Основные конструктивные элементы зданий

2.2 Основные конструктивные элементы зданий

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

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

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

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

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

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

- несущие – воспринимающие нагрузки от собственного веса и опирающихся на них конструкций, передающие нагрузку на фундамент;

- самонесущие – воспринимающие нагрузку только от собственного веса в пределах высоты здания и передающие нагрузку на фундамент;

- навесные – воспринимающие нагрузку от собственного веса (в пределах этажа) и передающие её на междуэтажное перекрытие.

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

Перегородки – внутренние ненесущие стенки, разделяющие смежные помещения.

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

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

По конструктивному решению могут быть: чердачными, имеющими пространство между перекрытиями верхнего этажа и крышей; бесчердачными (совмещёнными).

Окна – светопрозрачные ограждения, предназначенные для освещения и проветривания помещения; они состоят из устанавливаемых в проёмах коробок и оконных переплётов.

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

Фундаменты и цоколи

Фундаменты – подземные конструкции, передающие нагрузки от здания на грунт.

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

Грунт, работающий как основание здания, должен удовлетворять следующим требованиям: обладать достаточной несущей способностью, а также малой и равномерной сжимаемостью (слабые, непрочные грунты или сильно сжимаемые вызывают большие и неравномерные осадки здания, приводящие к его повреждению и разрушению); не подвергаться пучению, т.е. увеличению объёма при замерзании влаги, находящейся в его порах (выбирают глубину заложения фундамента, которая зависит от глубины промерзания грунта в районе строительства); не размываться и не растворяться грунтовыми водами (образуется пористость основания, которая снижает его несущую способность); не допускать просадок (возникает при недостаточной мощности слоя грунта основания, если под ним расположен слабый грунт); не допускать оползней (возникают при наклонном расположении пластов грунта); не должны обладать ползучестью – длительными незатухающими деформациями под нагрузкой.

В данном здании запроектирован сборный ленточный фундамент, в связи с тем, что неподалеку от места строительства расположен завод железобетонных изделий.

Сборные ленточные фундаменты состоят из плит-подушек, укладываемых в основание фундаментов и стеновых блоков, которые являются стенами подземной части здания.

Фундаментные плиты-подушки укладываются на выровненное основание с песчаной подсыпкой толщиной 10 см. Под подошвой фундамента нельзя оставлять насыпной или разрыхленный грунт. Он удаляется и вместо него насыпается щебень или песок. Углубления в основании более 10 см заполняются бетонной смесью. Плиты-подушки под наружные стены имеют ширину 1400 мм, а под внутренние — 800 мм. При проектировании размеры фундаментных плит-подушек приняты согласно ГОСТ 13580-85.

Плиты-подушки укладываются с разрывами. В местах сопряжения продольных и поперечных стен плиты подушки укладываются впритык и места сопряжения между ними заделываются бетонной смесью. Поверх уложенных плит-подушек устраивается горизонтальная гидроизоляция и по ней сверху цементно-песчаная стяжка толщиной 30 мм, в которую укладывают арматурную сетку, что ведет к более равномерному распределению нагрузки от вышележащих блоков и конструкций. Диаметр стержней сетки — 6 мм. Шаг — 30 см. По завершении устройства цементной стяжки котлован засыпается до верха смонтированных железобетонных фундаментных подушек.

Затем укладываются бетонные фундаментные блоки с перевязкой швов в три ряда, поверх которых устраивается горизонтальный гидроизоляционный слой из двух слоев рубероида на мастике. Назначение гидроизоляционного слоя — исключение миграции капиллярной грунтовой и атмосферной влаги вверх по стене. Ширина фундаментных блоков под наружные стены равна 600 мм, под внутренние — 400 мм.

При проектировании размеры фундаментных стеновых блоков приняты согласно ГОСТ 13579-78.

Глубина заложения фундамента составляет 1,8 м, что превышает глубину промерзания грунтов, составляющую в данном районе строительства — 1,15 м.

Фундаментные блоки:

1-шпонка заполняется бетоном

класса В20,

2-ниша строповочной петли

Фундаментные плиты:

 

 

 

Цоколь здания не выступает и не западает, образуя со стеной здания единую плоскость.

Цоколь облицовывается цементно-песчаным раствором на основе гидрофобного цемента и выполняется декоративная расшивка, что придает зданию художественную выразительность.

По всему периметру здания выполняется отмостка шириной 900 мм с уклоном i=0,030. Она предназначена для защиты фундамента от дождевых и талых вод, проникающих в грунт близ стен здания.

Стены

Стены здания предназначены для ограждения и защиты от воздействий окружающей среды и передают нагрузки от находящихся выше конструкций — перекрытий и покрытий к фундаменту.

При возведении стен здания применяется ручная кладка с горизонтальной и вертикальной перевязкой швов. Для кладки наружных и внутренних стен применяется сплошной силикатный кирпич.

Кладка стен осуществляется на цементно-песчаном растворе. Толщина наружных стен определяется на основании теплотехнического расчета. Изначально толщина наружной стены предполагается равной 640 мм. Такая толщина необходима для обеспечения устойчивости по отношению к ветровым и ударным нагрузкам, а также для увеличения тепло- и звукоизоляционной способности стен.

Снаружи и изнутри стены штукатурятся цементно-песчаным раствором. Толщина наружного (декоративного) слоя штукатурки составляет 15 мм, внутреннего — 20 мм. Снаружи по слою штукатурки осуществляется цветная побелка. Это необходимо для улучшения внешнего вида здания.

Оконные проемы в стенах запроектированы с четвертями по бокам и сверху, предназначенными для удобства установки оконных блоков. Над оконными и дверными проемами уложены железобетонные перемычки. Они передают нагрузку от вышележащих конструкций на стены или простенки. В оконных проемах имеется по три перемычки: одна — сечением 380х140 мм и две — 120х140 мм. В дверных проемах одна перемычка сечением 380х140 мм.

Внутренние стены и перегородки

Внутренние стены и перегородки – это внутренние вертикальные ограждающие конструкции в зданиях. Внутренние стены выполняют в здании ограждающие и несущие функции, перегородки — только ограждающие.

Запроектированы внутренние несущие стены и перегородки в виде кладки из кирпича с перевязкой швов толщиной 380 мм, перегородки имеют толщину 120 мм. На внутренние несущие стены опираются перекрытия и они разделяют помещения. Для кладки стен и перегородок используется силикатный кирпич. Перегородки устанавливаются на плиты перекрытия по слою толи.

На поверхность внутренних стен и перегородок здания наносится слой штукатурки толщиной 20 мм.

Конструкции данных стен и перегородок удовлетворяют нормативным требованиям прочности, устойчивости, огнестойкости, звукоизоляции.

Перекрытия

Перекрытия – горизонтальные несущие и ограждающие конструкции, делящие здания на этажи и воспринимающие нагрузки от собственного веса, веса вертикальных ограждающих конструкций, лестниц, а также от веса предметов интерьера, оборудования и людей, находящихся на них. Эти нагрузки передаются от перекрытий на несущие стены здания.

В данном здании запроектировано перекрытие, состоящее из многопустотных железобетонных плит. На наружные стены перекрытия укладываются от внутреннего края стены на 200 мм, а на внутренние несущие стены на 190 мм.

Для чердачных и подвальных перекрытий, отделяющих отапливаемые помещения от не отапливаемых, предъявляются теплозащитные требования. Поэтому чердачное перекрытие имеет слой утеплителя толщиной 7 см из керамзита.

Перекрытия обеспечивают звуко- и теплоизоляцию, они также отвечают высоким требованиям жесткости и прочности на изгиб.

Полы

Полы – это конструкции, постоянно подвергающиеся механическим воздействиям. Полы по междуэтажным перекрытиям должны обладать звукоизоляционными свойствами. В санитарном узле и в бойлерной покрытие пола выполняется из керамической плитки.

В зависимости от назначения помещений и расположения их по этажам, используются следующие конструкции полов:

 

Конструкция пола	Слои пола	Применение	Функции
	1 – паркетная доска (25 мм); 2 – прокладочный слой рубероида; 3 – лаги (40 мм); 4 – цементно-песчаная стяжка (30 мм); 5 – керамзит (40 мм); 6 – ж/б плита перекрытия (220 мм).	Гостиная	Теплоизоляционная
	1 – паркетная доска (25 мм); 2 – прокладочный слой рубероида; 3 – лаги (40 мм); 4 – Ленточная прокладка из звукоизоляционной ДВП (30 мм); 5 – ж/б плита перекрытия (220 мм).	Общая комната	Звукоизоляционная
	1 – керамическая плитка; 2 – цементно-песчаная стяжка (15 мм); 3 – слой рубероида; 4 – цементно-песчаная стяжка (15 мм); 5 – керамзит (40 мм); 6 – ж/б плита перекрытия (220 мм).	Санузел и бойлерная	Гидроизоляционная теплоизоляционная и гигиеническая
Конструкция пола	Слои пола	Применение	Функции
	1 – теплоизоляционный линолеум; 2 – цементно-песчаная стяжка (15 мм); 3 – слой рубероида; 4 – цементно-песчаная стяжка (15 мм); 5 – керамзит (40 мм); 6 – ж/б плита перекрытия (220 мм).	Кухня	Гидроизоляционная и теплоизоляционная
	1 – теплоизоляционный линолеум; 2 – цементно-песчаная стяжка (30 мм); 3 – керамзит (40 мм); 4 – ж/б плита перекрытия (220 мм)	Холл, коридор (1 этаж), веранда, тамбур.	Теплоизоляционная
	1 – линолеум на мастике; 2 – цементно-песчаная стяжка (30 мм); 3 – сплошной слой из звукоизоляционной ДВП; 4 – ж/б плита перекрытия (220 мм).	Спальня, кабинет, коридор (2 этаж).	Звукоизоляционная

 

В помещениях полы примыкают к стенам. Для того, чтобы не было зазоров между полом и стенами, по всему периметру помещения прибиваются деревянные плинтусы. В помещениях, где поверхностью пола служит керамическая плитка, используется плинтус из фасонной керамической плитки.

Крыша и кровля

Крыша — конструкция, обеспечивающая защиту здания от атмосферных осадков и являющаяся верхним ограждением здания. Крыша состоит из двух конструктивных частей: несущей, называемой покрытием, и ограждающей – кровли. Несущие элементы крыши должны обеспечивать надёжность её работы в течении всего срока эксплуатации при восприятии различных видов силовых воздействий, из которых важнейшими являются: постоянные нагрузки от собственной массы и массы кровли; временные нагрузки от снега, ветра; нагрузки, возникающие при эксплуатации крыши.

Крыша запроектирована двускатная, чердачная, стропильная.

Запроектированные наслонные стропила опираются на наружные несущие стены, на которых закреплен подстропильный брус (мауэрлат). Стропильные ноги запроектированы в виде деревянного бруса, имеющего в сечении размеры 220•50. Для уменьшения величины прогиба стропил под действием веса конструкции кровли в осях В-Г предусмотрены подкосы и вертикальные стойки, которые, в свою очередь, упираются в лежень. Лежень находится на выступающей части внутренней стены на координационной оси 2. В верхней части конструкции крыши стропила соединяются друг с другом посредством двухсторонней деревянной накладки. Между осями А-В для увеличения жесткости стропил применяются затяжки из досок, а стойки и подкосы отсутствуют. Между осями Г и Д (над верандой) стропила одной стороной упираются в мауэрлат, расположенной на наружной стене с координационной осью Д, а другая их сторона вмоноличивается в стену на оси Г. К концу стропильных ног крепятся кобылки размерами в сечении 100•40 мм.

Так как деревянные элементы крыши работают во влажной и огнеопасной (на чердаке проходит электропроводка) среде, они должны быть обработаны антисептиками и антипиренами.

Кровля запроектирована из асбестоцементных волнистых листов. Листы укладываются по обрешетке из досок поперечным сечением 50х100 мм с шагом 370 мм. Листы стыкуются внахлестку по длине на 100 мм, а по ширине — на полволны. Крепление гвоздями осуществляется только по гребням волн, во избежание разлома кровельного материала. Отверстия под крепления предварительно просверливаются.

Место стыка трубы и кровли обрамляется листами из оцинкованной стали. В верхней части кровли проходит коньковый брус сечением 50х150 мм и он закрывается двумя асбестоцементными коньковыми деталями КПО-1 и КПО-2, которые прибиваются к кровле гвоздями с антикоррозионными шляпками.

Водосток — неорганизованный, так как высота здания невелика и значительного смачивания стен происходить не будет.

Двери

Двери – это подвижное ограждение в проёме стены или перегородки. Двери служат для связи между изолированными помещениями и для входа в здание. Их расположение, количество и размер определяют с учётом числа людей, находящихся в помещениях, вида здания и др. Дверь ограждает проем, связывающий помещения.

Двери состоят из коробок, представляющих собой рамы, укреплённые в дверных проёмах стен, и полотен, навешиваемых на дверные коробки.

Двери подразделяют по следующим признакам: по местоположению в здании: наружные, внутренние, шкафные (у встроенных шкафов), служебные (в подвал, на чердак), парадные (при входе в здание); по числу полотен: однопольные, полуторапольные (с двумя полотнами различной ширины), двупольные; по характеру ограждения: глухие, полуостеклённые, остеклённые; по способу открывания: открывающиеся в одну сторону, в обе стороны, раздвижные, складывающиеся, вращающиеся.

Двери в здании запроектированы однопольные и двупольные (в гостиной и в общей комнате), остекленные (на кухне, двери в гостиной и в общей комнате) и глухие (неостекленные). Остекление некоторых дверей необходимо, в основном, с целью добиться более равномерного освещения помещений, но попутно улучшается и интерьер коттеджа. Все двери здания выполняются на заказ и украшены декоративной резьбой. Размеры дверей: высота — 2100 мм, ширина: Д3 — 700, Д4 — 860, Д5 — 900, Д1, Д2 — 1200 мм.

При изготовлении окон и дверей используется исключительно качественное листовое стекло толщиной 6 мм и высококачественная древесина во избежание появления трещин и щелей в процессе эксплуатации.

Окна

Окна – светопрозрачные элементы ограждения здания. Они используются для естественного освещения и проветривания. Оконный блок состоит их коробки, имеющей составное сечение, с навешанными в них на петли распашными переплетами. Коробка крепится гвоздями, забиваемыми в антисентированные коробки, расположенные по две штуки в боковых гранях окна. Зазоры, образованные между коробкой и стеной, заделываются паклей и покрываются штукатуркой. Створки оконных перелетов обрамлены обвязками.Окна в здании запроектированы с двойным остеклением. Толщина оконных блоков — 140 мм, что дает право судить о достаточной их тепло- и звукоизоляции. Предусмотрены окна одно-, двух- и трехстворчатые. Рамы в окнах деревянные. Размеры окон: 2100х1800 мм — трехстворчатые, 1800х1800 мм и 1500х1800 мм — духстворчатые и 900х1800 мм — одностворчатые в оконных проемах устанавливаются также деревянные подоконные плиты и сливы из оцинкованной стали. Также на веранде запроектировано окно шириной 4160 мм. Так как в оконных проемах предусмотрены четверти, оконные блоки при установке упираются в них, делаются откосы из цементно-песчаного раствора.