалубки, повторяющие формы возводимого элемента, в которые по проекту устанавливается арматура и заливается бетон. После затвердения опалубка или демонтируется или становится частью конструкции. Основные преимущества монолитного строительства: 42 1. возможность создания гибких планировочных решений при требуемых высотах этажей. 2. возможность проектирования разнообразных уникальных по форме конфигураций и высот зданий. 3. отсутствие монтажных швов, нет необходимости герметизации стыков. 4. возможность снижения нагрузок на фундаменты из-за снижения толщины стен. 5. технологии позволяют использовать местные строительные материалы и промышленные отходы. Недостаток – трудности бетонирования в зимнее время, требующего применения специальных методов производства работ, что приводит к их удорожанию. Кроме того, требуется качественная опалубка, высококвалифицированный персонал, соблюдение всех видов технологических процессов при их жестком контроле. В качестве несъемных опалубок применяют опалубочные блоки из древесно-цементной композиции (арболита). Не замкнутое корбчатое сечение с внутренними вертикальными ребрами - перемычками. Стены с несъемной опалубкой из полистиральных блоков не требует дальнейшего утепления. Здания из объемно-пространственных блоков Здания из объемно-пространственных блоков имеют наибольшую степень заводской готовности. Объемные блоки на строительную площадку доставляют в виде полностью законченных, оборудованных отдельных объемных элементов. Приняты следующие типы объемных блоков: «колпак» - с приставной плитой пола, «стакан» - с приставной плитой потолка, «лежачий стакан» - с приставной панелью наружной стены, «труба» - с приставными панелями наружной и внутренней стен, «стол» и «кольцо». Наибольшее распространение получили два вида объемных блоков – «колпак» и «лежачий стакан». Преимущество блока типа «колпак» заключается в относительно простой установке перегородок, санитарно-технического оборудования, встроенной мебели. В архитектурно-планировочном отношении эти блоки дают возможность при угловом опирании друг на друга располагать дверные проемы в любом месте стены, а также создают раскрытие пространства путем удаления одной или нескольких стен. Применение навесных наружных ограждений увеличивает композиционные свойства и приемы использования блоков: их можно поразному устанавливать и ориентировать в пространстве, сдвигать, разворачивать, что позволяет создавать разнообразные объемнопространственные решения, обогащать пластику фасадов. Блоки типа «лежачий стакан» обладают большей жесткостью, достигаемой за счет наличия поперечных и продольных ребер. Конструкция блоков позволяет размещать легкие наружные стены практически в любом 43 месте по глубине блока для трансформации жилья за счет уменьшения или увеличения площади летних помещений. В планировочном отношении из-за наличия ребер менее свободно размещаются дверные проемы, ограничена возможность объединения пространства смежных блоков. Различают три конструктивные системы зданий из объемнопространственных блоков: блочную, блочно-панельную и каркасно-блочную. Блочная система состоит из отдельных блоков, которые устанавливают друг на друга, образуя плоскую или более сложную структуру фасада. Блочно-панельная система представляет собой сочетание крупных панелей и объемных блоков, в т.ч. санитарно-технических кабин, шахт лифтов, объемных элементов лестничных клеток и кухонь. Сочетание панелей и объемных блоков позволяет получить разнообразные объемнопланировочные и композиционные решения жилых и общественных зданий. Каркасно-блочная система характеризуется сочетанием каркаса и объемных блоков. Наличие каркаса позволяет применять ограждения с меньшей толщиной блоков. Здания со стволами жесткости Если система несущих стен является достаточно эффективной для жилых зданий средней этажности, то высотные, в особенности общественные, требуют максимума планировочной гибкости, больших внутренних пространств. В этом случае оптимальным решением является применение ствола для размещения вертикальных коммуникаций (лифты, лестницы, инженерные коммуникации, санузлы, подсобные помещения). Конструктивные системы зданий со стволами жесткости характеризуются следующими особенностями:  формой ствола жесткости (квадрат, прямоугольник, треугольник, многоугольник, круг и др.)  количеством стволов (один или несколько)  расположением стволов (в центре здания – центральное, по периметру – периферийное, вне здания - примыкающее). Ограничений в форме и расположении стволов нет. Стволы жесткости выполняются из железобетона, из стали и их комбинаций. Применение стволов ограничено сравнительно невысокими зданиями изза их недостаточной жесткости и невысокой огнестойкости. Преимущества стальных стволов – в их быстром монтаже. Стволы жесткости чаще всего выполняются монолитными в скользящей опалубке. Кроме ствольных систем существуют:  ствольно-подвесные системы;  ствольно-стеновые системы;  ствольно-каркасные системы; 44  ставольно-блочные системы;  ствольно-оболочковые системы. 45 Лекция 5 ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ Цель лекции: Изучение типов и основных параметров промышленных зданий. План 1. Промышленные здания и их конструкции. 2. Классификация производственных зданий и сооружений. 3. Элементы каркаса одноэтажных зданий Промышленные здания и их конструкции Производственные здания промышленных предприятий существенно отличаются от жилых и общественных как по внешнему облику, так и по конструктивному решению, что обуславливается производственнотехнологическими требованиями. Характерными для этих зданий являются относительно крупные по площади помещения, наличие устройств и конструктивных элементов для крепления и движения подвесных или опорных кранов, надстроек на покрытиях в виде световых и аэрационных фонарей и ряд других особенностей (например, повышенная влажность, значительные тепловые выделения, высокий уровень шума и т.д.). Существенное влияние на архитектурно-строительное решение производственных зданий оказывает их этажность. Различают два основных вида производственных зданий: одноэтажные и многоэтажные, причем пока преобладают одноэтажные здания. Как правило, их целесообразно сооружать в том случае, если используется тяжелое технологическое оборудование, требующее значительных пролетов и вызывающее соответствующие динамические нагрузки при больших габаритах и массе выпускаемой продукции в производствах, основной технологический процесс которых протекает по горизонтали. Одноэтажные производственные здания проектируют как с фонарями, так и без них. Они могут быть одно- и многопролетные. Многопролетные применяют значительно чаще. Одноэтажные производственные здания строят каркасными из сборного железобетона, реже из стали в зависимости от величины и характера крановой нагрузки, основных объемно-планировочных параметров и внутреннего режима помещений цеха. Вопрос о целесообразности применения железобетонных, металлических или других строительных конструкций нужно решать с учетом эффективности их использования и наличия в районе строительства соответствующих производственных баз и материальных ресурсов. Чаще применяют сборный железобетонный каркас. Поперечные рамы такого каркаса представляют собой систему из колонн, защемленных в фундаментах, и ригелей в виде балок или ферм. Пространственная жесткость зданий в поперечном направлении создается поперечными рамами, а в 46 продольном – колоннами, несущей конструкцией покрытия и подкрановыми балками (в зданиях с опорными кранами), а также вертикальными и горизонтальными связями. Колонны каркаса здания располагают в местах пересечения взаимно перпендикулярных продольных и поперечных разбивочных осей, образующих сетку колонн. В одноэтажных зданиях наиболее часто применяют сетку колонн 18х12 и 24х12. На чертежах разбивочные оси маркируют по длинной стороне здания цифрами (слева направо) и по короткой (торцовой) буквами русского алфавита (снизу вверх). Основные объемно-планировочные параметры здания – шаг, пролет и высота. Шаг – расстояние между разбивочными осями, определяющими членение зданий на планировочные элементы или расположение вертикальных несущих конструкций зданий (стен и отдельных опор). Величина шага 6 м или 12 м; при необходимости может быть больше, но обязательно кратно 6 м. Пролет – расстояние между разбивочными осями несущих стен или опор в направлении, соответствующем пролету основных несущих конструкций покрытия (балок, ферм) или перекрытия в многоэтажных зданиях. Величину пролетов одноэтажных производственных зданий принимают обычно в пределах от 12 до 36 м, но в крупнопромышленных зданиях могут быть приняты пролеты большей величины. Размер пролетов следует назначать кратным 6 м, а в некоторых случаях кратным 3 м. Высота – расстояние от уровня пола (от отметки ±0,000) до низа несущей конструкции покрытия на опоре. Высота помещений колеблется в значительных пределах (но не менее 3 м) и ее нужно назначать кратной 0,6 м. Многоэтажные здания возводят, главным образом, для размещения предприятий, выпускающих продукцию сравнительно небольшой массы. Наибольшее распространение они получили в химической, электротехнической, электронной, радиотехнической, легкой, пищевой отраслях промышленности и в других производствах, технологический процесс в которых протекает по вертикали. Целесообразно вводить их в условиях плотной городской застройки и при реконструкции промышленных предприятий в крупных городах. Производственные здания строят преимущественно со сборными каркасами. В многоэтажных зданиях размеры следует назначать кратными для пролетов – 3 м, шаг колонн – 6 м, высота – 0,6 м. Сетку колонн часто назначают 6х6, 6х9, а также 6х12, 6х18 и 6х24. Классификация производственных зданий и сооружений В зависимости от назначения здания предприятий делят на производственные, в которых размещают основные, обслуживающие и некоторые другие предприятия или цеха, и вспомогательные, в которых 47 размещают культурно-бытовые, административно-конторские помещения, столовые, лаборатории и др. Производственные здания могут быть одно- и многоэтажными; одно- и многопролетными; с внутренним или наружным водоотводом; с подъемнотранспортным оборудованием или без него. Здания и сооружения по степени огнестойкости подразделяют на группы согласно СНиП. В зависимости от характера застройки промышленного предприятия, производственные здания могут быть сплошной и павильонной застройки. Производственные здания сплошной застройки отличаются значительными размерами. Проектируют их или бесфонарными с искусственной вентиляцией и люминесцентным освещением, или со световыми и аэрационными фонарями. Павильонную застройку применяют обычно на предприятиях химической и металлургической промышленности для складских и других зданий, причем ограничивают число пролетов для обеспечения естественного освещения и аэрации через боковые проемы и фонари. По расположению внутренних опор производственные здания подразделяют на пролетные, ячейковые и зальные. В зданиях пролетного типа размер пролета преобладает над шагом колонн. Здания ячейкового типа - это здания обычно с квадратной или близкой к ней сеткой колонн. Здания зального типа сооружают в том случае, если необходимо иметь значительные производственные площади без внутренних опор. для снижения затрат при проектировании и строительстве были разработаны унифицированные типовые секции (УТС) и пролеты (УТП). При использовании габаритных схем и УТС размеры цехов по высоте назначают в зависимости от габарита оборудования и характера технологического процесса. В габаритных схемах содержатся данные о планировке шага колонн, пролетах, высоте и этажности зданий, крановых нагрузках и т.п. Элементы каркаса одноэтажных зданий Здания одноэтажных цехов с типовыми унифицированными конструкциями из сборного железобетона с укрупненной сеткой колонн могут иметь различные конструктивные схемы. Для всех схем зданий необходимо предусматривать меры по обеспечению жесткости и устойчивости всех частей и всего здания в целом. Каркасы производственных зданий, как правило, представляют собой конструкцию, состоящую из поперечных рам, образуемых колоннами, защемленными в фундаментах и шарнирно (или жестко), связанными с ригелями покрытия (балками или фермами). При наличии подвесного транспортного оборудования или подвесных потолков, а также при подвеске различных коммуникаций, несущие конструкции покрытий в ряде случаев можно располагать через 6 м и применять подстропильные конструкции при 48 шаге 12 м. Если подвесного транспортного оборудования нет, стропильные балки и фермы располагают через 12 м, применяя плиты пролетом 12 м. Типовым решением являются одноэтажные здания с поперечными рамами и с шарнирным соединением ригелей и колонн. В последнее время получили распространение пространственные конструкции и висячие системы покрытий. В производственных зданиях рекомендованы эффективные железобетонные несущие конструкции из высокопрочных тяжелых и легких бетонов с применением высокопрочной арматурной стали с малой материало- и трудоемкостью. Стальные конструкции целесообразно применять при соответствующих климатических условиях (на Крайнем Севере и в некоторых других районах), при отсутствии заводов сборного железобетона, с учетом конкретных условий строительства и его сроков. При стальном каркасе конструктивные схемы в основном аналогичны схемам из железобетона. При выборе конструктивной схемы производственных зданий со стальным каркасом необходимо учитывать разнообразные факторы, наиболее важным из которых являются режим работы кранов, нагрузки от кранов и покрытий, а также основные объемно-планировочные параметры цеха (высота, шаг, пролет). Стальные конструкции применяют, например, в цехах заводов, в которых используют краны тяжелого и непрерывного режима работы. 49 Лекция 6 ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ И СТАЛЬНОЙ КАРКАС Цель лекции: изучение основных элементов каркаса производственных зданий План 1. Фундаменты железобетонных колонн. 2. Железобетонные колонны. 3. Связи между колоннами. 4. Плоские несущие конструкции покрытий. 5. Железобетонные балки покрытий. 6. Железобетонные фермы и арки покрытий. 7. Стальной каркас. 8. Фундаменты и базы стальных колонн. 9. Стальные колонны. 10. Подкрановые балки. 11. Стальные балки и фермы покрытия. Рамные железобетонные каркасы являются основной несущей конструкцией одноэтажных производственных зданий и состоит из фундаментов, колонн, несущих конструкций покрытий (балок, ферм) и связей. Железобетонный каркас может быть монолитным и сборным. Преимущественное распространение получил сборный железобетонный каркас из унифицированных элементов заводского изготовления. Такой каркас наиболее полно удовлетворяет требованиям индустриализации. Для создания пространственной жесткости плоские поперечные рамы каркаса в продольном направлении связывают фундаментными, обвязочными и подкрановыми балками и панелями покрытия. В плоскостях стен каркасы можно усилить стойками фахферка, иногда называемого стеновым каркасом. Выбор рационального типа, формы и надлежащих размеров фундаментов существенно влияет на стоимость здания в целом. Фундаменты железобетонных колонн Бетонные и железобетонные фундаменты следует выполнять монолитными и сборно-монолитными. В фундаментах предусматривают уширенные отверстия – стаканы, имеющие форму усеченной пирамиды, для установки в них колонн. Дно стакана фундамента располагают на 50 мм ниже проектной отметки низа колонн с тем, чтобы подливкой раствора под колонну компенсировать возможные неточности размеров высоты колонн, допускаемые при их изготовлении, и выровнять верх всех колонн. Размеры фундаментов определяют по расчету в зависимости от нагрузки и грунтовых условий. Возможны несколько вариантов конструктивных решений фундаментов и опирающихся на них колонн: 50 1. Фундаменты назначают разной высоты с учетом отметок их заложения, а колонны – одной высоты. 2. Фундаменты принимают одной высоты, а колонны – разной в зависимости от изменения отметок заложения фундаментов. 3. Фундаменты в местах перепадов отметок их заложения возводят с применением специальных вставок и подколонников, колонны же устраивают равной высоты, назначаемой по наименьшей отметке заложения фундаментов. Фундаменты производственных зданий при соответствующем техникоэкономическом обосновании устраивают свайными. Для производственных зданий рекомендуется применять следующие виды свай: забивные (без поперечного армирования), составные, пирамидальные, ромбовидные, булавовидные, сваи-колонны, буронабивные и др. Такое решение конструкций фундаментов дает возможность вести строительство без отрывки котлованов, что сокращает сроки строительства, исключает осадки грунта и пола здания, обеспечивает возможность монтажа оборудования сразу же после окончания устройства фундамента. Фундаментные балки предназначены для опирания наружных и внутренних стеновых конструкций на отдельно стоящие фундаменты каркаса. Для опирания фундаментных балок применяют бетонные столбики, устанавливаемые на цементном растворе на горизонтальные уступы башмаков или на фундаментные плиты. Установка стен на фундаментные балки кроме экономических, создает эксплуатационные преимущества – упрощается устройство под ними возможных подземных коммуникаций. Для защиты фундаментных балок от деформаций, вызванных увеличением объема при замерзании грунтов, и для исключения возможности промерзания пола вдоль стен, их засыпают с боков и снизу шлаком. Между фундаментной балкой и стеной по поверхности балки укладывают гидроизоляцию, состоящую из двух слоев рулонного материала на мастике. Вдоль фундаментных балок на поверхности грунта устраивают тротуар или отмостку. Для стока воды, тротуарам или отмосткам придают уклон 0,03 – 0,05 от стены здания. Железобетонные колонны В одноэтажных промышленных зданиях применяют обычно унифицированные сплошные железобетонные одноветвевые колонны прямоугольного сечения и сквозные двухветвевые. Прямоугольные унифицированные колонны могут иметь размеры сечения 40х400, 400х600, 400х800, 500х500, 500х800 мм. Двухветвевые – 500х1000, 500х1400, 600х1900 мм и др. Железобетонные колонны одноэтажных зданий могут быть бесконсольными – для зданий без мостовых кранов и с консолями – для опирания подкрановых балок. При необходимости иметь большую жесткость здания вместо прямоугольных одноветвевых колонн применяют 51 двухветвевые. Высоту колонн подбирают в зависимости от высоты (Н) и глубины их заделки (а) в стакан фундамента. Заделка колонн ниже нулевой отметки в зданиях без мостовых кранов равна, а в зданиях с мостовыми кранами – 1,0 м для одноветвевых колонн прямоугольного сечения; 1,05 и 1,35 м соответственно для двухветвевых колонн. Для одноэтажных производственных зданий применяют также центрифугированные колонны. По сравнению с прямоугольными железобетонными центрифугированные колонны кольцевого сечения при равной жесткости обычно имеют в два раза меньшую площадь поперечного сечения. При необходимости усиления основного каркаса применяют колонны вспомогательного каркаса. Он предназначен для восприятия значительных ветровых нагрузок и массы стенового заполнения при значительной его высоте и протяженности. Для зданий высотой 10,8 и 12,6 м фахферковые колонны приняты из железобетона прямоугольного сечения 400х600 мм; выше 12,6 м – из железобетона с металлическим оголовком. Для укладки подкрановых балок на колоннах устраивают подкрановые консоли. Верхнюю надкрановую часть колонны, поддерживающую несущие элементы покрытия (балки или фермы), называют надколонником. Для крепления несущих элементов покрытия к колонне в верхнем ее торце закрепляют стальной закладочный лист. В местах крепления к колонне подкрановых балок и стеновых панелей располагают стальные закладные детали. Колонны с элементами каркаса сопрягают сваркой стальных закладных деталей с последующим их обетонированием. Так же крепят наружные стеновые панели. Связи между колоннами Вертикальные связи, расположенные по линии колонн здания, создают жесткость и геометрическую неизменяемость колонн каркаса в продольном направлении. Их устраивают для каждого продольного ряда в середине температурного блока. Температурным блоком называют участок по длине здания между температурными швами или между температурным швом и ближайшей к нему наружной стеной здания. В зданиях малой высоты (при высоте колонн до 7-8 м) связи между колоннами можно не устраивать. В зданиях большей высоты предусматривают крестовые или портальные связи. Крестовые связи применяют при шаге 6 м, портальные – 12 м. Их выполняют из прокатных уголков и соединяют с колоннами путем сварки косынок крестов с закладными деталями. В цехах значительной высоты и особенно с тяжелым режимом работы кранов повышаются требования, предъявляемые к жесткости и надежности вертикальных связей между колоннами. Подкрановые балки предназначены для опирания крановых рельсов, по которым перемещаются электрические мостовые краны. Эти балки являются 52 также продольными элементами каркаса здания и повышают его пространственную жесткость. Применяют предварительно напряженные железобетонные подкрановые балки пролетом 6 и 12 м и высотой 800-1000 мм при шаге колонн 6м и 14002000 мм при шаге 12 м. Используют также и стальные подкрановые балки. Плоские несущие конструкции покрытий К ним относят балки, фермы, арки и подстропильные конструкции. Несущие конструкции покрытия изготавливают из сборного железобетона, стали, дерева. Тип несущих конструкций покрытия назначают в зависимости от конкретных условий – величины перекрываемых пролетов, действующих нагрузок, вида производства, наличия строительной базы. Железобетонные балки покрытий В качестве несущий конструкций в ряде случаев используют железобетонные предварительно напряженные балки пролетом до 12 м для односкатных и малоуклонных покрытий. Двускатные решетчатые пролетом 12-18 м. Односкатные балки предназначены для зданий с наружным водоотводом, двускатные можно применять в зданиях как с наружным, так и с внутренним водоотводом. Уширенную опорную часть балки прикрепляют к колонне шарнирно посредством анкерных болтов, выпущенных ихз колонн и проходящих через опорный лист, приваренный к балке. Железобетонные фермы и арки покрытий Очертание фермы покрытия зависит от вида кровли, расположение и формы фонаря и общей компоновки покрытия. Для зданий пролетом 18 м и более применяют железобетонные предварительно напряженные фермы из бетона марки 400, 500 и 600. Фермы предпочтительнее балок при наличии различных санитарно-технических и технологических сетей, удобно располагаемых в межфермерном пространстве, и при значительных нагрузках от подвесного транспорта и покрытий. В зависимости от очертания верхнего пояса различают фермы сегментчатые, арочные, с параллельными поясами и треугольные. Для пролетов 18 и 24 м применяют раскосные фермы сегментного очертания, а также типовые безраскосные фермы при скатной и малоуклонной кровлях. В некоторых случаях, для покрытия большепролетных производственных зданий, применяют сборные железобетонные арочные конструкции. Подстропильные конструкции предназначены для опирания стропильных балок или ферм, когда шаг колонн превышает шаг основных несущих конструкций покрытия. Подстропильные балки и фермы применяют пролетом 12 м. При укрупненном шаге колонн возможно использование подстропильных конструкций с большим пролетом. Для опирания 53 стропильных балок в середине пролета на нижней полке подстропильной фермы имеются банкетки. Стальной каркас Стальные каркасы применяют в цехах при крупных пролетах и значительных крановых нагрузках при строительстве предприятий металлургии, машиностроения и др. Колонны, балки, стропильные, подстропильные конструкции выполняют с применением широкополочных двутавров и тавров. По своей конструктивной схеме стальной каркас в целом подобен железобетонному и представляет собой основную несущую конструкцию промышленного здания, поддерживающую покрытие, стены и подкрановые балки, а в некоторых случаях – технологическое оборудование и рабочие площадки. Основными элементами несущего стального каркаса, воспринимающими почти все действующие на здание нагрузки, являются плоские поперечные рамы, образованные колоннами и стропильными фермами (ригелями). На поперечные рамы, расставленные согласно принятому шагу колонн, опирают продольные элементы каркаса – подкрановые балки, ригели стенового каркаса, прогоны покрытия и, в некоторых случаях, фонари. Пространственная жесткость каркаса достигается устройством связей в продольном и поперечном направлениях, а также (при необходимости) жестким закреплением ригеля рамы в колоннах. В многопролетных зданиях при потребности расположения средних колонн через 12 м, промежуточные стропильные фермы опираются на подстропильные фермы. Фундаменты и базы стальных колонн Под стальные колонны устраивают отдельно стоящие ступенчатые железобетонные фундаменты, которые заглубляют в грунт. Отметка верха фундамента в зависимости от типа колонн может быть принята 0,70 м или 1,0 м. Надежное закрепление анкерных болтов в фундаменте достигается посредством сцепления их с бетоном при заделке на определенную глубину. По аналогии с железобетонным каркасом для восприятия нагрузки от наружных стен между отдельными фундаментами укладывают сборные железобетонные фундаментные балки. Для защиты от коррозии нижней опорной части стальных колонн поверхности их, соприкасающиеся с грунтом, необходимо тщательно обетонировать. Нижняя часть колонны имеет башмак (базу), который служит для передачи и распределения давления от стержня стальной колонны на площадь фундамента, а также обеспечивает закрепление нижнего конца колонны в фундаменте. Применяют два основных типа баз – шарнирные и жесткие. 54 Шарнирные базы используют для центрально-сжатых, значительно нагруженных колонн с передачей усилий на толстую опорную плиту. Нагрузка передается через траверсу равномерно. Жесткие базы, как правило, устраивают во внецентрально-сжатых колоннах, и размеры траверс приходится увеличивать в направлении действия изгибающего момента. Траверсы выполняют из листов толщиной 10-12 мм или швеллеров. Стальные колонны Стальная колонна состоит из следующих элементов: 1) стержня, являющегося основной несущей частью колонны; 2) оголовка, выполняющего функцию опоры для расположенных выше конструкций и предназначенного для распределения нагрузки по сечению стержня; 3) базы (башмака), посредством которой стержень колонны надежно присоединяется к фундаменту и сосредоточенная нагрузка от нее распределяется по поверхности фундамента. По характеру передачи нагрузки различают центрально- и внецентрально-сжатые колонны. В каркасах промышленных зданий широко применяют внецентрально-сжатые колонны, входящие в систему поперечных рам. В поперечных конструкциях цеха можно применить следующие колонны с различной конструктивной системой стержня: постоянного сечения с консолью – для цехов с мостовыми кранами, как правило, малой грузоподъемности; переменного сечения (ступенчатые); сплошные и решетчатые (сквозные), которые наиболее широко применяют для самых тяжелых крановых нагрузок. В стержнях пристенных колонн этого типа различают внутреннюю подкрановую ветвь, воспринимающую давление от крана, и наружную шатровую. Колонны раздельного типа применяют в цехах с тяжелой нагрузкой высотой до 18 м. С помощью горизонтальных планок крановую стойку соединяют с шатровой колонной. Подкрановые балки Стальные подкрановые балки обычно применяют разрезные, сплошные или решетчатые. Высота подкрановой балки составляет 1/6 – 1/12 пролета. Для кранов малой грузоподъемности изготовляют сплошные балки, обычно из прокатного двутавра с усиленным верхним поясом для восприятия горизонтальных усилий торможения крана; применяют также балки составного сечения на сварке для кранов большой грузоподъемности. При длине балки 18 м и более, рациональны решетчатые подкрановые балки в виде ферм. 55 Для крановых путей применяют железнодорожные рельсы специального профиля. Выбор типа кранового рельса и его крепления к подкрановой балке зависит от грузоподъемности, режима работ и от типа ходовых колес крана. Крепление рельсов к подкрановым балкам, как правило, выполняют подвижным, т.е. допускающим выправление пути. Крановые рельсы профиля КР крепят с помощью специальных лапок. При узком поясе стальной балки железнодорожные рельсы крепят через каждые 500-700 мм специальными крюками. Стальные балки и фермы покрытия Простейшим видом стальных несущих конструкций покрытия являются прокатные или составные балки пролетом 12 и 18 м. При больших пролетах рационально применять типовые стальные фермы. Их различают по характеру очертания поясов: полигональные, с параллельными поясами, а также треугольные. В промышленных зданиях с рулонной кровлей используют фермы трапециидального очертания. Для малоуклонных покрытий применяют фермы с параллельными поясами. При необходимости создать крутые уклоны (более 20%) используют треугольные фермы. Наиболее часто применяют унифицированные пролеты стальных ферм покрытий зданий, равные 18, 24, 30, 36 м. Для упрощения изготовления проведена унификация геометрических схем и размеров (пролет и высота) ферм. Элементы фермы соединяют в узлах, как правило, на сварке с помощью фасонок (косынок) из листовой стали, располагаемых между парными уголками. Фермы к стальным колоннам крепят сбоку. Применяют также металлические трубчатые фермы с узловыми соединениями без использования фасонок. Несущие конструкции компонуют в блоки (настил, прогоны, подстропильные и стропильные фермы) и используют профилированный настил. 56 Лекция 7 ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ НЕСУЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЙ Цель лекции: изучение конструкций для перекрытия большепролетных сооружений План 1. Большепролетные покрытия 2. Оболочки 3. Складки 4. Висячие конструкции 5. Пневматические конструкции Большепролетные покрытия. Оболочки. Складки. К большепролетными покрытиям обычно относят покрытия зданий и сооружений, свободные расстояния между опорами которых превышают 2430 м. Проектирование и возведение таких покрытий выходит за рамки обычного массового строительства. Проблема проектирования и возведения большепролетных покрытий типа оболочек и складок – одна из сложнейших. Применение плоскостных конструкций неэкономично, т.к. в этих случаях конструкции получаются громоздкими с большой собственной массой. Почти 18 столетий пролет 43,5 м в куполах Пантеона, а потом Собора Св. Петра в Риме, оставался непревзойденным. Развитие теории оболочек, применение стальных и тонкостенных железобетонных конструкций сделали возможным в 1920-1930 годах строительство покрытий пролетом до 100 м. Улучшением методов расчета оболочек, совершенствованием строительных конструкций, улучшением качества строительных материалов определились успехи в строительстве пространственных конструкций. В покрытиях нашли применение оболочки и складки различного очертания: оболочки двоякой положительной кривизны, бочарные своды и висячие покрытия разных конструкций, а также длинные и короткие цилиндрические оболочки, складки, коноидальные оболочки., оболочки отрицательной гауссовой кривизны. Особенностью пространственных конструкций покрытий является совмещение несущих и оргаждающих функций и совместная статическая работа конструкции. Применение таких конструкций позволяет перекрывать значительные площади без промежуточных опор. При выборе типа покрытия руководствуются технической и экономической целесообразностью. С технической точки зрения желательно иметь крупную сетку колонн, однако ее укрупнение увеличивает расход материалов на покрытие, подкрановые балки, утяжеляет мостовые краны, увеличивает массу и стоимость здания в целом. Следовательно, должно быть найдено оптимальное сочетание технологических и экономических показателей. 57 Пространственно работающие конструкции покрытий, тонкостенные железобетонные цилиндрические оболочки и призматические складки состоят из тонкой гладкой или ребристой плиты, изогнутой по цилиндрической поверхности, собственно оболочки, (если поверхность тонкой плиты имеет призматическую форму, покрытие называют складчатым), бортовых элементов, окаймляющих оболочку вдоль крайних образующих, поперечных сплошных или сквозных диафрагм, поддерживаемых колоннами или стенами. Расстояние между осями опорных диафрагм называют пролетом оболочки или складки (l1), расстояние между бортовыми элементами называют длиной волны оболочки и обозначают l2. По отношению пролета оболочки к длине ее волны цилиндрические оболочки условно делят на длинные и короткие. Оболочки могут быть одно- и многопролетные. Оболочку называют многопролетной, если по длине она поддерживается более чем двумя диафрагмами. Несколько параллельных оболочек или складок, монолитно связанных между собой общими бортовыми элементами, называют многоволновыми. Разработаны конструкции длинных цилиндрических железобетонных оболочек для зданий с сеткой колонн 12х18, 12х24 и коротких для зданий с сеткой колонн 12х18, 12х24, 12х30 и др. Скорлупа этих оболочек собирается из цилиндрических панелей 3х12 м. Панели имеют контурные и поперечные ребра, которые обеспечивают необходимую жесткость и устойчивость скорлупы. Применяют два типа цилиндрических панелей – рядовые и краевые. Последние отличаются армированием и усиленным продольным ребром, которое образует вместе со сборкой предварительно напряженной затяжкой торцовую диафрагму оболочки. Бортовые элементы представляют собой предварительно напряженные балки двутаврового сечения длиной, равной величине пролета. Кроме цилиндрических оболочек в разное время были разработаны конструкции сборных и сборно-монолитных железобетонных оболочек двоякой кривизны (иногда их называют пологими двояковыпуклыми оболочками) с размерами в плане 12х24, 18х24, 12х36, 18х30, 24х24 и 36х36 м, которые по расходу материалов во многих случаях экономичнее цилиндрических. Скорлупа такой оболочки имеет форму многогранника с ромбовидными гранями. Каждая грань представляет собой ромбовидную плоскую плиту с контурными и диагональными ребрами. Экономичны оболочки положительной кривизны из плит 3х6 м с шагом колонн 18 м. Так же собирают оболочки двоякой положительной кривизны из сборных унифицированных плоских ребристых плит с размерами 3х3 м. Арочные (бочарные) своды пролетом до 96 м четырехлепестковые оболочки типа гиперболического параболоида имеют экономичную конструкцию. 58 Проектирование конструкций тонких сводов-оболочек со срединной поверхностью, не описываемой аналитически, представляет особую трудность для архитектора и инженера. Методы расчета, разработанные для сводов оболочек с математически определенными поверхностями, не могут быть применены непосредственно для этой цели. Расчеты ведутся на вычислительной технике с использованием экспериментальных расчетов с применением макетов и моделей небольшого размера. Висячие конструкции Висячие и сетчатые металлические покрытия по изяществу и легкости форм, выразительности структуры превзошли все до сих пор известные. Появление новых материалов – высокопрочных сталей, алюминия, пластмасс - открывают необычайные возможности. Висячие или вантовые покрытия выполняются при помощи стальных канатов, называемых вантами, которые закрепляются на высоких вертикальных опорах, поддерживают сборные железобетонные элементы покрытия. Висячие покрытия отличаются высокими экономическими показателями. Их можно конструировать как многопролетные системы малыми (10-15 м), средними (20-30 м) и большими пролетами. Плоские вантовые фермы отличаются довольно легким и простым способом предварительного напряжения и дают возможность выпускать их индустриальным способом. Развитие современных электронно-вычислительных машин дало инженерам – проектировщикам неограниченные возможности в проведении более широких и разносторонних исследований структурных плит и оболочек. Расчет конструкций ведется трехмерным методом. Для расчета конструкций приходится решать системы из сотен уравнений. Одним из направлений в архитектуре является решение большепролетных конструкций в сочетании с сокращением числа промежуточных колонн. Существует множество различных конструктивных форм сооружений, например, купола, своды, решетчатые конструкции. Сетчатые купола, хотя и имеют наиболее эффектные формы конструкций, все же имеют некоторые недостатки из-за круглой формы. В то же время плоские структурные конструкции являются более практичными, т.к. могут применяться как для покрытий, так и для перекрытий. Пример – здание Национального павильона на Всемирной выставке 1964-65 гг. в Нью-Йорке. На трех несимметрично расположенных опорах крепились перекрытие и эксплуатируемая крыша. Конструкции перекрытия и покрытия представляют собой структурные системы, состоящие из большого числа однотипных элементов, выполненных в форме двухслойной сетки. Данные системы состоят из сочетания тетраэдров и октаэдров с основанием в виде 59 равносторонних треугольников. Две плоские сетки образуют верхний и нижний пояс конструкции, параллельные между собой и соединены раскосами. Длина всех элементов одинакова. Пневматические конструкции Для размещения некоторых промышленных объектов – мастерских, производственных цехов и др. помещений – применяют здания с пневматическими конструкциями. Материалом для таких зданий служат полиэтиленовые, полиэфирные и другие пленки или прорезиненные ткани. Сооружения, в которых пленка опирается на воздух, называются воздухоопорными. Если несущей конструкцией служат заполненные воздухом трубы, образующие его каркас, то такие сооружения называют воздухонесущими или пневмокаркасными. 60 Лекция 8 ОГРАЖДАЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПОКРЫТИЙ Цель лекции: изучение видов покрытий, водоотвода воды с кровли План 1. Состав ограждающей части покрытия. 2. Покрытие по железобетонным панелям и настилам. 3. Покрытие по стальным профилированным настилам. 4. Отвод воды с кровель. Состав ограждающей части покрытия В состав ограждающей части покрытия могут входить: 1) кровля (водоизоляционный слой) – чаще всего рулонный ковер, реже – асбестоцементные волнистые листы и др.; 2) выравнивающий слой – стяжка из асфальта или цементного раствора (при необходимости); 3) теплозащитный (термоизоляционный) слой, который в зависимости от местных условий может состоять из плит пенобетонных или керамзитобетонных, минеральной пробки и т.п.; 4) пароизоляция, предохраняющая теплоизоляционный слой от увлажнения водяными парами, проникающими из помещения; 5) несущий настил, поддерживающий ограждающие элементы покрытий. По степени утепления ограждающие конструкции покрытий производственных зданий разделяют на утепленные и холодные. В неотапливаемых помещениях или горячих цехах с большим выделением тепла ограждения покрытия проектируют холодными (теплоизоляционный слой не укладывают). В помещениях отапливаемых зданий покрытие предусматривают утепленным, причем степень утепления определяют исходя из требования предотвращения конденсации влаги на внутренней их поверхности. Для этого производят теплотехнический расчет в соответствии с требованиями СНиП II-3-79. Покрытие по железобетонным панелям и настилам В неотапливаемых производственных зданиях часто в качестве несущих элементов покрытия применяют предварительно напряженные железобетонные ребристые плиты длиной 6 и 12 м шириной 3 м, реже 1,5 м. При шаге 6 м используют панели из легких ячеистых бетонов. Существенное снижение массы покрытия может быть достигнуто, если придать плитам пространственную форму, например, тонкостенный сводчатый настил типа КЖС или ребристые настилы типа «Динакор» и «Воздуховод» при сетке колонн 12х18 м. Покрытие по стальным профилированным настилам 61 В последнее время получили распространение в промышленном строительстве различные типы стального профилированного несущего настила. Его изготовляют из стали толщиной 0,8-1,0 мм с высотой ребра 60х80 мм при ширине листов настила до 1250 мм и длине до 12 м. Настил укладывают по прогонам или несущим конструкциям покрытия. Для обеспечения пожарной безопасности необходимо предусматривать защитный слой гравия толщиной 25 мм по всей площади кровли. Кроме стальных профилированных листов применяют конструкции из алюминиевых сплавов и покрытия с применением пластмасс – стеклопластики; оргстекло, винипласт, пенопласт, поропласты и различного вида пластмассовые пленки. Преимущество этих материалов – их легкость, водостойкость и малая теплопроводность. Недостатки – низкая термостойкость, небольшой модуль упругости и свойство старения под воздействием света и других климатических факторов (теряют эластичность и становятся хрупкими). Конструкции из различных древесных плит, полимеров можно применять только при обеспечении их необходимой высокой прочности и пожарной безопасности. Конструкции из асбестоцементных листов главным образом применяют в неотапливаемых зданиях. Преимущество – легкость, индустриальность, экономичность Недостаток – хрупкость. В современном промышленном строительстве применяют скатные, малоуклонные кровли с гидроизоляционным ковром из рулонных материалов – рубероида, стеклоткани, гидроизола и др. В большинстве случаев в отапливаемых зданиях рекомендуют устраивать покрытия с рулонной или мастичной кровлей с уклонами от 1,5 до 5%. В случаях применения более теплостойких мастик уклоны могут быть несколько больше. Отвод воды с кровель Отвод воды с кровель отапливаемых многопролетных зданий, как правило, следует предусматривать по внутренним водостокам. Покрытие с наружным отводом допускается проектировать при отсутствии дождевой канализации, высоте здания не более 10 м и длине покрытия (с уклоном в одну сторону не более 36 м при соответствующем обосновании). Наружный водоотвод в одноэтажных однопролетных производственных зданиях принимают обычно произвольным, т.е. неорганизованным. В неотапливаемых зданиях следует проектировать свободный сброс воды с покрытия. Внутренний отвод воды с покрытия допускается при наличии производственных тепловыделений, обеспечивающих положительную температуру в здании или при специальном обогреве водосточных воронок и труб. 62 При внутреннем водоотводе расположение водоприемных воронок, отводных труб и стояков, собирающих и отводящих воду в дождевую канализацию, назначают в соответствии с размерами площади покрытия и очертания его поперечного сечения. Для обеспечения надежного отвода воды в сеть внутренних водостоков особое значение имеет конструкция ендов кровельного покрытия. Необходимый уклон в сторону водоприемных воронок создают укладкой в ендовах слоя легкого бетона переменной толщины, образующего водораздел. По периметру здания с внутренними водостоками предусматривают парапет, а при наружном свободном сбросе воды - карнизы. Система внутренних водостоков с кровли состоит из водосточных воронок, стояков, отводных трубопроводов и выпусков в канализацию. Водонепроницаемость кровель в местах установки водосточных воронок достигается наклейкой на фланец чаши водосточных воронок слоев основного водоизоляционного ковра с усилением тремя мастичными слоями, армированного двумя слоями стеклохолста или стеклосетки. При отводе воды по внутренним водостокам необходимо предусматривать равномерное размещение водосточных воронок по площади кровли. Максимальное расстояние между водосточными воронками на каждой продольной разбивочной оси здания не должно превышать для скатных кровель 48 м, для малоуклонных (плоских) – 60м. В поперечном направлении здания на каждой продольной разбивочной оси здания следует располагать не менее двух воронок. Расчет дождевых вод определяется по формулам, согласно СНиП. Во многих случаях он не должен превышать: - при диаметре водосточной воронки 80 мм – 5 л/сек.; - при 100 мм – 10 л/сек.; - при 150 мм – 35 л/сек. При определении расчетной водосборной площади нужно дополнительно учитывать 30% суммарной площади вертикальных стен, примыкающих к кровле и возвышающихся над ней. 63 Лекция 9 ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ Цель лекции: изучение ограждающих конструкций План 1. Наружные и внутренние стены. 2. Фахферк. 3. Окна. Наружные и внутренние стены Наружные и внутренние стены вместе с конструктивными элементами их заполнения (окна, двери, ворота и др.) образуют вертикальные ограждения производственных зданий. В зависимости от конструктивных требований стены могут быть несущие, самонесущие, навесные (ненесущие). Несущие стены из крупных блоков и штучных материалов применяют в многоэтажных и одноэтажных зданиях малых пролетов для восприятия действующих нагрузок (перекрытий, легких кранов). Самонесущие и навесные вертикальные ограждения монтируют по железобетонному или стальному каркасу. Каркас состоит из сборных стоек и ригелей, к которым крепят стеновое заполнение. При самонесущих и несущих стенах заполнение размещают перед наружными гранями колонн, это защищает каркас от внешних атмосферных воздействий. Фахферк В каркасных одноэтажных зданиях, имеющих большие проемы, высоту и длину стен, применяют фахферк для облегчения устойчивости. Фахферк – вспомогательный легкий железобетонный или стальной каркас. Для стеновых ограждающих конструкций производственных зданий применяют унифицированные легкобетонные стеновые панели, реже крупноблочные или кирпичные стены. Крупнопанельные стены чаще самонесущие, а также применяют навесные панели. Наибольшее применение получили панели длиной 6 м и 12 м в зависимости от шага крайних рядов колонн. В зависимости от местоположения различают стеновые панели, рядовые, перемычечные, простеночные, парапетные и карнизные. Толщина панелей стен отапливаемых зданий 200, 240, 300 мм. Высота панелей 900, 1200, 1500 и 1800 мм. Ограждения можно выполнять из крупных блоков длиной до 3 м и высотой 0,6; 1,2; 1,8 м. Толщина – 300, 400, 500 мм – климатические условия. Окна Выбор типа и размеров заполнения оконных проемов производственных зданий имеет большое значение, т.к. освещенность и воздухообмен 64 существенно сказываются на производительности труда работающих и качестве продукции. Конструкции для заполнения оконных проемов производственных зданий изготовляют из дерева, стали, железобетона, легких сплавов, пластмасс, прессованных материалов. Заполнения оконных проемов в ряде случаев состоят из коробок, переплетов с остеклением и подоконных досок. Остекление можно выполнять из обычного листового стекла, стеклопластика, профильного стекла, солнцезащитного и других, а также из стеклоблоков, стеклопакетов, состоящих из склеенных по контуру стекол с воздушной прослойкой. В зависимости от условий применяют одинарное, двойное и тройное остекление. Обычно остекление световых проемов производственных зданий делают одинарными. Остекление во многих случаях может быть комбинированным: двойное – до отметки 2,4, далее – одинарное. Замена двойного остекления тройным должна быть технически и экономически обоснована. Номинальные размеры оконных проемов производственных зданий принимают по ширине кратными 500 мм, а по высоте 600 мм. В практике проектирования и строительства приняты две системы заполнения оконных проемов: переплетная и беспереплетная, где заполнением служат различные виды профильного светопроницаемого стекла – швеллерного и коробчатого вида. По конструкции оконные проемы бывают глухие и створчатые для вентилирования помещений. Площадь открывающихся пролетов устанавливают с расчетом для обеспечения требуемого воздухообмена. Оконные переплеты рекомендуется применять стальные из гнутых и прокатных профилей в капитальных производственных зданиях, а также железобетонные и алюминиевые в зависимости от условий эксплуатации зданий и технико-экономических показателей. Деревянные переплеты допускается применять только для зданий с нормальным температурновлажностным режимом помещений. Заполнение из профильного стекла чередуют с открывающимися переплетами. Стеклопрофили уплотняют морозостойкой резиной. 65 Лекция 10 СВЕТОВЫЕ, СВЕТОАЭРАЦИОННЫЕ И АЭРАЦИОННЫЕ ФОНАРИ Цель лекции: изучение типов фонарей, их значение План 1. Типы фонарей. 2. Отвод воды с фонарей. 3. Конструкция фонарей. Типы фонарей Для верхнего освещения производственных площадей, удаленных от оконных светопроемов, и естественной вентиляции (аэрации) цехов устраивают фонари (остекленные надстройки покрытия). В строительстве и эксплуатации фонари не всегда обеспечивают естественное освещение вследствие загрязнения или больших снеговых отложений. Но бесфонарные производственные здания с искусственным климатом в полной мере не обеспечивают в помещениях светового режима, эквивалентного (по совокупности светотехнических, биологических и психологических показателей) режиму при рациональном естественно освещении. Типы фонарей назначают в соответствии с техническими и санитарногигиеническими требованиями и климатическими условиями района строительства. Можно применять фонари различных типов: 1. Световые, предназначенные только для освещения помещений. 2. Светоаэрационные – для аэрации и освещения. 3. Аэрационные – для естественной вентиляции. В большинстве случаев применяют продольные фонари, которые расположены вдоль здания и не доходят до торцов наружных стен обычно на 6 м. Расстояние между торцами фонарей, торцом фонаря и наружной стеной должно быть кратно шагу строительных конструкций. В зависимости от поперечного профиля в производственных зданиях применяют различные виды фонарей: - П-образные с вертикальным остеклением, трапецеидальные и треугольные с наклонным остеклением; - зубчатого профиля – шедовые; - зенитные фонари плоские; - сферические – иллюминаторы; - световые проемы в покрытии, заполненные эффективными светопропускающими материалами. П-образные применяют в зданиях с избытком теплоты. Шедовые – для защиты помещений от попадания прямых солнечных лучей, остекление обращают на север. Нижняя часть остекления должна быть не менее чем на 300 мм выше уровня прилегающей кровли. 66 Длина П-образных фонарей не более 84 м. В многопролетных зданиях ширину фонарей обычно принимают не менее 30% ширины пролета. Отвод воды с фонарей Отвод воды с фонарей может быть наружный и внутренний. Наружный устраивают при ширине фонаря до 12 м при вертикальном остеклении и до 6 м при наклонном. Для защиты покрытия от стекающей с фонарей воды применяют гравийную посыпку по кровельной мастике или бетонными плитами. Конструкции фонарей Конструкция фонаря включает в себя несущий каркас и ограждающую часть. Наиболее простой каркас представляет собой ряд стоек, опирающихся на несущие элементы покрытия. Для повышения жесткости в контур рам фонаря вводят раскосы, а торцевые стенки усиливают элементами фахферка. Для заполнения фонарных пролетов в большинстве случаев применяют стальные переплеты. Переплеты бывают глухие и открывающиеся, располагают их в один или два яруса. По длине фонарного проема переплеты образуют ленточное остекление. Оснащают устройствами для механического открывания. В производственных зданиях металлургии и химии устраивают аэрационные фонари, как правило, незадуваемые, конструктивной особенностью которых являются специальные ветрозащитные панели (щиты), которые могут быть прямолинейные вертикальные, прямолинейные наклонные и криволинейные. Незадуваемые аэрационные фонари работают на вытяжку при любом направлении ветра. 67 Лекция 11 ПОЛЫ И ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЙ Цель лекции: изучение типов полови их назначения, другие элементы здания. План 1. Конструкции полов. 2. Требования к полам. 3. Ворота и двери. 4. Деформационные швы и противопожарные преграды. Конструкции полов Проектирование полов ведется с учетом требований СНиПа. В одноэтажных производственных зданиях полы обычно настилают непосредственно на грунт основания, в многоэтажных – на плиты перекрытия. В состав конструкции пола на грунте входят основание, подстилающий слой, покрытие, а при необходимости и другие слои. Основанием под полы служит обычно естественный грунт. Слабые грунты основания подлежат усилению и улучшению грунтовыми добавками с уплотнением катками. Для полов по грунту большое значение имеет качество основания и подстилающего слоя. Подстилающий слой или подготовка располагается поверх основания и предназначается для распределения нагрузки, действующей на основание. Тип подстилающего слоя следует выбирать в зависимости от принятого типа покрытия. В зависимости от величины нагрузок и характера основания. толщину подстилающего слоя в большинстве случаев принимают в пределах от 80 до 250 мм (на слабых основаниях). Покрытие пола представляет собой поверхность, непосредственно подверженную эксплуатационным воздействиям. Кроме основных элементов пола по грунту в состав его конструкции могут входить: прослойка, стяжка, гидро- и теплоизоляция. Прослойка – промежуточный слой, связывающий покрытие с нижерасположенными элементами пола. Стяжка – слой, укладываемый для выравнивания поверхности пористых и нежестких элементов пола или перекрытия и образующий твердую поверхность в виде корки. Толщина стяжки 5-15 мм. Гидроизоляция – один или несколько слоев, препятствующих пропитыванию через конструкцию пола различных жидкостей. Теплоизоляция – слой, уменьшающий общую теплопроводность пола. При выборе пола учитываются конкретные условия его будущей работы и характер производства. Требования к полам К полам производственных зданий предъявляют особые требования: 68 1. Необходимую прочность против механических воздействий и повышенных динамических и статических нагрузок. 2. Химическую стойкость при воздействии агрессивных реагентов. 3. Стойкость против высоких температур в горячих цехах. 4. Водостойкость и водонепроницаемость на предприятиях с мокрыми процессами. 5. Бесшумность, эластичность, малоистираемость поверхности. Все типы полов должны удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям, связанным с уборкой, ремонтом и т.п. Для помещений производственного здания необходимо выбирать минимальное количество типов полов. Название пола зависит от материала его покрытия, хотя подстилающий слой может быть различным. В зависимости от конструкции и способа устройства покрытия полы различают на полы из штучных материалов, сплошные, т.е. без швов, рулонные и листовые. Ворота и двери Конструктивные решения и типы ворот производственных зданий зависят от характера транспортных средств промышленного предприятия и их габаритов, а также от видов и размеров оборудования. Согласно указаниям СНиП II-90-81 на современных промышленных предприятиях в зависимости от способа открывания следует применять следующие типовые виды ворот: распашные, откатные и подъемноповоротные. На действующих предприятиях эксплуатируют разнообразные конструкции ворот: деревянные, с металлическим каркасом и целиком металлические. В нстоящее время, как правило, применяют типовые металлические ворота различных видов и назначений, чаще всего с автоматическим открыванием. 1. Подъемно-поворотные (секционные) 4,8х5,4 м – для пропуска железнодорожного транспорта. 2. Откатные 4,8х5,4 м; 3,6х3,6 м; 3,6х3 м – для горячих цехов, складов. 3. Распашные – 2х2,4 м; 3х3 м; 4х3(6) м; 4х4,2 м и 4,8х5,4 м – в цехах различного назначения. 4. Шторные 4,8х5,4 м – для всех видов напольного транспорта. В зависимости от общего архитектурного решения фасада и назначения, придаваемого в композиции воротам, рекомендуется использовать следующие приемы: - функциональной окраски; - суперграфики; - обрамления проемов ворот; - использование козырьков. Ворота оборудуют воздушными и воздушно-тепловыми завесами. Двери производственных зданий по своей конструкции, как правило, аналогичны дверям гражданских зданий. Они отличаются простотой 69 устройства и отделки, а при необходимости – большим сечением обвязок и повышенной прочностью обшивки. Деформационные швы и противопожарные преграды Температурные швы предохраняют здания от образования в них трещин вследствие возникающих в конструкциях значительных температурных усилий. Расстояние между температурными швами для сборных железобетонных каркасов принимали 60-72 м. При необходимости может быть увеличено до 144-228 м при соответствующем технико-экономическом обосновании, учитывая усилия в конструкциях, возникающие от температурного воздействия. Простым решением деформационного шва является установка парных колонн, поддерживающих конструкции смежных участков производственных зданий, разделенных швом. Здания, имеющие значительные размеры, надо разделять на более мелкие части противопожарными преградами для защиты от распространения огня. К горизонтальным и вертикальным противопожарным преградам относят стены, перегородки, перекрытия, двери, ворота, люки, тамбурышлюзы и окна. Установка преград согласно СНиП II-2-80. 70 Лекция 12 СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ Цель лекции: изучение основных строительных работ, их значение и технологические особенности. План 1. Подготовительные работы. 2. Контроль качества производства СМР. 3. Земляные работы. 4. Каменные работы. 5. Монтажные работы. 6. Отделочные работы. 7. Штукатурные работы. 8. Малярные работы. Подготовительные работы В подготовительные работы, выполняемые подрядчиком или субподрядчиком, входят: - расчистка территории, включая снос подлежащих ликвидации сооружений, вырубку деревьев, корчевку пней или пересадку зеленых насаждений, первоочередную планировку территории с организацией водоотвода; - перекладка для временного использования строителями существующих сетей и трубопроводов; - размещение на строительной площадке инвентарных мобильных зданий подсобно-производственного, складского, служебного и санитарнобытового назначения, временных сетей и трубопроводов водоснабжения, канализации, тепло- и энергосбережения и связи, рельсовых, автомобильных и пешеходных дорог, а также выполнение защитных и сигнальных ограждений строительной площадки или отдельных ее участков; - развитие производственной базы строительной организации и возведение временных жилых поселков строителей с помещениями и устройствами первичного бытового обслуживания. В состав подготовительных работ, выполняемых заказчиком или по соглашению с ним другими организациями, входит: - переселение граждан из жилых домов, подлежащих сносу или реконструкции; - закрепление на местности знаками пунктов геодезической разбивочной основы для строительства объекта; - подготовка приобъектных складов к приемке нового оборудования. Геодезическая основа служит для строительства объекта. Она создается заказчиком в виде сети закрепленных знаками геодезических пунктов (марки, реперы), позволяющих с необходимой точностью определить плановое и высотное положение на местности зданий, сооружений и их комплексов с 71 привязкой к пунктам государственной геодезической сети. Как правило, чертеж геодезической разбивочной основы выполняют в масштабе генерального плана строительной площадки. Геодезическая разбивочная основа включает разбивочные плановые (теодолитные) и высотные (нивелирные) сети строительной площадки. Разбивочные сети строительных площадок создают в виде строительных сеток с размерами сторон 50, 100 и 250 м. Главное требование к строительной сетке – параллельность осей главным осям зданий и сооружений. Нивелирные марки закладывают в стены сооружений, которые построены не менее, чем за 2 года до закладки знака, грунтовые реперы – по возможности в местах выхода коренных пород. Первичная планировка, расчистка территории и водоотвод Перед проведением вертикальной планировки территории нужно составить баланс земляных масс, разрабатываемых и укладываемых в пределах строительной площадки. При этом исходят из более выгодного распределения и перемещения грунта. Устройство временных дорог с одной полосой допускается только при кольцевом движении. При подготовке к разработке карьеров своевременно определяют необходимое число землеройных и других видов машин, последовательность работ и основные параметры разработки карьера. Плодородный слой снимается до основных работ по проекту, укладывается в отвалы для дальнейшего использования при восстановлении нарушенных земель и благоустройстве. Не допускать ухудшение качества грунта – смешивание с подстилающими породами, загрязнение, размыв и выветривание. Участки растительности, подлежащие сохранению, ограждают, деревья предохраняют защитной облицовкой. Инвентарные здания и временные сооружения В номенклатуру производственных, складских и служебных инвентарных зданий включают: мастерские, гаражи, котельные, электроподстанции, насосные станции, материально-технические склады и склады оборудования, инструментальные кладовые, раздаточные газовых смесей, помещения руководителей строительных участков и производителей работ, диспетчерские. Потребность в них зависит от сложности и продолжительности отдельных видов работ. Номенклатуру и необходимые площади санитарно-бытовых инвентарных зданий и помещений определяют для местных условий. Площади определяют в м2/чел.: гардеробные – 0,7; душевые – 0,5; умывальные – 0,2; туалеты – 0,1; сушилки для одежды – 0,2; 72 помещения для обогрева – 0,1; столовые на полуфабрикатах или буфеты – 0,8; помещения для приема пищи и отдыха, здравпункты – 0,1. Контроль качества производства СМР Качество производства строительно-монтажных работ регламентируют СНиП, устанавливая состав и порядок контроля и оформления скрытых работ, правила окончательной приемки работ. Скрытые работы – это работы, которые в дальнейшем по ходу строительства становятся недоступными для визуальной оценки. К скрытым работам относятся подготовленные для устройства фундаментов основания; гидроизоляция стен ниже планировочной отметки; арматура и закладные детали железобетонных конструкций и др. Скрытые работы оформляют актами по установленной форме. В составлении акта участвуют производитель работ и представитель технадзора заказчика. При сложных и ответственных скрытых работах создают специальные комиссии. Качество контролируют визуальным осмотром, натурным измерением линейных размеров, натурным методом испытаний, механическим или разрушающим методом (деструктивным) и физическим или неразрушающим (адеструктивным) методом. Визуальный контроль выявляет качество и общее состояние осматриваемых частей здания, конструкций и узлов, доступных для обозрения, но нельзя определить технические характеристики и физикомеханические свойства материалов. Измерение линейных размеров. Соблюдение линейных размеров зданий и сооружений, а также отдельных частей – важный показатель качества строительных конструкций. Смещение кирпичного столба от расчетного центра на 50 мм (0,1 ширины) уменьшает его несущую способность до 2-х раз. Для измерения применяют нивелиры и теодолиты, мерные ленты, рулетки, нивелирные рейки и др. Фактические размеры доброкачественных строительных конструкций не должны выходить за пределы, установленные СНиПом. Механический или разрушающий (деструктивный) метод устанавливает прочностные, влажностные, деформационные и другие характеристики материалов. Для контроля на разных стадиях производства отбирают контрольные образцы. Результаты лабораторных испытаний таких образцов позволяют получить выводы о качестве частей зданий и сооружений. Физический или неразрушающий метод. Этот метод испытаний применяют для определения физико-механических свойств материалов конструкций. Не повреждая конструкцию можно быстро получить точные результаты. Физические методы основаны на импульсном и радиационном способах. Импульсный подразделяется на акустический и вибрационный. 73 Импульсный акустический способ заключается в измерении скорости распространения упругих волн в исследуемом материале и рассеивания их энергии. Вибрационный основан на замере затуханий собственных колебаний с учетом конструктивных форм элемента. Радиационный способ основан на определении уменьшения интенсивности потока гамма-лучей при просвечивании материала. Внутренний контроль ведут в процессе производства строительномонтажных работ производители работ, мастера и бригадиры. Внутренний технологический контроль выполняют разные бригады. Так, штукатуры проверяют качество работ каменщиков, а маляры контролируют штукатуров. Заказчик выполняет технический надзор. Проектная организация, осуществляющая авторский надзор, является основной инстанцией, контролирующей соблюдение строителями проектных решений и качество выполнения строительно-монтажных работ. Авторский надзор имеет право остановить строительство при обнаружении отклонений от проекта, а также вскрытии дефектов в выполнении работ. Возобновление работ после устранения дефектов. Необходимо обнаруживать дефекты своевременно, иначе – большие материальные затраты. Земляные работы Естественные основания. Использование плодородного слоя почвы. Котлованы, траншеи. Использование машин. Многоковшовые экскаваторы, скреперы, бульдозеры, экскаваторы с прямой и обратной лопатой, драглайн (экскаватор для разработки грунта ниже уровня стоянки экскаватора). (На самостоятельное изучение). Каменные работы При строительстве зданий и сооружений применяют следующие виды кладки: кирпичную, из кирпичных камней, искусственных крупных блоков из бетона, из природных камней правильной формы, из природных неотесанных камней (бутовая кладка), облегченная из кирпича и других материалов. Растворы для каменной кладки Растворы связывают отдельные камни кладки в монолит. Для кладки применяют растворы марок 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200. Выбор марки раствора обосновывается проектом. С увеличением марки раствора расчетное сопротивление сжатию кладки увеличивается, но значительно медленнее, чем повышается марка раствора. Так, при кладке из кирпича марки 100 при повышении марки раствора с 25 до 50 расчетное сопротивление кладки R 74 сжатию повышается с 1,3 до 1,5 (примерно на 15%). По объему в сухом состоянии различают тяжелые растворы (объемная масса 1500 кг/м 3) и легкие (объемная масса менее 1500 кг/м3). Для каменной кладки применяют преимущественно смешанные растворы, в которых вяжущим является цемент, пластификатором – известь или глина, а заполнителем является естественный или искусственный песок - 1:2:16; 1:1:12; 1:0,4:5. Растворы чисто цементные применяют для особо нагруженных конструкций и в кладке подземных сооружений. Требования к кладочным растворам Растворы должны быть не только прочными, но и достаточно технологичными, т.е. должны позволять укладывать их на основание тонким однородным слоем. Такой раствор (его называют «мягким») хорошо заполняет все неровности основания и равномерно сцепляется со всей его поверхностью. Как правило, растворы готовят на заводах, расположенных недалеко от строительства. При малых объемах работ растворы готовят в растворосмесителях из сухих смесей. Правила разрезки каменной кладки Разрезка – способ расположения камней в кладке. Первое правило разрезки. Передача вертикальной нагрузки в кладке от одного камня к другому должна происходить по всей поверхности соприкасающихся слоев кладки, которые должны быть горизонтальны и, одновременно, перпендикулярны силам, действующим на кладку. Второе правило разрезки. Камни или кирпичи в кладке должны быть расположены таким образом, чтобы исключалась возможность сдвига или скола под влиянием действующих на кладку сил. Третье правило разрезки. Плоскости вертикальной разрезки каждого ряда кладки должны быть сдвинуты относительно плоскостей смежных с ними рядов, т.е. под каждым вертикальным швом данного ряда кладки должны располагаться не швы, а камни. Такая перевязка швов устраняет опасность расслоения кладки на отдельные столбики, что под давлением может привести к разрушению кладки. Использование в кладках прочных растворов на цементном вяжущем позволяет несколько отступить от этого правила. Системы перевязки швов Толщины стен, швы, однорядную, многорядную систему перевязки см. в лекции «Стены и внутренние опоры». Армированная кладка Ее устраивают с целью повышения несущей способности кладки. Это достигается путем укладки металлических сеток или отдельных стержней в горизонтальные швы при условии, что толщина швов должна быть не менее, 75 чем на 4 мм больше суммы диаметров пересекающейся арматуры. Как правило, используют сварные сетки; при укладке арматуры ее сваривают или соединяют внахлестку. Тонкие стены из кирпича на ребро армируют вертикальными и горизонтальными стержнями в швах кладки с ячейкой 52х52 или 52х65 см. Концы стержней заделывают в устойчивые конструкции (капитальные стены, колонны, балки) и заанкеривают. Инструмент – кельма – для разравнивания раствора и заполнения вертикальных швов и для подрезки раствора; молоток-кирочка – для колки, тески кирпича; ковш-лопата – для подачи раствора к месту укладки; расшивки (выпуклые и вогнутые) – для расшивки швов кладки; порядовки – для разметки рядов кладки по высоте; шнур-причалка – для соблюдения горизонтальности; отвес – для проверки вертикальности; правило-брусок 1,21,5 м – для контроля прямолинейности рядов. Начиная с 1,2 м кладки требуются подмости. Для кладки наружных стен используют леса – безболтовые трубчатые и трубчатые на болтовых соединениях. К стенам леса крепят анкерами, по ригелям укладывают досчатый настил. С лесов можно вести кладку высотой до 40 м. Струнные леса подвешивают на консолях, крепят к каркасу здания. Кирпич подают при помощи кранов и подъемников пакетами на поддонах. В зимнее время кладку на растворах марки 50 и выше ведут с противоморозными добавками. Чаще это нитрит натрия и поташ (кроме силикатного кирпича). Процесс каменной кладки Процесс каменной кладки состоит из следующих операций: - установка порядовок и натягивание причалки; - подготовка постели, подача и разравнивание раствора; - укладка камней на постель с образованием швов; - проверка правильности кладки; - расшивка (при необходимости) швов. Порядовки устраивают в углах кладки, в местах пересечения стен и на прямых участках стен не реже, чем через 12 м. Причалку натягивают между порядовками во избежание ее провисания через каждые 4-5 м, под нее укладывают маячные камни (на растворе) или деревянные бруски соответствующих размеров так, чтобы они выступали за вертикаль стены на 2-3 см. Причалку сверху прижимают камнем, уложенным насухо на маяк. Подготовка постели представляет собой очистку ее и раскладку на ней кирпича. Раствор на постель подают ковшом-лопатой, а разравнивают кельмой. Кладка ведется тремя способами: вприсык, вприсык с подрезкой и вприжим. 76 Для ведения кладки необходимо организовать рабочее место. Организация рабочего места должна исключить непроизводительные движения рабочих. Здание в плане делят на захватки и делянки. Захватки выделяют бригаде каменщиков. Каждую захватку делят на делянки. Каждый рабочий, в зависимости от опыта и разряда, выполняет определенную работу. Кладку ведут звеньями «двойки» - «шестерки» в зависимости от количества человек в звене. Большое распространение получила схема поточной организации производства каменных и монтажных работ. При этом работы выполняются на нескольких захватах. Каждый вид кладки имеет свою технологию. В ходе работы и после ее окончания ведется контроль качества каменной кладки. Монтажные работы Монтажные работы в строительстве относят к наиболее распространенным. Любая стройка включает монтажные работы в большем или меньшем объеме. Технологию монтажа, применяемую технику и оснастки постоянно совершенствуют. Монтажные работы состоят из подготовительных, основных и вспомогательных процессов. Для перемещения, установки и закрепления монтажных элементов используют грузоподъемные механизмы и приспособления. Основной грузоподъемный механизм – строительно-монтажные краны, которые делят на мобильные, или самоходные, ограниченной мобильности и стационарные. Мобильные краны имеют автомобильное, пневмоколесное или гусеничное шасси, стрелу с монтажным крюком и систему механизмов, приводящих в движение стрелу и крюк. На стоянке кран опирается на 4 выносные опоры. Краны характеризуются грузоподъемностью, вылетом стрелы и высотой подъема крюка. Краны ограниченной мобильности перемещаются только по подкрановым путям на строительной площадке. Монтируют кран на путях способом самоподъема, используя лебедки самого крана. Стационарные краны работают в одной точке и не перемещаются по горизонтали. Примером таких кранов является мачтовые подъемники, которые крепят к стенке здания и используют как правило в заключительных стадиях строительства. Основные и вспомогательные процессы монтажных работ включают: подготовку элементов к подъему и строповку; подъем конструкций; выверку и временное раскрепление; выверку, окончательное крепление, заделку стыков и швов. Подготовка элементов заключается в их проверке. Обращают внимание на наличие сколов и трещин, чистоту закладных деталей, состояние монтажных петель и др. деталей. 77 На месте закрепления устанавливают и проверяют подмости, очищают место установки, если оно предусмотрено, устанавливают кондукторы, проверяют наличие и видимость монтажных рисок. Строповку (захват для подъема) осуществляют, используя грузозахватные приспособления, соответствующие массе, размерам и характеру монтируемой конструкции. В число грузозахватных приспособлений входят: монтажные стропы, траверы, специальности (для данного вида конструкций) захваты. Наиболее распространенные и универсальные грузозахватные приспособления - двух и четырехветвевые стропы. Сверху их соединяют петлей, которую крепят к крюку крана, а снизу их оканчивают крюками, входящими в петли монтажных элементов. Угол α – угол наклона ветки стропа по отношению к вертикали имеет важное значение для вычисления усилия, возникающего в ветвях стропа и передаваемых на поднимаемую конструкцию. S  1/ cos Q / n Где S - усилие в ветви, α – угол наклона стропа, Q – масса элемента, кг, n – число стропов. Поднимать и опускать конструкцию следует плавно, без рывков, вращений и только вертикально. Подтягивать конструкцию вручную или оттяжками строго запрещается. Поднятый элемент перемещают горизонтально на высоте не менее 1 м над предметами, встречающимися на его пути. Существует несколько способов установки конструкций (монтажных элементов) в проектное положение. Наиболее распространенный способ установки на весу, когда конструкцию, поднятую краном, перемещают к месту установки, затем опускают и закрепляют в проектном положении. Если требуется большая точность установки монтажного элемента, то его первоначально крепят временно, затем тщательно выверяют его положение, например с помощью геодезических приборов, после чего окончательно закрепляют. Для временного крепления используют либо простые приспособления – клинья и расчалки либо более сложные приспособления с элементами плавной и точной регулировки – кондукторы и струбцины. Монтажные механизмы допускаются к эксплуатации только после их освидетельствования. Работать на кранах разрешается только профессиональным машинистам, имеющим удостоверение на право управления краном данного типа. Все грузозахватные приспособления до начала использования испытывают и снабжают бирками с указанием допускаемой нагрузки. Особое внимание уделяются мероприятиям по технике безопасности, связанным с работой на высоте. Монтажники должны пользоваться касками, предохранительными поясами, нескользящей обовью. Карабины поясов крепятся к установочным элементам. 78 Стропальщики должны быть обученными и иметь удостоверение. Отделочные работы Отделочные работы различают в зависимости от места их выполнения – наружные и внутренние и от конструкции здания (панельное, кирпичное и др.). Фасады панельных зданий отделываются в заводских условиях, где при формировании панелей наружных стен их облицовывают керамическими плитками, покрывают декоративным бетоном или окрашивают различными составами. Фасадную поверхность кирпичных стен образуют в процессе их возведения, используя лицевой кирпич или другие материалы. Для уникальных зданий, строящихся по индивидуальным проектам, характер отделки фасадов и их цветовые решения приводятся в проекте. Общий характер фасадов типовых зданий, возводимых в районах массовой застройки, устанавливает архитектор, осуществляющий привязку проекта. Характер отделки фасадов устанавливается отдельно для каждого здания. Внутри здания характер отделки помещений определяется их назначением, условиями эксплуатации. Характер внутренней отделки уникальных зданий определяется на стадии разработки архитектурной части проекта. Все изменения в отделке при возникшей необходимости согласовываются с автором проекта. Виды и качество отделки помещений должны соответствовать классу жилого здания, капитальности и долговечности конструкций и быть удобными в эксплуатации. В жилых домах первого класса применяют высококачественную отделку, второго класса – улучшенную. В уникальных зданиях могут применяться и монументальные художественно-отделочные работы. Долговечность отделки в жилых домах должна быть близка к срокам ее морального старения. Замена отделки производится при физическом или моральном старении. К отделочным работам относят: штукатурные, облицовочные, малярные, обойные, стекольные, устройство покрытий пола. Штукатурные работы Штукатурка представляет собой монолитное покрытие кирпичных, каменных, деревянных, металлических и бетонных строительных конструкций, состоящее из одного или нескольких слоев раствора толщиной до 20 мм. После нанесения раствора, штукатурка должна прочно закрепиться на всей поверхности покрываемого основания и не иметь трещин, допускаются лишь поверхностные волосяные трещины. 79 Назначение штукатурки – выравнивание поверхности, замоноличивание стыков, швов и щелей на поверхности основания. Кроме того, штукатурка повышает гидро-, тепло- и звукоизоляцию конструкций, увеличивает срок службы зданий и сооружений, улучшает санитарно-гигиенические условия эксплуатации помещений. В зависимости от свойств и назначения штукатурки делят на обычные, специальные и декоративные. Обычные штукатурки служат для эксплуатации в нормальных температурно-влажностных условиях, их окрашивают или оклеивают обоями. Специальные штукатурки делятся на гидроизоляционные, акустические, теплоизоляционные, рентгенозащитные и др. Декоративные штукатурки применяются для отделки фасадов и помещений зданий. Декоративные штукатурки могут быть гладкими, офактуренными, имитировать декоративный камень, цветными и т.д. Главные материалы при производстве штукатурных работ – отделочные растворы, состоящие из смеси вяжущего, заполнителя и воды. По виду вяжущего растворы делят на известковые, известковогипсовые, цементно-известковые, цементно-глиняные и цементные. Растворы должны мягко наноситься и распределяться по поверхности основания, плотно, без разрывов распределяться по ней, поддаваться разравниванию, заглаживанию и затирке ручным инструментом или ручными машинами. Удобоукладываемость раствора зависит от его подвижности, которая определяется соотношением содержащихся в нем мельчайших частиц вяжущего и воды, количества и крупности зерен заполнителя. Для каждого слоя штукатурки требуется своя подвижность раствора и крупность зерен заполнителя. Так, для обрызга следует применять наиболее жидкий раствор, хорошо затекающий во все неровности основания и содержащий избыточное количество воды, которое отсасывается из раствора основанием. Слои грунта выполняют из густого раствора, образующего необходимую толщину штукатурки. Раствор для накрывки используют полугустой, позволяющий выравнивать грунт и легко заглаживать и затирать поверхность штукатурки. Растворы должны обладать равномерной усадкой, не разрушаться под воздействием внешней среды. Растворы, применяемые для наружных штукатурок, должны обладать морозостойкостью. В различных растворах нормируют соотношение компонентов. В разных по назначению помещениях применяют разные штукатурки. Рассмотрим цементные растворы. Они водостойки, их применяют для оштукатуривания наружных поверхностей стен зданий, подвергающихся систематическому увлажнению, воздействию отрицательных температур. Внутри здания цементные растворы применяют для оштукатуривания туалетных, ванных, душевых, бань, 80 прачечных и других помещений с повышенным температурно-влажностным режимом. Чаще используются растворы, приготовленные из 1 части портландцемента 300 или 400 (по массе) и 4 или 5 объемных частей песка. Для увеличения пластичности таких растворов и экономии цемента в них вводят известь или глину в количестве, зависящем от марки вяжущего и условий эксплуатации штукатурки. Широкое распространение в производстве отделочных работ получили сухие смеси как для штукатурных работ, так и для шпатлевок, клеев, замазок, составов для выравнивания поверхностей, заделки швов и для различных декоративных растворов. Штукатурные работы можно начинать после приемки помещений и после того, как пройдет срок, необходимый для осадки конструкций. Иначе оштукатуренные поверхности могут быть повреждены. Для разных зданий срок осадки разный. К началу отделочных работ должно быть закончено устройство дорог и подъездов к зданию, определены места складирования материалов, объект должен быть обеспечен водой и электроэнергией. Если высота здания 1-2 этажа, до начала его отделки должна быть готова кровля. В многоэтажных зданиях над оштукатуреваемым этажом должно быть не менее 2-х железобетонных покрытий. Плоскости, подлежащие оштукатуриванию, следует очистить от грязи и пыли. Масляную краску можно удалить скребком, выжечь паяльной лампой или при помощи специальных паст-размягчителей. Если стену очистить нельзя, приходится штукатурить по металлической сетке. На гладких бетонных блоках делают насечку. В кирпичных стенах оставляют при кладке пустошовку: не заполняют раствором на 10-15 мм, что обеспечивает прочность сцепления штукатурного слоя. Заполненные швы перед оштукатуриванием процарапывают. кирпич очищают металлической щеткой и поливают водой. В деревянных домах стены обивают дранью. Для утепления используют, например, пенопласт, по нему монтируют металлическую или пластиковую сетку, а потом штукатурят. Высококачественную штукатурку выполняют по маякам. Важно выяснить отклонение плоскостей от вертикали и горизонтали. Чтобы провесить стены нужны отвес, шнур, молоток, гвозди и переносной столикподмости. По отвесу забивают гвозди и правилом и уровнем проверяют маяки. Раствор наносят ковшом или кельмой с сокола, разравнивают полутером, затирают теркой с войлочной или поролоновой поверхностью или заглаживают стальной гладилкой. После оштукатуривания стен выполняют отделку откосов. Для этого устанавливают деревянные правила. Сначала для верхних откосов укрепляют деревянные правила на одном уровне. Потом вертикальные откосы. Для откосов используют известковогипсовый или известково-цементный раствор. Наружные - из цементного раствора. 81 От обычных штукатурок декоративные отличаются цветом, или своеобразной фактурой, или тем и другим одновременно. Фактуру и рельеф поверхности декоративной штукатурки получают следующими способами: 1 набрызгом или набрасыванием накрывочного слоя (со щетки – мелкий, веником – береза, ива, через сетку); 2 обработкой накрывочного слоя из обычных растворов в пластичном состоянии; например, торцевание под песчаник и туф, обработка кистью, щеткой щетинной, полиэтиленовой и гвоздевой; 3 присадкой в пластичный цветовой или обычный накрывочный слой раствора крошки или щебня гонных пород, цветного стекла, а также обкатанной гальки, гравия с подбором по цвету и размерам и различной посадкой – разреженной, плотной или сплошной; под «шубу» - вдавливание гранитного щебня; членение на отдельные камни рустами; 4 обработкой в пластичном или полупластичном состоянии накрывочного слоя из известкового раствора с окраской его пигментами или цветными заполнителями – естественными песками или полученными из ценных пород камня путем дробления; 5 обработкой поверхности камневидных штукатурок инструментами ударного действия с образованием рустов, имитирующих облицовку природным камнем; 6 нанесением на выровненный грунт двух или более гладких тонких накрывочных слоев различного цвета с прорезкой их по шаблону или вручную для образования цветного рельефного рисунка (сграффито) в виде фриза, пояса, гобелена, панно или на всей поверхности. Основания под декоративную штукатурку готовят так же, как и под обычную. После нанесения слоев, по трафарету наносят при помощи проколов отметки тампонами из марли с порошком из древесного угля. Далее рисунок прорезают по точкам, удаляют участки на всю толщину слоя по рисунку. Начинают нарезку не раньше, чем он достаточно затвердеет (2-3 часа) и оканчивают в течение 6-10 часов одного дня. Иначе он становится хрупким и непригодным для нарезки рисунка. Смеси для декоративных штукатурок – популярны: «Фракталис», «Вариопейнт» (Италия), «Байраликс» (Турция) – 72 оттенка – высокохудожественное оформление. Малярные работы Их выполняют после окончания всех строительных, монтажных и др. видов работ, кроме настилки пластика, ковров, паркета, линолеума. К началу работ необходимо заклеить окна и произвести испытания систем отопления, канализации, водоснабжения. Малярные работы заключаются в нанесении на поверхность красочных составов. Окраска предохраняет конструкции от коррозии, защищает от излишнего поглощения влаги, обеспечивает санитарно-технические условия при эксплуатации. Качество окраски зависит от правильной подготовки поверхности под окраску и качества самого лакокрасочного состава. 82 Для малярных работ применяют следующие материалы: связующие, пигменты и наполнители, готовые краски и лаки, и вспомогательные материалы. Пигменты главным образом влияют на цвет лакокрасочных составов. Они представляют собой сухие красящие порошки, нерастворимые в воде, масле и других растворителях. Наполнителями служат сухие, тонко измельченные порошки минерального происхождения (молотый тальк, слюда и др.), которые используются для придания малярному составу вязкости, прочности, водостойкости и огнестойкости, блеска или матовости. Готовые краски подразделяют на водоразбавляемые, масляные и эмалевые. К первым относят известковые, клеевые, казеиновые; состоят из суспензии пигмента и наполнителя с синтетической эмульсией. Масляные краски получают путем растирания пигментов с маслом или олифой. Различают два вида масляных красок концентрированные и готовые к применению. Эмалевые краски представляют собой состав из пигментов, тертых на лаках или смеси с маслом. К вспомогательным материалам относят разбавители, растворители, смывки, шпатлевки и грунтовки. Малярные работы состоят из подготовки, шпатлевки, грунтовки и окрашивания поверхности масляными или водными составами. Окраска бывает простой, улучшенной и высококачественной. При улучшенной и высококачественной окраске, после нанесения последнего слоя приводят альфрейно-декоративных работы, такие как вытягивание филенок, разделка набрызгом, накатка валиками, разделка под дерево, шелк и другие виды декоративных окрасок. Малярные работы осуществляют поточно-комплексным методом. В первом случае бригаду делят на звенья, специализирующихся на отдельных видах работ, во втором – звенья выполняют все виды работ. Облицовочные и обойные работы – на самостоятельное изучение. 83 ЛЕКЦИЯ 13 ИЗНОС, АМОРТИЗАЦИЯ, РЕМОНТ И МОДЕРНИЗАЦИЯ ОБЪЕКТОВ Цель лекции: изучить виды износов зданий, амортизация, ремонт и модернизацию объектов План 1. Износ, амортизация, ремонт и модернизация объектов 2. Оценка основных фондов Износ, амортизация, ремонт и модернизация объектов В процессе эксплуатации основных фондов в результате воздействия природно-климатических факторов и жизнедеятельности человека происходит постепенная утрата ими своих первоначальных техникоэксплуатационных качеств (прочности, устойчивости, надежности и др.) т.е. происходит их износ, который подразделяют на физический и моральный. Физический износ – постоянная утрата первоначальных свойств под воздействием эксплуатационных факторов и сил. Моральный износ – обесценивание. Из-за ввода в эксплуатацию современных и эффективных основных фондов того же назначения и зависит в основном от научно-технического прогресса в промышленности и строительстве. При износе основные фонды утрачивают и свою первоначальную потребительскую стоимость. При определении текущей стоимости объекта его износ учитывают, корректируя первоначальную стоимость. С Д  С П  Фi  M i1  K р  М i 2  СД – действительная стоимость здания, р. СП – первоначальная стоимость здания, р. Фi – стоимостное выражение физического износа. Мi1 – стоимостное выражение морального износа первой формы. Кр – объем затрат на капитальный ремонт Мi2 – объем затрат на устранение морального износа второй формы Физический износ влияет на технико-эксплуатационные качества основных фондов (зданий). Постоянный учет зданий и сооружений, а также систематическое определение их текущего физического износа проводит Бюро технической инвентаризации (БТИ). Эта организация составляет на каждое здание технический паспорт с описанием его конструктивных элементов и параметров (объема, жилой площади и др.), с указанием планов земельных участков и этажей зданий. Физический износ здания устанавливают: 1. на основании визуального осмотра конструктивных элементов и определения процента потери или эксплуатационных свойств вследствие физического износа. 84 2. экспертным путем с оценкой остаточного срока службы. 3. расчетно (при отсутствии видимых признаков физического износа). 4. инженерными обследованиями здания с определением стоимости работ, необходимой для восстановления эксплуатационных свойств конструкций и инженерных систем. Физический износ здания определяют как среднее арифметическое износа отдельных девяти элементов здания: фундаментов, стен, перекрытий, крыш и кровли, оконных и дверных устройств, отделочных работ, внутренних санитарно-технических и электротехнических устройств и прочих элементов (лестниц, балконов и др.). Физический износ на момент оценки объективно необходимых ремонтных мероприятий, устраняющих повреждения конструкций, элемента, системы или здания в целом и их восстановительной стоимости. Удельные веса стоимости конструктивных элементов или инженерных систем приведены в соответствующих сборниках укрупненных показателей восстановительной стоимости (УПВС). При определении физического износа применяется инструментальный контроль состояния элементов. Приблизительно оценить износ можно сопоставлением фактического срока службы здания с расчетами. Ф  t / T  100 Где Ф – износ конструктивного элемента или здания, устанавливаемый расчетом (%) t – фактический срок службы (лет) T – нормативный срок службы (лет). Если конструктивный элемент во времени капитального ремонта заменен, то срок службы принимают с момента замены. Физический износ зданий, прослуживших полный, нормативный срок или срок, близкий к нормативному, можно оценить по формуле, % Ф  Т 100 /Т  t  где t - возможный остаточный срок службы (определяют инструментальным или экспертным методом) лет. На практике принято считать, что полный износ здания соответствует физическому износу 70-78% и классифицируется как ветхое состояние. Последствия физического износа здания зависят от его качеств на момент сооружения, интенсивности и продолжительности его эксплуатации, квалификации персонала, обслуживающего объект, природных условий в которых эксплуатируется объект. Моральный износ проявляется в двух формах Мi1 – снижение стоимости здания в процессе эксплуатации по сравнению с его стоимостью в период строительства. Уменьшение этой стоимости объясняется снижением затрат на сооружение таких же объектов на момент оценки. Мi2 – это старение здания или его элементов по отношению к существующим на момент оценки по объемно-планировочным, санитарногигиеническим, конструктивным и др. требованиям. 85 Моральный износ первой и второй форм может быть определен и в денежной форме. Для содержания здания в надлежащем виде применяют систему планово-предупредительного ремонта. К этой системе относят наблюдение, текущий и капитальный ремонт. Наблюдение – включает технический надзор за объектами в целях своевременного выявления необходимости принятия мер, для обеспечения сохранности основных фондов. Текущий ремонт включает работы по систематическому и своевременному предохранению частей зданий, сооружений и инженерного износа путем проведения профилактических мероприятий и устаревания мелких повреждений и неисправностей. Капитальный ремонт включает устранение неисправностей всех изношенных элементов, восстановление или замену их на более долговечные и экономичные, улучшающие эксплуатационные показатели ремонтируемых зданий (кроме полной замены и без фундаментов). При этом можно осуществить экономически целесообразную модернизацию здания, его перепланировку, не вызывающую изменений основных техникоэкономических показателей здания. Реконструкция зданий и сооружений предусматривает комплекс организационно строительных мероприятий и строительных работ, направленных на изменение основных технико-экономических показателей (числа и качества квартир, строительного объема и общей площади здания, вместимости, пропускной способности и т.п.) или его функционального назначения, в целях улучшения условий проживания, качества обслуживания и увеличение объема услуг. Модернизация зданий и сооружений предусматривает комплекс строительных работ, направленных на привидение эксплуатационных характеристик здания в существующих габаритах в соответствии с современными требованиями. Это возможно обеспечить за счет улучшения планировочной структуры, установки инженерного оборудования и приборов нового поколения, создания комфортности проживания или работы. Оценка основных фондов Для эффективного управления объектами недвижимости необходимо иметь достоверные данные о стоимости основных фондов. На практике их стоимость определяется тремя способами:  по первоначальной стоимости  восстановительной стоимости  остаточной стоимости. Первоначальную стоимость определяют по фактическим затратам инвестора. В современных условиях основную часть первоначальной стоимости строительной продукции определяют по договорной цене между заказчиком и производителем работ. 86 Договорная цена – стоимость, устанавливаемая условиями контракта или соглашения по договоренности между подрядчиком и заказчиком (продавцом и покупателем). Договорная цена строительных услуг складывается в результате соперничества на подрядных торгах. Договорную цену представляют как результат, не связанный с реальными условиями производства, а как свободно сложившуюся цену, зависящую только от финансовых и ресурсных возможностей подрядчика и заказчика. Этот процесс стихийный. В условиях рыночных отношений договорная цена должна складываться из двух составных частей базовой сметной стоимости и надбавок и наценок к базовой стоимости. По первоначальной стоимости основные фонды числятся на балансе организации, и этот показатель используется в качестве исходной характеристики при исчислении налога на имущество, амортизационных отчислений, расчета рентабельности, фондоотдачи. Восстановительная стоимость – это стоимость основных фондов, выраженная в ценах года их предполагаемого воспроизводства или переоценки. Определяется издержками в текущих ценах на строительство точной копии оцениваемого объекта, но без учета износа. Оценка основных фондов по восстановительной стоимости дает возможность получить сопоставимые данные для характеристики их структуры, состава, объемов и эффективности их дальнейшего применения. Для этого необходима периодическая их переоценка, что трудоемко и дорого: Св  С п  I M 1 IM1X – моральный износ первого рода. Выражается уценкой из-за повышения эффективности воспроизводства в последней их переоценке в сравнении с реальным его периодом. Остаточная стоимость – стоимость оцениваемого объекта с учетом амортизационных отчислений, которую можно вычислить по формуле Сост  Сп  Аi Где Аi - амортизационные отчисления за прошедший период службы строительного объекта. Инвентаризационная стоимость – остаточная (восстановительная) стоимость оцениваемого объекта в текущих ценах с учетом стоимостного выражения его физического износа и динамики роста цен на строительную продукцию, работы и услуг. Синв  Сост 1  И ф / 100К i Где Иф – физический износ объекта на год последнего обследования БТИ с корректировкой размера износа натекущий момент, %; К i - коэффициент индексации роста цен на момент оценки. Физический износ жилых зданий определяют по ВСН 53-86 «Правила оценки физического износа жилых зданий». 87 ЛЕКЦИЯ 14 ОСНОВЫ ЦЕНООБРАЗОВОВАНИЯ И СМЕТНОГО НОРМИРОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ Цель лекции: изучить основы ценообразования и сметного нормирования План 1. Основы ценообразования. 2. Локальная смета. Основы ценообразования Для определения первоначальной стоимости объекта недвижимости затратным методом необходимо провести технико-экономические работы с применением существующих нормативов, которые подразделяются на технические и сметные. Для стоимостных расчетов используют сметные нормативы. Сметные нормативы – это обобщенное название комплекса сметных норм, расценок и цен, объединенных в отдельные сборники. Вместе с правилами и положениями, содержащими необходимые требования к их применению, они служат основой для расчета сметной стоимости строительства, реконструкции и капитального ремонта зданий и сооружений, расширения и технического перевооружения предприятий всех отраслей народного хозяйства. Сметной нормой называют совокупный расход ресурсов (затрат труда работников строительства, времени работы строительных машин, потребности в материалах, изделиях и конструкциях), установленный на принятый измеритель строительных, монтажных, пусконаладочных, ремонтных и других видов работ. Сметная норма может быть выражено в натуральном (ресурсном) или стоимостном виде. Основное назначение сметных норм – определение нормативного количества ресурсов, необходимых для выполнения единицы соответствующего вида работ с последующим определением ее стоимости. Сметные нормы используют также для определения потребности в затратах труда, строительных материалах, машинах, изделиях и конструкциях при разработке проектов организации строительства (ПОС) и проектов производства работ (ППР). В современных рыночных условиях правовой статус сметных нормативов в Российской Федерации определен как рекомендательный. Тем не менее сметная документация, составленная с применением сметных нормативов, является составной и важной частью рабочих проектов. Поскольку качество рабочих проектов на строительство и другие отдельные строительные работы определяется не только прогрессивными техническими решениями, но и достоверностью сметных расчетов, то сметы составленные к рабочим проектам (рабочей документации) на строительство, оставаясь основным документом до ввода объекта в эксплуатацию, является также 88 основой для планирования строительства, определения размера инвестиции, формирования договорных цен и для расчетов с заказчиком за выполненную работу. Сметы обеспечивают непрерывное финансирование строительных работ и определяют экономическую эффективность принятого проектного решения. Сметная документация также позволяет осуществлять анализ проектных решений. Правильное, в соответствии с действующим законодательством, определение сметной стоимости обеспечивает подрядным организациям покрытие производственных затрат, получение определенной прибыли, позволяет своевременно осуществлять взаиморасчеты с заказчиком за выполнение работы. На основе сметной документации осуществляют так же учет и отчетность, коммерческий расчет, анализ, оценку и контроль хозяйственной деятельности подрядных организаций. Исходя из сметной стоимости строительства определяют балансовую стоимость вводимых в действие основных фондов. Допущенные при определении сметной стоимости строительномонтажных и др. видов работ ошибки, занижающие сметные затраты, неизбежно приведут подрядную организацию к убыткам, а завышение сметной стоимости – к получению необоснованной прибыли подрядных организаций и потерям средств инвестора. Локальная смета Локальная смета (локальный сметный расчет) – первичный смежный документ, который составляют на отдельные виды работ и затрат по зданиям и сооружениям или по общеплощадочным работам на основе объемов, определившихся при разработке рабочего проекта, рабочей документации. Локальные сметные расчеты (сметы) на виды строительных и монтажных работ, а также на стоимость оборудования составляют исходя из следующих данных:  параметры зданий, сооружений, их частей и конструктивных элементов, принятых в проектных решениях;  объемы работ, принятых из ведомостей строительных и монтажных работ и определяемых по проектным материалам.  номенклатура и количество оборудования, мебели и инвентаря, принятых из заказных спецификаций, ведомостей и других проектных материалов.  Действующие сметные нормы и показатели на виды работ, конструктивных элементов, а также рыночных и регулируемых цен и тарифов на продукцию производственно-технического назначения и услуги. Локальные сметные расчеты при составлении разбивают на группы: А. по зданиям и сооружениям: 1. Строительные работы 2. Специальные строительные работы 3. Внутренние санитарно-технические работы 89 4. Внутренние электроосвещения, электросиловые установки 5. Монтаж и приобретение технологического и других видов оборудования, контрольно-измерительных приборов (КИП) и автоматики, слаботочных устройств (связь, сигнализация и т.д.) 6. Приобретение приспособлений, мебели, инвентаря. 7. Другие работы. Б. по общеплощадочным работам: 1. вертикальная планировка 2. устройство инженерных сетей путей и дорог 3. благоустройство территории 4. малые архитектурные формы и др. В сметах данные группируют в разделы по отдельным конструктивным элементам, видам работ и устройств. Порядок группировки должен соответствовать технологической последовательности работ и учитывать специфические особенности отдельных видов строительства. По зданиям и сооружениям разрешается разделение на подземную часть (работы «нулевого цикла») и надземную часть. Группы смет рекомендуется разбивать на разделы: а) по строительным работам:  земляные работы, фундаменты и стены подземной части;  стены, каркас, перекрытия и перегородки, полы и основания, покрытия и кровли, заполнение проемов, лестницы и площадки, отделочные работы, разные работы (крыльца отмастки и прочее) б) по специальным строительным работам:  фундаменты под оборудование;  специальные основания;  каналы и приямки  обмуровка и изоляция  химические защитные покрытия в) по внутренним санитарно-техническим работам: водопровод, канализация, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха и т.п. г) по установке оборудования: приобретение и монтаж технологического оборудования, технологические трубопроводы д) по стоимости отдельных видов строительных, специальных и сопутствующих работ: работы по подготовке территории участка и почвы к посадке, посеву, приобретению соответствующего посевного оборудования и материалов. При составлении локальных сметных расчетов приоритет имеют укрупненные сметные нормативы и стоимостные показатели, а при составлении локальных смет – единичные расценки. 90 91 ЛЕКЦИЯ 15 ЗАВЕРШЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА И УСЛОВИЙ ПРИЕМКИ ОБЪЕКТОВ Цель лекции: изучить порядок завершения строительства, условия приемки объектов План 1. Состав рабочих комиссий 2. Строительная документация 3. Условия приемки объектов жилищно-гражданского назначения Состав рабочих комиссий Рабочие комиссии назначаются решением заказчика. Порядок и продолжительность работы комиссий определяет заказчик по согласованию с генеральным подрядчиком. В состав комиссий включают представителей заказчика (председатель комиссии), генерального подрядчика, субподрядных организаций, эксплуатационной организации, генерального проектировщика, органов государственного санитарного надзора, органов государственного пожарного надзора. При необходимости к участию в работе рабочих комиссий привлекают представителей заинтересованных организаций и органов надзора. Рабочие комиссии создаются не позднее, чем в пятидневный срок после получения извещения генерального подрядчика о готовности объекта к сдаче. Строительная документация Генеральный подрядчик представляет рабочим комиссиям следующую документацию: - перечень организаций, участвующих в производстве СМР, с указанием видов выполненных работ и инженерно-технических работников, ответственных за выполнение этих работ; - комплект рабочих чертежей на строительство объекта, разработанных проектными организациями, с надписями о соответствии выполненных в натуре работ этим чертежам или внесенным в них изменениям, сделанными лицами, ответственными за производство СМР. Этот комплект рабочих чертежей является исполнительной документацией; - сертификаты, технические паспорта, а также заключения строительных лабораторий и другие документы, удостоверяющие качество материалов, готовых конструкций и изделий, примененных при производстве СМР; - инструкции, технические условия и другие документы предприятийизготовителей основного оборудования, использованных при его монтаже; - акты освидетельствования скрытых работ, промежуточной приемки ответственных конструкций, индивидуального испытания смонтированного технологического оборудования, испытания наружных и внутренних 92 трубопроводов холодного и горячего водоснабжения, канализации, газоснабжения, теплоснабжения, вентиляции, дренажных устройств, сигнализации и связи, устройств, обеспечивающих пожаробезопасность и молниезащиту и т.д.; - журнал производства работ с приложением перечня специальных журналов производства отдельных видов работ и авторского надзора проектных организаций; - протоколы или другие документы, оформленные по результатам проверок, выполненных в процессе строительства органами государственного надзора и контроля. Условия приемки объектов жилищно-гражданского назначения Объекты принимают в эксплуатацию при завершении строительства в соответствии с проектами, включая благоустройство, обеспечение необходимым оборудованием, устранение недоделок и создание условий для бытового обслуживания населения, предусмотренные проектом. При застройке нового жилого микрорайона жилые дома и общественные здания должны приниматься в эксплуатацию преимущественно в виде законченного градостроительного комплекса. Жилые дома, состоящие из четырех и более секций, допускается принимать в эксплуатацию блоками не менее, чем две секции, если это предусмотрено планом капитального строительства и при условии полного окончания монтажа конструкций и подключения отопления в примыкающем блоке, а также завершения благоустройства территории, прилегающей к сдаваемому блоку. Если объект не может быть принят в эксплуатацию, комиссия представляет мотивированное заключение об этом в назначивший ее орган и копии заказчику и генеральному подрядчику. Акт о приемке объекта в эксплуатацию составляется в пяти экземплярах и подписывается председателем и всеми членами комиссии. Если у членов комиссии есть разногласия, то по ним принимаются решения не позднее, чем через месяц по объектам производственного назначения, и не более 7 дней по жилищно-гражданским объектам после подписания акта о приемке. Датой ввода в действие объектов производственного назначения считается дата подписания акта, а объектов жилищно-гражданского назначения – дата утверждения акта. Оформление ввода объекта в действие является основанием для закрытия сметной документации и выполнение через финансирующий банк итоговых расчетов за выполненные СМР и оборудование. 93 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В настоящем пособии изложены все вопросы дисциплины, предусмотренные основной общеобразовательной программой подготовки специалистов по направлению «Городской кадастр». В соответствии с государственным образовательным стандартом изложение материала ориентировано на студентов III курса. Важным средством в закреплении учебного материала являются практические работы по дисциплине – проектирование одноквартирного жилого дома. Для более детальной и углубленной проработки учебного материала целесообразно использовать нормативную, справочную и другую современную литературу по предмету. Изучение материала пособия, позволит овладеть компетенциями для освоения других специальных дисциплин. Важными задачами в проектировании зданий является как можно более полное использование тех возможностей, которые предоставляет проектировщикам постоянно расширяющийся ассортимент новых строительных материалов. 94 ЛИТЕРАТУРА 1. Пономарев В.А. Архитектурное конструирование. М.: Архитектура-С, 2008. 2. Вильчик Н.П. Архитектура зданий. М.: ИНФРА-М, 2009. 3. Основы архитектуры зданий и сооружений. Абуханов А.З., Белоконев Е.Н., Белоконева Т.М., Чистяков А.А. Ростов-на-Дону: Феникс, 2008. 4. Основы строительного дела. Учебник. М.: КолосС. 2008. 5. Большепролётные оболочки. М.: издательство литературы по строительству. 1969. 6. СНиП 2.07.01-89* Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. 7. СНиП 2-08-01-89 Жилые здания. 8. СНиП 2-08-02-89 Общественные здания и сооружения. 9. СНиП 2-09-03-85 Сооружения промышленных предприятий. 10. СНиП 2-09-04-87 Административные и бытовые здания. 11. СНиП II-12-77 Защита от шума. 12. СНиП III-10-75 Благоустройство территорий. 95 ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЛАДЕНИЯ КОМПЕТЕНЦИЯМИ 1. Перечислите и охарактеризуйте структурные части здания. 2. Перечислите строительные циклы и назовите работы, входящие в каждый цикл. 3. Определите цели унификации, типизации и стандартизации зданий. 4. Перечислите и охарактеризуйте основные параметры зданий. 5. Назовите конструктивные схемы жилых зданий. 6. Что является основанием и какие виды оснований существуют. 7. Перечислите типы фундаментов, охарактеризуйте зоны их применения. 8. Назовите толщины однородных кирпичных стен. Какие виды кладок применяются в строительстве. 9. Назовите типы лестниц и их элементы. Как производится расчет ступеней и длина маршей. 10. Что представляет собой балкон, эркер и лоджия. 11. По каким признакам классифицируются крыши. 12. Назовите типы разрезки стен из крупнопанельных элементов. 13. Что такое объемно-пространственные блоки, их типы и преимущества. 14. Перечислите элементы железобетонного каркаса промышленных зданий. 15. Назовите типы пространственных несущих конструкций и их значение в строительстве. 16. Какими способами осуществляется отвод воды с кровель. 17. Определите типы фонарей промышленных зданий и их конструктивные решения. 18. Перечислите виды строительных работ. 19. Какими методами осуществляется контроль качеств производства строительно-монтажных работ. 20. Охарактеризуйте понятия: износ, амортизация, ремонт и модернизация объектов. 96 ПРИЛОЖЕНИЕ показатели жилых, Объемно-планировочные общественных и производственных зданий. 1. Площадь помещений жилых зданий следует определять по их размерам, измеряемым между отдельными поверхностями стен и перегородок на уровне пола (без учета плинтусов). 2. Площадь квартир определится как сумма площадей жилых комнат и подсобных помещений без учета лоджий, балконов, веранд, террас и холодных кладовых, тамбуров. 3. Общая площадь квартир определяется как сумма площадей их помещений, встроенных шкафов, веранд, холодных кладовых, а так же лоджий, балконов, террас, подсчитываемых с понижающими коэффициентами: для лоджей – 0,5, для балконов и террас – 0,3. 4. Площадь жилого здания следует определить как сумму площадей этажей здания, измеренных в пределах внутренних поверхностей наружных стен, а так же площадей балконов и лоджий. 5. Общая площадь общественного здания определяется как сумма площадей всех этажей (включая технические, мансардные, цокольные и подвальные). 6. Расчетная площадь общественных зданий определяется как сумма площадей всех размещаемых в нем помещений за исключением коридоров, тамбуров, переходов, лестничных клеток, лифтовых шахт, внутренних открытых лестниц, а так же помещений, предназначенных для размещения инженерного оборудования и сетей. 7. Полезная площадь общественных зданий определяется как сумма площадей всех размещаемых в нем помещений, а так же балконов и антресолей в залах, фойе и т.п., за исключением лифтовых шахт, внутренних открытых лестниц и пандусов. 8. Строительный объем здания определяется как сумма строительного объема выше отметки 0,000 (надземная часть) и ниже этой отметки (подземная часть). 9. Площадь застройки здания определяется как площадь горизонтального сечения по внешнему обводу здания на уровне цоколя, включая выступающие части. Площадь под зданием, расположенным на столбах, а так же поезды под зданием включается в площадь застройки. 10. При определении этажности надземной части здания в число этажей включается все надземные этажи, в том числе технические, мансардные и цокольные, если верх его перекрытия находится выше планировочной отметки земли не менее чем на 2 м. 97