Конструктивные элементы зданий.

Конструктивным элементом называется отдельная, самостоятельная часть здания или сооружения: фундамент, стена, цоколь, перегородка, отмостка, перекрытие, кровля, стропила, лестничный марш, оконный или дверной блок и т.д.

На рис. 106 показано наглядное изображение здания и его основные конструктивные элементы.

Рис. 106

Основание– слой грунта, на который опирается фундамент и который воспринимает вес здания. Основания бывают естественные (грунт) и искусственные (сваи и т.д.).

Фундамент– подземная часть здания, на которую опираются стены и колонны. Служат фундаменты для передачи и распределения нагрузки от здания на грунт. Основными материалами для устройства фундаментов являются бетон и железобетон.

Верхняя часть фундамента называется поверхностью, а нижняя – подошвой фундамента. Расстояние от нижнего уровня поверхности земли до подошвы фундамента называется глубиной заложения.

Фундаменты подразделяют на ленточные, которые закладывают сплошными по всему периметру стены, столбчатые − в виде отдельных столбов, перекрываемых железобетонной балкой, на которую и кладут стены и свайные. Наиболее распространенным видом фундамента является сборный, состоящий из железобетонных плит (блок – подушек) и из бетонных блоков (стеновых), укладываемых на блок-подушки. Эти элементы сборных ленточных фундаментов изготавливают на заводах ЖБИ (железобетонных изделий) в соответствии с государственными стандартами.

Отмостка служит для отвода атмосферных вод от стен здания. Отмостку устраивают при отсутствии у стен тротуаров в виде бетонной подготовки с асфальтовым покрытием, но могут применяться и другие конструкции и материалы. Отмостка должна иметь уклон 1-3 %. Ширину отмостки обычно делают 700-1000 мм.

Цоколь– нижняя часть наружной стены над фундаментом до уровня пола первого этажа. Цоколь предохраняет эту часть стены от атмосферных влияний и механических повреждений. Цоколь выполняют из материалов повышенной прочности, влагоемкости и морозостойкости или облицовывают таким материалом. Кроме того, цоколь зрительно придает зданию более устойчивый вид.

Стены по назначению и расположению в здании разделяют на наружные, которые ограждают помещения от внешней среды и защищают их от атмосферных воздействий, и внутренние, которые отделяют одни помещения от других. Стены бывают несущие, самонесущие и навесные. Несущие (капитальные) стены передают на фундамент нагрузку от собственного веса и от веса перекрытий и крыши, самонесущие– только от собственного веса и ветровую нагрузку. Навесныестены, состоящие из отдельных плит или панелей, крепятся к колоннам (как бы навешиваются на них) и нагрузку от собственного веса передают на колонны

Материалом стен могут служить кирпич, бетон, дерево, пластмасса и т.д. Если здание выполнено из стандартного керамического, одинарного кирпича, изготавливаемого по ГОСТ 530-95 с размерами (длина × ширина × толщина): 250×120×65 мм, то толщина кирпичных стен должна быть кратна половине кирпича. Толщина наружных стен зависит от климатических условий и может быть равна 510 мм (2 кирпича), 640 мм (2,5 кирпича), 770 мм (3 кирпича). Внутренние капитальные стены чаще всего делают толщиной в 1,5кирпича, т.е.380 мм =250+120+10(шов), перегородки толщиной 0,5 кирпича, т.е. 120 мм.

Перегородки разделяют внутреннее пространство здания в пределах этажа на отдельные помещения. Перегородки могут быть выполнены из дерева, кирпича, гипсовых плит, шлакобетона и т.д. Толщина межкомнатных перегородок 50-180мм.

Пилястры – узкие вертикальные утолщения в стенах, служащие для увеличения их устойчивости. Устраивают их в местах опирания на стены элементов перекрытия или покрытия.

Перекрытия- внутренние горизонтальные ограждающие конструкции, разделяющие здание по высоте на этажи. Перекрытия бывают междуэтажные, чердачные, цокольные. Конструкция перекрытий включает обычно несущие элементы, изолирующие пол и потолок. В настоящее время для устройства перекрытий чаще всего применяются сборные железобетонные плиты перекрытий с круглыми пустотами, изготавливаемые в соответствии с государственными стандартами.

Полыв зависимости от назначения помещения могут иметь различную конструкцию (полы по лагам, по бетонному основанию). Верхний слой пола называют чистым полом. В конструкции пола различают прослойку, подстилающий слой и основание под полы. Материалом для устройства полов служит цемент, керамические плитки, доски, паркет, линолеум, бетон, мрамор и т.п.

Покрытие- верхняя ограждающая конструкция, отделяющая помещения здания от наружной среды и защищающая их от атмосферных осадков. Эта конструкция совмещает функции потолка и крыши.

Крыши состоят из несущей и ограждающих частей. Несущая часть представляет собой конструктивные элементы, воспринимающие все нагрузки. Это стропила, различного вида фермы и железобетонные панели.

Кровля– верхний водоизолирующий слой покрытия или крыши здания.

Стропила – несущие конструкции кровельного покрытия, которые представляют собой балки, опирающиеся на подстропильные брусья- мауэрлаты, уложенные по верхнему обрезу стен, и внутренние опоры.

Мауэрлат – деревянные брусья, уложенные на наружные стены здания; на брусья опираются стропильные ноги.

Кобылка – короткая доска толщиной 40мм, которую прибивают к стропильной ноге для крепления обрешетки в карнизной части крыши.

Обрешетка – брусья 50х50мм или доски, к которым крепят элементы кровли. Карниз – горизонтальный профилированный выступ стены, служащий для отвода от поверхностей стен атмосферных осадков. Величина, на которую карниз выступает за поверхность стены, называется выносным карнизом.

Карнизы выполняют из материала стен или из сборных блоков заводского изготовления.

Парапет – часть стены, расположенная выше карниза и заменяющая ограждение. Парапет улучшает архитектурное решение здания. Чаще всего его делают при внутреннем водоотводе.

Проем– сквозное отверстие в стене, предназначенное для установки окон, дверей, ворот и для других целей.

Окна служат для освещения и проветривания помещения. В настоящее время в строительной практике довольно часто используют оконные блоки. Оконный блок состоит из оконной коробки, остекленных переплетов и подоконной доски. Оконная коробка представляет собой раму и является неподвижной частью оконного блока. Оконная коробка устанавливается в оконном проеме.

Окна могут быть с одинарным, двойным, а иногда с тройным остеклением. Оконные переплеты изготавливают из дерева, металла или пластмассы.

Типы и размеры окон принимают согласно ГОСТ 11214–86 «Окна и балконные двери деревянные с двойным остеклением для жилых и общественных зданий».

Для каждого типа проема предназначен свой тип оконного блока. Например, в обозначении окна ОР 15-9 число 15 – координационная высота проема в модулях, т.е. 1500 мм; число 9 – ширина проема, т.е. 900 мм. Однако, конструктивный размер проема по высоте и ширине на 10мм больше, т. е. 1510х910 мм. Соответственно конструктивный размер оконного блока меньше координационного на величину 30-40 мм.

Минимальная ширина одностворчатого окна 600мм. Двухстворчатые окна имеют ширину 900 мм, 1100 мм, 1300 мм.

При использовании спаренных проемов для устройства окна и балконной двери размер ширины общего проема должен быть равен сумме размеров проемов за вычетом 10 мм.

Одинаковым по форме и размерам проемам присваивают одинаковые марки (ОК – 1, ОК – 2 и т.д.)

Двери служат для сообщения между помещениями. На дверные коробки, укрепленные в проемах стен, навешивают дверные полотна. По числу дверных полотен различают двери одно – и двупольные. Дверные полотна могут быть глухими (марки ДГ), остекленными (марки ДО) и полностью из стекла.

Различают также двери правые (при открывании на себя правой рукой дверь открывается вправо) и левые (открываются левой рукой влево).

По расположению в здании двери разделяют на наружные и внутренние.

Двери внутренние устраивают во внутренних стенах и перегородках, в которых предусматривают соответствующие проемы. Типы и габаритные размеры внутренних дверей должны соответствовать ГОСТ 6629–88* «Двери деревянные внутренние для жилых и общественных зданий». Двери наружные изготавливают по ГОСТ 24698 – 81 «Двери деревянные наружные для жилых и общественных зданий».

Материалом для дверных полотен чаще всего служит дерево, однако в последнее время довольно часто применяют стекло, пластмассу и другие материалы.

В оконных и наружных дверных проемах делаются «четверти», т.е. крайний кирпич (со стороны улицы) при кладке простенка выдвигается на 65мм своей длины. Устройством четверти достигается две цели: утепление проема и удобство установки оконных и дверных блоков

Лестничная клетка – огражденное капитальными стенами помещение, в котором размещают лестницу.

Лестница представляет собой несущие конструкции, состоящие из чередующихся наклонных ступенчатых элементов – маршей, которые опираются на горизонтальные плоскостные элементы– лестничные площадки.

Для безопасности движения, лестницы оборудуются вертикальными ограждениями.

Лестничная площадка – горизонтальный элемент лестницы между маршами. Различают основные лестничные площадки на уровнях этажей и промежуточные– для перехода с одного марша на другой.

Лестничный марш – наклонный элемент лестницы со ступенями (в одном марше должно быть не более 18 ступеней). Вертикальная грань ступени называется подступенком, горизонтальная – проступью.

Косоуры – наклонные стальные или железобетонные балки, опирающиеся на площадки; на эти балки укладывают ступени лестницы.

Вышеперечисленные и другие элементы здания на схеме чертежей показаны на рис 107.

На рис. 107 приведена схема чертежа разреза здания с несущими стенами на котором цифрами обозначены: 1 - фундамент, 2 - отмостка, 3 - цоколь, 4 - несущие стены, 5 - междуэтажное перекрытие, 6 - чердачное перекрытие, 7 - перегородка, 8 - наслонные стропила, 9 - обрешетка кровли, 10 - подкос, 11 - стойка, 12 - люк, 13 - чердак, 14 - мауэрлат, 15 - перемычка, 16 - лестничный марш, 1 7- косоур, 18 - лестничная площадка, 19 – тамбур.

Рис. 107.

Единая модульная система

Унификация дает возможность ограничить количество видов и размеров строительных деталей на основе выбора наиболее рациональных из них и привести их в соответствие с основными параметрами здания.

Основой для стандартизации и унификации в проектировании, изготовления изделий и строительства служит единая модульная система.

Единая модульная система представляет собой правила координации размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий и сооружений на базе модуля. Единая модульная система применяется в обязательном порядке при проектировании и строительстве зданий и сооружений, проектировании и выполнении строительных изделий.

Все размеры объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий должны быть кратны модулю. За величину основного модуля М для координации размеров принимается размер 100 мм (1 дециметр). На базе основного модуля М образуются укрупненные (для крупных размеров) и дробные модули, которые получаются умножением основного модуля М (100 мм) на дробные числа.

Укрупненные модули 6000 мм, 3000 мм, 1500 мм, 1200 мм, 600 мм, 300 мм и 200 мм обозначают, соответственно, 60М, 30М, 15М, 12М, 6М, 3М и 2М, а дробные модули – 50 мм, 20 мм, 10 мм, 5 мм, 2 мм и 1 мм – соответственно, 1/2М, 1/5М, 1/10М и т.д. Укрупненные и дробные модули называют производными модулями.

Здание или сооружение в плане расчленяется осевыми линиями на ряд элементов. Эти оси, определяющие расположение основных несущих конструкций (стен и колонн), называются координационными осями – продольными и поперечными.

Расстояние между координационными осями в плане здания называют шагом. В зависимости от преобладающего в плане направления шаг может быть продольным или поперечным.

Пролетом называют расстояние между координационными осями здания в направлении, которое соответствует пролету основной несущей конструкции перекрытия или покрытия. Расстояние между координационными осями определяется условиями использования стандартных конструктивных элементов – ригелей, балок, ферм, панелей перекрытия.

За высоту этажа Н_эт принимают расстояние от уровня пола данного этажа до уровня пола вышележащего этажа (рис. 108а). Так же определяют и высоту верхнего этажа, при этом толщина чердачного перекрытия условно принимается равной толщине междуэтажного перекрытия с.

В одноэтажных промышленных зданиях высота этажа равна расстоянию от уровня пола до нижней грани конструкции покрытия (рис. 108б).

Размеры шагов, пролетов и высот этажей должны приниматься равными укрупненному модулю. Размеры конструктивных элементов зданий и сооружений должны быть кратными основному модулю. Размеры и расположение элементов зданий определяется с помощью пространственной системы модульных плоскостей.

Рис. 108. Высоты этажей:
а – в многоэтажном здании; б – в одноэтажном здании