Основы архитектурно-строительного проектирования

Строительство зданий осуществляется по индивидуальным итиповым проектам. Индивидуальным называют проект, предназна­ченный для возведения только одного здания. Типовые проекты –для возведения зданий при массовом строительстве. Разработка ти­повых проектов способствует внедрению в строительство унифи­цированных конструкций и деталей заводского изготовления, что повышает качество и удешевляет строительство. При разработке проектов зданий необходимо руководствоваться строительными нормами и правилами (СНиП), содержащими основные требования по объемно-планировочному и конструктивному проектированию зданий. Требования СНиП сводятся к тому, чтобы величины уси­лий и воздействий на конструктивные элементы не превышали предельных значений, по достижению которых здание не может быть использовано по своему назначению.

Проект - это техническая документация, состоящая из пояс­нительной записки, чертежей и сметы. Расчетно-пояснительная за­писка проекта включает в себя описание и обоснование планиро­вочных и конструктивных решений здания. Она содержит все не­обходимые статические, теплотехнические и другие виды расчетов. В расчетах учитываются свойства материалов, возможные сочета­ния нагрузок и воздействий, а также условия эксплуатации и осо­бенности работы конструкций и основания здания. При этом долж­ны быть соблюдены все требования нормативных документов, стандарты и технические условия, предъявляемые к качеству мате­риалов, изделий, производству работ и к эксплуатации зданий.

Основанием для проектирования является техническое зада­ние, получаемое от заказчика. В задании содержится:

1. Наименование объекта.

2. Место исроки строительства.

3. Основные требования, предъявляемые к объекту.

Проект разрабатывается в одну или две стадии: первая стадия -проект и смета, вторая стадия - рабочие чертежи (фасад, планы,

разрезы, деталировки и т. д.). Несложные объекты проектируются в одну стадию - технорабочий проект.

Проектирование начинается с изыскания и технико-экономи­ческого обоснования. В ходе разработки проекта проектная органи­зация- согласовывает принимаемые решения с заказчиком, служба­ми коммунального хозяйства, с различными инспекциями и заинте­ресованными организациями. Законченный проект обычно подвер­гается экспертизе специалистами, назначенными заказчиком, после чего он им утверждается. Проекты, по которым нет необходимых согласований и которые не утверждены в установленном порядке, не имеют юридической силы и по ним нельзя вести строительство. После утверждения технического проекта здания разрабатываются рабочие чертежи, которые являются детализацией технического проекта и служат для производства строительных работ.

Проект открывается титульным листом, на котором приводят­ся основные данные об объекте, перечень рабочих чертежей и т. п. Пояснительная записка содержит описание архитектурно-планиро­вочных и конструктивных решений, необходимые расчеты, техни­ко-экономические и эксплуатационные показатели. Далее идут об­щие и специальные чертежи:

• планы, разрезы, фасады, фундаменты, стены, перекрытия,
крыши и покрытия;

• конструктивные элементы, узлы и детали инженерных сис­
тем отопления, вентиляции, водоснабжения и др.

Современное индустриальное строительство основано на при­менении типовых проектов конструкции, деталей и изделий, рас­считанных на массовое строительство и производство специализи­рованными предприятиями стройиндустрии. Типовыми называются проекты и конструкции, имеющие наиболее рациональное решение и предназначенные для многократного применения. Количество проектов типоразмеров строительных элементов должно быть ог­раничено. Это упрощает их изготовление и удешевляет строитель­ство. Поэтому типизация сопровождается унификацией, т. е. приве­дением конструкций и деталей к небольшому числу одинаковых по форме и размерам типов. При этом имеется в виду их взаимозаме­няемость, что дает возможность замены одних элементов на другие без изменения основных проектных размеров здания. Наивысшей формой унификации является стандартизация, т. е. регламентация требований, предъявляемых к изделию.

Типовые конструкции и детали зданий стандартизируются и становятся обязательными как для изготовления, так и для строи­тельства (проектирования). Государственные стандарты устанавли­вают для конструкций, деталей и изделий определенные размеры, форму и качество, а также технические условия по изготовлению (ГОСТ 6629-89).

При проектировании необходимо предусматривать согласова­ние размеров здания с размерами выпускаемых промышленностью материалов, изделий и конструкций. Это возможно только в том случае, когда все строительные размеры подчинены определенной системе. Основой такой системы является принцип кратности всех размеров какой-либо величине, который называют модулем. В на­шей стране действует единая модульная система (ЕМС), в которой размер основного модуля М принят равным 100 мм. Все остальные размеры кратные М как в большую, так и в меньшую сторону. Ук­рупненных модулей семь: 2М, ЗМ, 6М, 12М, 15М, 30М, 60М - от 200 до 6000 мм. Дробных модулей шесть: 1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М, 1/100М — от 50 до 1мм.Чаще всего в строительстве принимают модули 30М и 60М, исходя из которых размеры проле­тов зданий составляют 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36 м, а шаг - 6, 12 м, вы­сота этажа - 3; 3,6 м.

При проектировании зданий для привязки мест расположения стен, колонн и других конструкций используются поперечные и продольные разбивочные оси. Продольные оси обозначаются за­главными буквами русского алфавита (А, Б и т. д., кроме 3, О, П, Ш, написание которых сходно с цифрами). Расстояние между про­дольными осями - это пролет. Поперечные оси обозначаются циф­рами (1, 2, 3 и т. д.). Расстояние между ними - это шаг. Таким обра­зом, основными объемно-планировочными параметрами здания яв­ляются: шаг, пролет и высота этажа:

• шаг – расстояние между поперечными разбивочными осями
(условными линиями), определяющими расположение поперечных
вертикальных несущих конструкций (1, 2, 3...);

• пролет - это расстояние между разбивочными осями несу-­
щих элементов, совпадающими с пролетом основной несущей кон-­
струкции перекрытий или покрытий (А, Б, В...);

• высота этажа - это расстояние от уровня чистого пола
данного этажа до уровня пола вышележащего этажа.

При проектировании необходимо предусматривать согласова­ние размеров здания с размерами выпускаемых конструкций. Осно­вой для этого является ЕМС, в соответствии с которой все размеры в строительстве должны быть кратными 100 мм. В действительности в строительстве (наряду с ЕМС) существует три категории размеров.

I категория - номинальный модульный размер (L_o) - это рас­
стояние между разбивочными осями зданий или условный размер
элементов конструкции вместе с зазором и швами;

II категория - проектный размер элементов, отличающийся
от номинального на величину нормированного зазора (L_k= L_o – δ,где δ - зазор);

Ш категория - натурный размер или фактический размер кон­структивного элемента «в деле», отличающийся от конструктивно­го размера на 0,5L допуска, т. е. половину установленного (норма­тивного) допуска (L_нат.= L_k - 0,5L)

1.4.5. Архитектурная выразительность зданий и сооружений

Проектируемые и возводимые здания должны не только обла­дать определенными эксплуатационными свойствами, но и иметь приятный архитектурный облик, соответствующий их назначению. Самым существенным в архитектурной композиции зданий являет­ся единство формы и содержания. Композиция внутреннего про­странства подчиняется функциональным процессам, протекающим в здании. Объемно-пространственные структуры зданий создают, группируя отдельные объемы. Единства композиции здания доби­ваются соподчинением отдельных объемов, их членением в соот­ветствии с законами пропорциональности, ритма и масштабности.

Древнее представление о божественной пропорции трансфор­мированы современной наукой в идею симметрии, которая являет­ся ключом к единству природы. Пропорция - это понятие равного, одинакового, однородного изменения. Симметрия есть понятие равного, одинакового, однородного строения, сохранения. Пропор­ция является наиболее общим принципом организации пространст­венных структур. Из упорядоченного пропорционального измене­ния возникает симметрия и гармония.

Под архитектурной пропорциональностью подразумевают гармоничное соотношение между размерами здания и его отдель-

ными частями. При этом используют принцип равного изменения в виде прогрессии:

• арифметической (1, 2, 3...), в которой каждое последующее
число больше предыдущего на одну и ту же величину;

• гармонической (1/2, 1/3, 1/4, 1/5), в которой последовательность чисел, обратных данным, образует арифметическую последователь­ность;

• геометрической (1, √2, 2, 2√2, 4, 4√2,…), где каждое по­
следующее число больше предыдущего в одно и то же число раз.

Числа арифметического, гармонического и геометрического рядов служат средством достижения гармоничных размерно-пространственных структур. Среди всевозможных средних наибо­лее совершенным признано так называемое «золотое сечение», ко­торое подразумевает деление отрезка на две неравные части так, чтобы большая из них была средним пропорциональным между всем отрезком и его частью. Золотое сечение выражается как 0,618 либо как 1.618. Если обозначить 1,618 = Ф, тогда 1/Ф = 0,618, а весь ряд: ...-0,146-0,236-0,382-0,618-1-1,618-2,618-4,236-6,854-..., ка­ждое число которого не только результат умножения предыдущего на число Ф, но и равно сумме двух предыдущих. Для триады золо­того сечения Ф1-Ф2-ФЗ ↔ 1-1,618-2,618 характерно, что Ф1/Ф2 = Ф2/ФЗ, ФЗ = Ф1 + Ф2, Ф2² = ФЗ.

Это отношение обнаруживается при рассмотрении самых раз­нообразных природных явлений и, по-видимому, отражает один из основных законов природы. В 1202 г. купец Леонардо из Пизы по прозвищу Фибоначчи («сын доброй природы») подсчитал макси­мально возможный приплод кроликов и обнаружил математиче­скую закономерность, сделавшую его имя знаменитым. Он открыл целочисленный ряд золотого сечения: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89..., отражающий закон единообразного роста. Этому закону под­чиняется рост всего живого, в том числе и человека. Например, три фаланги среднего пальца руки образуют триаду золотого сечения, но самое главное заключается в том, что если принять расстояние от пупа до макушки за 1, тогда от пупа до пят будет 1,618, а полная высота мужской фигуры составит 2,618, следовательно, они связа­ны золотым сечением. Очевидно поэтому все архитектурные фор-

мы, подчиняющиеся этому закону, воспринимаются человеком как гармонические.

В архитектуре используют и закономерности ритма, или чере­дования, соразмерных элементов. Ритм является одним из средств достижения выразительности композиции. Ритм бывает метриче­ский, когда элементы чередуются с равными промежутками, и гео­метрический.

Выбирая размеры отдельных элементов, учитывают масштаб. Под архитектурным масштабом понимают соотношение всех раз­меров здания по отношению к человеку. Особенно легко масштаб воспринимается, если в основе соотношений между частями зданий лежит единая система пропорций. Как отмечали древние, «из всех очертаний наиболее совершенны подобные самим себе». Таким об­разом, соразмерность тела человека, перенесенная архитекторами на здания, придает им красоту и гармоничность.

Существует множество элементов, которые могут придать зданию определенные пропорции, масштабность и архитектурную выразительность. Такими элементами являются:

• цоколь - нижняя часть наружной стены здания, выполненная
из прочного декоративного материала и опирающаяся на фунда­
мент. Он предназначен для защиты стен от механических повреж­
дений и сырости. Кроме того, цоколь, как архитектурная деталь,
может служить и украшением здания;

• карнизы - горизонтальные выступающие части стен, защи­
щающие их от атмосферных осадков и служащие украшением стен.
Верхний карниз называется венчающим; промежуточные - между­
этажными; гладкие, слегка выступающие из плоскости стен полосы -
пояски;

• проемы - для освещения, вентиляции и сообщения между
помещениями решаются разнообразно как по форме, так и по
декоративному оформлению;

• наличники - декоративный профиль, расположенный по
периметру проемов;

• простенки - несущий, особо ответственный элемент стены
между проемами;

• сандрики - отдельные карнизы различной формы, устраи­
ваемые над окнами и дверями для украшения и защиты проемов от
атмосферных осадков;

• парапетная решетка - ограждение крыши у свеса из ка­-
менных столбов с решеткой ограждения;

• перемычки -перекрытия проемов;

• лопатки - узкие вертикальные выступы прямоугольного се-­
чения. Если лопатки имеют оформление и элементы колонны (базу,
капитель, утонение), тогда их называют пилястрами;

• балкон - открытые, огражденные площадки, выступающие
из плоскости стен и сообщающиеся с помещениями здания;

• эркер - выступающая за плоскость стены площадка (прямо­
угольная, треугольная, многоугольная, полукруглая), огражденная
со всех сторон стенами с окнами;

• лоджия - площадка, размещенная в габаритах здания и вы­
ходящая открытой стороной на улицу.

Приведенные основные элементы имеют широкое применение в зданиях старой иновой застройки. В зданиях старой застройки, кроме указанных элементов, следует выделить такие архитектурно-композиционные решения, как архитектурные ордера, колоннады и аркады.

Архитектурный ордер - совокупность колонн, антаблемента и пьедестала. Колонна - это опора в виде вертикального стержня, ко­торую можно расчленить на капитель, стержень и базу. Капитель –верхняя часть колонны, база - ее низ. Антаблемент - верхняя гори­зонтальная часть здания, поддерживаемая колоннами. Он состоит из архитрава, фриза и карниза. Пьедестал - это подставка под ко­лонну с базой и карнизом. Ордер, не имеющий пьедестала, называ­ют неполным ордером.

Все основные части ордера подчинены определенной законо­мерности и кратны некоторой единой мере, называемой модулем. В архитектурном ордере за модуль принимается нижний радиус колонны. Колонны должны быть пригодны «к подержанию тяжести и обладать красивым обличьем», поэтому они воспроизводят про­порции, крепость и красоту мужского тела. В архитектуре встреча­ется несколько разновидностей ордеров: греческий, римский, тос­канский, дорический, ионический, коринфский и сложный. Они различаются своими пропорциями, оформлением отдельных эле­ментов, богатством форм и украшений; например, колонны имеют различные базы и капитель, в одних ордерах ствол гладкий, в дру­гих он покрыт желобками (каннелюрами).

Колоннада - ряд колон, поддерживающих общий антаблемент. Обычно колонны устанавливаются на горизонтальную плоскость общего основания или пьедестала, называемого стилобатом.

Аркада - это ряд повторяющихся отверстий, перекрытых ар­ками. Элементами аркады являются: пилон - угловой простенок; архивольт - поясок, обрамляющий арку; импост - горизонтальный поясок на простенке между арками и по ширине равный архиволь­ту; замок - верхний средний камень арки.

Здания и сооружения на улицах города должны быть не толь­ко функциональны, но и красивы. Они должны создавать образ, ко­торому внутренне будет присуще совершенство. Важным элемен­том этого совершенства является природный или искусственно соз­данный ландшафт. Для этого используются исторически вырабо­танные законы построения архитектурных форм, знания свойств используемых материалов и правильно построенная взаимосвязь зданий и сооружений с окружающей средой.

Вопросы к главе 1

1. Что является главным стимулом роста городов?

2. Какие существуют системы жизнеобеспечения городов?

3. Как делится территория города по функциональному назначению?

4. Какие требования предъявляются к зданиям и сооружениям?

5. Что понимают под ограждающими и несущими конструкциями
здания?

6. Назовите основные признаки классификации зданий.

7. Какие конструктивные элементы и схемы зданий Вы знаете?

8. Почему необходима единая модульная система?

9. Как можно добиться архитектурной выразительности зданий?

Глава 2

ГОРОДСКИЕ УЛИЦЫ И ДОРОГИ

Классификация улиц и дорог

При проектировании городских поселений следует преду­сматривать единую систему улично-дорожной сети, обеспечиваю­щую удобные, быстрые и безопасные транспортные связи со всеми функциональными зонами города и с другими объектами, а также с населенными пунктами вне города. Дороги являются сухопутными транспортными связями. По характеру транспортных средств доро­ги бывают автомобильными (безрельсовыми), рельсовыми (трам­вайными, железными), гужевыми, велосипедными и пешеходными. По своему значению автомобильные дороги делятся на всероссий­ские, республиканские, областные, районные, местные и внутрихо­зяйственные. В соответствии со СНиП 2.07.01-89* «Планировка и застройка городских и сельских поселений» улицы и дороги под­разделяются на следующие категории.

1. Магистральные дороги скоростного движения, предназна-­
ченные для транспортной связи между промышленными и жилы­
ми районами в крупнейших и крупных городах, между городом и
пригородной зоной, глубокого ввода автомобильных магистралей
в город, связи с аэропортами и зонами массового отдыха. Пересе-­
чение с другими улицами и дорогами в разных уровнях. Преобла-­
дающие виды транспорта - общественный, экспрессный, пасса­
жирский и легковой. Расчетная скорость в густонаселенной части
города 80 км/ч, вне центральной части города 100 км/ч, в приго-­
родной части города 120 км/ч. Число полос движения 4-8, ширина
полосы движения 3,75 м.

2. Магистральные дороги регулируемого движения – транс-­
портная связь между районами города, на отдельных участках и на­
правлениях дорога преимущественно грузового движения, осущест­
вляемого вне жилой застройки, с выходом на внешние автомобиль­
ные дороги. Пересечение с улицами и дорогами, как правило, в од-­
ном уровне. Расчетная скорость в зависимости от состава движения
80-100 км/ч. Число полос движения 2-6, ширина полосы 3,5 м, не­
обходимы местные или боковые проезды.

3. Магистральные улицы общегородского значения непре'рыв-
ного движения - транспортная связь между жилыми, промышлен­
ными районами и общественными центрами, с другими магист­
ральными улицами, городскими и внешними дорогами. Основной
вид-транспорта - общественный пассажирский илегковой. Расчет-­
ная скорость 100 км/ч, число полос движения 4-8, ширина полосы
движения 3,5-3,75 м, разделительные полосы, местные ибоковые
проезды. Пересечение в разных уровнях. Ширина пешеходной час-­
ти 4,5 м.

4. Магистральные улицы общегородского значения регули­-
руемого движения - транспортные связи между жилыми и промыш­
ленными районами. Пересечение с другими улицами и дорогами,
как правило, в одном уровне. Основные виды транспорта – общест-­
венно-пассажирский и легковой. Расчетная скорость 80 км/ч, число
полос движения 4-8, ширина полосы 3,5 м, разделительные полосы,
местные и боковые проезды. Ширина пешеходной части 3,0 м.

5. Магистральные улицы районного значения - транспортно-
пешеходная транспортная связь между жилыми районами, между
жилыми и промышленными районами, общественными центрами,
выходы на другие магистральные улицы в одном уровне. Допуска­-
ется движение грузового транспорта. Расчетная скорость 60 км/ч,
количество полос движения 2-4. Расстояние между остановочными
пунктами пассажирского транспорта 600 м. Ширина пешеходной
части 2,5-3 м.

6. Улицы и дороги местного значения в жилой застройке -
транспортная, без пропуска грузового ипассажирского, ипешеход-­
ная связь на территории жилых районов (микрорайонов), выходы
на магистральные дороги. Расчетная скорость 40 км/ч, число полос
движения 2-3, ширина полос - 3,0 м, тротуары шириной более 1,5 м.

7. Улицы и дороги местного значения промышленно-склад-
ские двух видов: 1) внутренние пути и дороги, обеспечивающие
технологические процессы и 2) внешние улицы, застроенные про­
изводственными иадминистративными зданиями, которые обес­
печивают связь и пропуск преимущественно грузовых автомоби­
лей, выходы на магистральные городские улицы и дороги. Пересе-­
чение в одном уровне. Расчетная скорость 50 км/ч, число полос
движения 2-4, ширина полосы движения 3,5 м. Ширина пешеход­
ной части 1,5 м.

-

8. Улицы и дороги местного значения пешеходные - пеше­-
ходная связь с местами приложениями труда, учреждениями и
предприятиями обслуживания, местами отдыха, общественными
центрами, остановочными пунктами общественного транспорта.
Ширина одной полосы пешеходного движения 1 м, всей улицы или
дороги - по расчету.

9. Улицы и дороги местного значения - проезды, обеспечи­-
вающие подъезд транспортных средств к жилым и общественным
зданиям, учреждениям и предприятиям внутри районов, микрорай­
онов и кварталов. Расчетная скорость движения 30-40 км/ч, число
полос движения 1-2, ширина полосы 2,75-3 м.

10. Велосипедные дорожки для проезда на велосипедах по
свободным от других видов транспорта трассам к местам отдыха,
общественным центрам. Расчетная скорость 20-30 км/ч, ширина
полосы движения 1,5 м, количество полос 1-2.

2.2. Схемы улично-дорожной сети городов

Затраты времени в городах на передвижение от места прожи­вания до места работы для 90% человек не должны превышать в городах с населением свыше 2 млн человек 45 мин, 1 млн человек -40 мин, 500 тыс. человек - 37 мин, 250 тыс. человек - 35 мин, 100 тыс. человек и менее - 30 мин. Основным транспортом в горо­дах являются автомобили. Поэтому пропускную способность сети улиц, дорог, транспортных пересечений и других элементов опре­деляется исходя из уровня автомобилизации, т. е. количества авто­мобилей на 1000 человек. Для отечественных городов этот уровень принят 200-250 легковых автомобилей, включая 3-4 такси и 2-3 ведомственных автомобиля, а также 25-40 грузовых автомобилей. Меньшие цифры относятся к крупным городам, а большие - к средним городам и поселкам.

Дорожная сеть города занимает около 25% селитебной терри­тории города. Она характеризуется протяженностью, плотностью и конфигурацией. Под протяженностью улиц подразумевается их общая длина (в километрах). Длина улиц, приходящаяся на 1 км² территории, называется плотностью уличной сети. Она устанавли­вается в зависимости от численности населения (табл. 2.1), харак-

тера застройки, размещения жилых массивов, промышленных и коммунальных предприятий. В центральной части города плот­ность уличной сети допускается увеличивать до 3,5-4,5; в перифе­рийных районах с жилой застройкой - до 2,0-2,5; в промышленных зонах - до 1,5-2,0; в лесопарковых - до 0,5-1 км/км².

Таким образом, если известна площадь той или иной террито­рии S_i тогда можно рассчитать и общую протяженность улично-дорожной сети города:

где Н_i - плотность улично-дорожной сети в i-й зоне города.

Таблица 2.1 Плотность улично-дорожной сети

Численность населения города, тыс. чел,	До 50				Более 1000
Плотность сети, км/км2	1,5	1,6-1,7	2,0-2,5	2,8-3,0	3,0-4,5

Основные перевозки пассажиров и грузов осуществляются по магистральным улицам и дорогам. Именно эти улицы и обуславли­вают тип улично-дорожной сети города. По очертаниям этой сети она может быть отнесена к одной из принципиальных схем улично-дорожной сети города: 1) свободной, не содержащей четкого гео­метрического рисунка; 2) прямоугольной; 3) прямоугольно-диа­гональной; 4) лучевой и 5) радиально-кольцевой. Приспособлен­ность уличной сети к требованиям современного города оценивает­ся коэффициентом непрямолинейности - отношением действитель­ной длины пути между двумя точками к длине воздушной линии между ними:

Свободная схема улиц характерна для старых городов. Вся сеть состоит из узких, кривых улиц с переменной шириной проез­жей части, нередко затрудняющих автомобильное движение. Ясно, что для современных городов эта схема непригодна.

Прямоугольная схема распространена очень широко и прису­ща, как правило, городам, строившимся по единому плану. Досто­инствами данной схемы являются отсутствие четко выраженного центрального ядра и возможность равномерного распределения транспортных потоков. Недостатки этой схемы - большое число сильно загруженных пересечений, которые увеличивают транс­портные потери. Коэффициент прямолинейности данной сети име­ет наибольшее значение К_пр ⁼ 1,4-1,5. Это значит, что в городах с такой схемой улиц городской транспорт для перевозки пассажиров и грузов совершает перепробег на 40-50%.

Прямоугольно-диагональная схема улиц является развитием прямоугольной схемы.

В качестве примера такой планировки может служить цен­тральная часть Санкт-Петербурга. Она включает в себя диагональ­ные и хордовые улицы, прокладываемые по наиболее загруженным направлениям. Коэффициент прямолинейности этих схем составля­ет 1,2-1,3. Следовательно, эта схема несколько улучшает транс­портную характеристику уличной сети города, но создает новые проблемы в виде пересечений с пятью и шестью вливающимися улицами, для развязки которых применяют кольцевые схемы дви­жения транспорта (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Схема улично-дорожной сети города:

а - свободная; б - прямоугольная; в - прямоугольно-диагональная;

г - лучевая; д, е - радиально-кольцевая

Лучевая схема, как и свободная, характерна для некоторых старых городов, возникших на пересечении нескольких дорог. Та­кая схема обеспечивает хорошую связь периферийных районов с центром, но затрудняет их взаимосвязи между собой. Коэффициент непрямолинейности такой схемы составляет 1,3-1,

Радиально-кольцевая схема уличной сети характерна для крупнейших и крупных городов. Она содержит два принципиально разных типа магистралей - радиальные и кольцевые. Радиальные магистрали являются чаще всего продолжением автомобильных дорог и служат для связи центра города с периферийными района­ми. Кольцевые улицы - это распределительные магистрали, кото­рые соединяют радиальные улицы иобеспечивают перевод транс­портных потоков с одного радиального направления на другое. Примером такой планировки может служить Москва, где число ра­диальных магистралей составляет 20, а кольцевых - 3. Радиально-кольцевая схема уличной сети имеет наименьший коэффициент не­прямолинейности 1,05-1,1.

Конструкция улиц и дорог

Улично-дорожная сеть населенных пунктов проектируется в
виде непрерывной системы. В плане каждая улица представляет со-­
бой сочетание прямолинейных и криволинейных участков. Выбор
конфигурации трассы определяется условиями местности, планиро-­
вочной организации территории и характером застройки города. В
состав поперечного профиля улиц входят проезжая часть, тротуары
и дополнительные полосы, отводимые для прокладки инженерных
коммуникаций, трамвайного движения, зеленых насаждений, разде-­
ления движений разных направлений, местного движения ивелоси­
педистов. Размер и состав элементов поперечного профиля опреде-­
ляется с учетом функционального назначения и категории улицы,
расчетной интенсивности движения и других факторов.

Все элементы улицы (проезжая часть, технические полосы для прокладки подземных коммуникаций, тротуары, зеленые насажде­ния и др.) должны располагаться в пределах красных линий, т. е. границ, отделяющих улицу от территории застройки. Это линии, за пределы которых не должны выходить здания. Ширина улиц и дорог определяется расчетом в зависимости от интенсивности движения

транспорта и пешеходов, состава размещаемых элементов, с учетом санитарно-гигиенических требований. Как правило, ширину улиц в пределах красных линий следует принимать не менее (в метрах): ма­гистральных улиц общегородского назначения 75-80, улиц местного значения при многоэтажной застройке - 25, а при малоэтажной - 15. Ширина улиц может быть увеличена для прокладки инженерных се­тей на отдельной, технической полосе. Такие размеры улиц доста­точны только для размещения всех планировочных элементов при организации движения на пересечениях в одном уровне.

Наиболее полно все планировочные элементы представлены на общегородских магистральных улицах (рис. 2.2). Основным элементом улиц и дорог является проезжая часть, которая должна обеспечивать пропуск транспорта срасчетными скоростями и на­грузками независимо от времени года.

Рис. 2.2. Поперечный профиль общегородской магистральной"улицы:

а - то же с трамвайными путями; б: 1 - проезжая часть; 2 - тротуары; 3 — полосы

озеленения и технические для размещения инженерных коммуникаций: КС, КО, Т,

ЭК - кабели связи, освещения, телефонные, электрические; В - водопровод;

К - канализация; ГН(С)Д - газопроводы низкого (среднего) давления

Для укрепления проезжей части дорог и улиц предназначена дорожная одежда, которая состоит из нескольких слоев: покрытия, основания и подстилающего слоя. Покрытие является верхним сло­ем одежды и служит для непосредственного восприятия нагрузок от транспортных средств, основание - для передачи и распределения давления на подстилающий слой и грунт, подстилающий слой - для передачи нагрузок на земляное полотно, а также выполняет тепло­изолирующие и дренирующие функции.

Дорожные одежды должны быть прочными, долговечными, из­носоустойчивыми, простыми в эксплуатации, иметь ровную и вместе с тем достаточно шероховатую поверхность. Применяемые в городах дорожные одежды можно разделить на четыре основных группы:

• простейшего типа: а) грунтовые (неулучшенные и улучшен-­
ные, т. е. с различными добавками); б) гравийные и шлаковые;

• щебеночные: а) не обработанные связующими материалами;
б) обработанные битумом; в) обработанные цементом;

• мостовые одежды: а) из естественного камня (булыжные,
брусчатые); б) из искусственного камня (клинкерные);

• монолитные одежды: а) асфальтовые; б) цементобетонные.

Мостовые и монолитные одежды являются усовершенство­ванными капитальными покрытиями. К усовершенствованным облегченным покрытиям относятся одежды, состоящие из мине­ральных материалов, обработанных (пропитанных) органически­ми вяжущими.

Дороги, обладающие малым сопротивлением изгибу, назы­вают жесткими. К их числу относятся практически все типы одежд, кроме цементобетонных и асфальтобетонных на цементо-бетонном основании.

2.4. Расчет и выбор конструкции дорожных одежд

Выбор конструкции одежд проезжих частей городских улиц и дорог сопровождается технико-экономическими расчетами и про­веркой по предельным состояниям на прочность и жесткость: 1) по упругому допустимому прогибу; 2) сдвигу в подстилающем грунте земляного полотна; 3) растягивающим напряжениям на изгиб слоев из монолитных материалов; 4) морозоустойчивости (рис. 2.3).

пассажирских транспортных средств

Рис. 2.3. Конструкции дорожных одежд: a - щебенчатых; б - брусчатых;

в - цементобетонных; г - асфальтобетонных

Напряженно-деформированное состояние дорожной одежды обуславливает воздействие на нее нагрузки, которая зависит от конструкции, массы, состава и интенсивности движения транс­портных средств.

Интенсивность движения характеризует поток автомобилей в единицу времени. В расчетах часто используют условный показа­тель - среднесуточную интенсивность движения (И_ср), которую оп­ределяют расчетом:

где W_Г - годовой объем движения автомобилей.

Таким образом, основой для расчета интенсивности движения является ожидаемый объем грузовых и пассажирских перевозок. Этот показатель используют при расчетах дорожных одежд и кон­струкций пролетных частей мостов, путепроводов и тоннелей. Для расчетов, связанных с оценкой пропускной способности улиц, уровня их загрузки и транспортных потерь, используют более точ­ные показатели интенсивности движения:

где Р_ij - количество пассажиров, перевозимых по г-му маршруту /-м видом транспорта, чел.;

k_H - коэффициент наполнения транспорта (летом k_H = 1,0, зи­мой k_H = 1,15);

Ω_j- вместимость j-и единицы подвижного состава грузового транспорта, чел.;

• грузовых транспортных средств

где k_сез, k_с, k_нап - коэффициенты неравномерности соответственно сезонной, суточной и по направлениям;

h_ч - доля суточной интенсивности движения, приходящаяся на час пик (0,08-0,1);

γ и β - коэффициенты использования грузоподъемности и про­бега автомобилей;

g - расчетная средняя грузоподъемность.

Для того чтобы заменить практический состав движения и его интенсивность расчетной нагрузкой, используют коэффициенты приведения, которые принимаются в зависимости от нагрузки на одиночную ось транспортного средства. Таким образом, расчетное значение интенсивности движения для определения расчетной на­грузки вычисляется по формуле

где Nj - суммарная перспективная интенсивность движения j-й марки транспортного средства, авт./сут.;

kj - коэффициент приведения к расчетной нагрузке для j-й марки транспортного средства (табл. 2.2);

k_пол - коэффициент снижения интенсивности движения в зави­симости от количества полос движения, для однополосной - 1, двух- и трех полосной - 0,7, четырехполосной - 0,35.

Таблица 2.2 Коэффициент приведения к расчетной нагрузке

Нагрузка на ось, т
Н = 10 Н = 30	0,03 0,01	0,15 0,05	0,55 0,18	0,65 0,22	0,75 0,25	1,0 0,5	- 1,0

При расчете прочности дорожных одежд воздействие колеса на дорожную одежду представляется в виде равномерно распре­деленной нагрузки (Р) от расчетного автомобиля, которая прило­жена к круглому жесткому штампу с диаметром (Д), равновели­кому площади контакта сдвоенного колеса расчетного автомоби­ля (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Схема определения толщины эквивалентного слоя

дорожной одежды:

h -толщина; Е— модуль деформации слоя

Степень прочности дорожной одежды определяет модуль де­формации Е, учитывающий упругие и пластические деформации:

где λ- относительная деформация;

l - абсолютная деформация, отнесенная к диаметру крута. Расчет дорожных одежд по упругому прогибу включает в себя: послойный расчет эквивалентных модулей упругости по по­верхности конструктивных слоев:

где E_i^Э, Е_i - соответственно эквивалентный и действительный мо­дуль упругости г-го слоя конструкции одежды;

h_i, - толщина i-го слоя конструкции.

Расчет требуемого модуля упругости дорожной одежды:

где аиb- эмпириче<