Вопрос 1. Краткий исторический обзор развития строительных конструкций.

Вопрос 1. Краткий исторический обзор развития строительных конструкций.

История развития строительных конструкций тесно связана с развитием производительных сил общества. Раньше других начали применяться конструкции из естественного камня. Первые сооружения из необработанного камня относятся к каменному веку. Позже, в связи с совершенствованием средств производства, для конструкций применялись тесаный камень, кирпич-сырец и обожженный кирпич.

В рабовладельческий и феодальный периоды развития общества каменные конструкции достигли значительного совершенства. До наших дней сохранилось много выдающихся памятников каменного зодчества в различных частях света, в частности замечательные сооружения на Кавказе, в Крыму, в Средней Азии. Первые каменные палаты и храмы Киевской Руси были сооружены в X в. Более поздними являются каменные здания, возведенные в Пскове, Новгороде, Суздале, Владимире и в ряде других городов. В 1333 г. в Московском Кремле был построен Аргангельский собор, а в 1367 г. были возведены кремлевские стены. Через 100 с лишним лет они были переделаны и стоят поныне.

Дерево, так же как и камень, использовалось для постройки зданий, укреплений, мостов и других сооружений. Первые деревянные мосты были построены за много сотен лет до нашей эры. Для строительства домов и крепостных стен использовались рубленые деревянные конструкции (срубы).

Выдающиеся образцы русского народного зодчества были созданы в XII—XVIII вв. в Москве, Киеве, Новгороде и многих других городах. В старину зодчие не имели никакого способа расчета сооружений, поэтому они возводили их на основе практического опыта по существующим образцам.

Ознакомление с сооружениями, сохранившимися до наших дней, позволяет установить те правила проектирования, которыми пользовались зодчие для новых построек. Но это могло быть полезным только при возведении сооружений, аналогичных уже построенным. Когда же строилось здание, для которого не существовало образцов, зодчий должен был идти на риск разрушения или же создавать их с неоправданным запасом прочности.

Каменные конструкции применяли в промышленном и гражданском строительстве преимущественно в качестве стеновых ограждений и несущих столбов.

В XIX в. появились армокаменные конструкции. В 1813 г. в Англии была построена железокирпичная фабрично-заводская труба. Армированная кладка применялась в 1825 г. при постройке тоннеля под Темзой. В 1853 г. в Вашингтоне соорудили большой железокирпичный резервуар для воды. Достаточно широкое применение нашли армокаменные конструкции в нашей стране в строительстве зданий с рамокирпичными каркасами (1933 г.), при возведении покрытий и перекрытий промышленных зданий и т.д.

Наряду с каменными и армокаменными применяются комплексные конструкции (каменные конструкции, усиленные железобетоном). Велика роль в развитии теории и практики каменных конструкций В.П. Некрасова, Л.И. Оиищика, С.А. Семенцова, СВ. Полякова и др. Деревянные конструкции получили в дальнейшем широкое развитие в связи с разработанными русским ученым Д.И. Журавским теорией расчета составных балок на шпонках, теорией расчета изгибаемых брусьев на скалывание и рядом других его исследований. Д.И. Журавский создал теорию расчета неразрезных многопролетных ферм, предложил способ расчета ферм Гау и научно обоснованные нормы допускаемых напряжений для деревянных конструкций. По его проектам построено несколько железнодорожных мостов с неразрезными деревянными фермами пролетом свыше 60 м.

Дальнейшее развитие деревянных конструкций связано с именем академика В.Г. Шухова (1853—1939). Им созданы изумительно экономичные конструкции сетчатых сводов, которые применялись не только у нас, но и за рубежом.

В 20—30-х гг. в нашей стране были широко распространены гвоздевые дощатые конструкции: гвоздевые балки, рамы с перекрестной стенкой, сегментные гвоздевые фермы и пр. Гвоздевые дощатые конструкции обладают большой деформативностью при длительном действии нагрузок. А.И. Отрешко, Г.В. Свенцицкий, B.C. Скворцов, B.C. Деревягин н др. предложили более надежные конструкции —.брусчатые балки на дубовых пластинчатых нагелях, фермы с поясами из таких балок, фермы из бревен и брусьев.

В 30—40-х гг. применялись уже металлодеревянные конструкции ферм и арок, в которых растягивающие усилия воспринимаются металлическими элементами; разнообразные клееные конструкции; кружально-сетчатые своды, собираемые из отдельных цельных клееных или клеефанерных косяков; тонкостенные и ребристые своды-оболочки, купола и пр.

Большую роль в развитии этих разнообразных, экономически выгодных и индустриальных конструкций имели работы отечественных ученых: Г.Г. Карлсена, Ю.М. Иванова, А.И. Отрешко, В.В. Большакова и др.

В настоящее время начинают применяться клееные армированные деревянные конструкции с предварительно напряженной арматурой. В последнее десятилетие получили распространение пластмассовые, пневматические и пленочно-каркасные конструкции. Для их изготовления используются стеклопластики, органическое стекло, синтетические клеи, пленки, воздухонепроницаемые ткани и пр. Применение этих конструкций дает возможность возводить оболочки, складки, купола, вантовые конструкции больших пролетов.

Металлические конструкции. Металл впервые был применен в ХП в. в качестве затяжек и скреп в каменных сводах, арках и т.п. Кричное железо разогревали и отковывали в виде полос, а затем сваривали кузнечным способом.

В XVII—XVIII вв. появились первые чугунные конструкции. Так, в 1696 г. было осуществлено перекрытие пролетом 18 м над трапезной Троице-Сергиева монастыря в Загорске, в 1725 г. выполнено чугунное перекрытие крыльца Невьянской башни на Урале, в 1776 г. в Англии построен чугунный мост пролетом 30 м, в 1784 г. чугунный мост возведен в Царском селе. Уникальной чугунной конструкцией 1840-х гг. является купол Исаакиевского собора, собранный из отдельных косяков в виде сплошной оболочки.

В это же время стали применяться чугунно-железные фермы, в которых верхний пояс и сжатые элементы делались из чугуна, а нижний пояс и растянутые раскосы — из железа.

Вопрос 2. Требования к строительным конструкциям. Классификация конструкций.

Все строения можно поделить на здания и сооружения. Здания, в свою очередь, подразделяются на гражданские (жилые и общественные) и производственные (промышленные и сельскохозяйственные). К сооружениям относят инженерные постройки (объекты), предназначенные для выполнения каких-либо технических задач. В курсе «Строительные конструкции» рассматривают главным образом несущие конструкции зданий и сооружений, которые воспринимают силовые и другие воздействия и передают их на нижележащие конструкции, затем на фундаменты И, наконец, на грунт. Несущие кон^ струкции должны отвечать требованиям, предъявляемым к самим зданиям и сооружениям в отношении долговечности, огнестойкости, индустриальности, унификации и др. Не останавливаясь на подробном описании всех предъявляемых к конструкциям требований, которые являются предметом изучения других дисциплин, ограничимся рассмотрением такого свойства, как надежность, т.е. способность конструкции сохранять свои эксплуатационные качества в течение всего срока службы сооружения, а также в период ее транспортирования с завода на строительную площадку и в момент монтажа. Главным показателем надежности несущей конструкции является безопасная (безаварийная) ее работа под действием внешних нагрузок и различных воздействий, возникающих при эксплуатации (температурных, коррозионных, сейсмических и др.). С понятиями надежности и безопасной работы конструкций тесно связаны такие более частные проявления этих свойств, как прочность, жесткость и устойчивость, которые относятся как к зданиям и сооружениям в целом, так и к отдельно взятым несущим конструкциям.
Понятие прочности можно определить как неразрушаемость конструкции в течение всего периода ее эксплуатации. Когда говорят о жесткости конструкции, прежде всего имеют в виду сопротивляемость деформациям, например прогибам или поворотам сечения. Такие деформации происходят в направлении действия нагрузок. Если они превосходят какие-то значения, установленные нормами, то говорят о недостаточной жесткости или чрезмерной гибкости. Классификация конструкций.

Здание имеет следующую классификацию конструкций:

· фундамент, который является основой здания;

· стены, правильное расположение которых отвечает не только за надежность здания, но и за уют в доме;

· перекрытия, позволяющие создавать пространство внутри здания;

· лестницы;

· крыша – логическое завершение строительства.

Фундамент здания – это первый, но далеко не самый легкий шаг, который делают строители. От правильности заложения фундамента зависит, насколько правильно пойдет все строительство. При этом не имеет значения, какой дом строится – деревянный или кирпичный. Если фундамент незаметен, но особо важен в строительстве, то стены – самая видная конструкция здания. Стены бывают несущими – внешняя часть здания. Они выдерживают основные нагрузки здания. Также эстетичный вид внешних стен имеет не меньшее значение, чем внутренних. Ведь каждая неровность после окончания конструкции будет заметной. Еще одна категория стен – ограждающие. Как правило, это внутренние стены, которые ограждают одно пространство от другого, создают теплоизоляцию, звукоизоляцию, а также комфорт и уют в помещение.

Перекрытие – промежуточная часть конструкции между стенами и крышей. Именно этот элемент является довольно трудным в строительстве, поскольку необходимо разумно рассчитать нагрузку, которую дает перекрытие на стены и фундамент. Такие расчеты делаются еще во время составления проекта.

Внимание обращается и на виды грунтов на земельном участке под застройку, и на материал перекрытия, от которого зависит масса конструкции. Основные требования к перекрытию – минимальный прогиб, огнестойкость, теплоизоляция, звукоизоляция, соответственная нагрузка на остальные конструкции. В кирпичных домах используется железобетонное перекрытие, в деревянных домах – брусочное перекрытие. Лестницы – наиболее ажурная конструкция в здании, поскольку они могут выполнять не только практические функции, но и быть эстетическим украшением дома. Основная функция лестниц – соединение помещений на разных этажах или соединение двух пространств, которые находятся на разных высотных уровнях. Лестницы бывают металлическими, бетонными. Также лестницы разделяют на маршевые, винтовые и на Больцах.

Крыша – защищает здание от воздействия внешней среды, является увенчанием дома, создает окончательный облик здания. В наше время существует множество видов крыш: плоские и односкатные, двускатные и шатровые, многощипцовые и мансардные, купольные и остроконечные, вальмовые крыши. Окна — светопрозрачные ограждения, предназначенные для освещения и проветривания помещений. Двери — подвижные ограждения, обеспечивающие проход между помещениями, а также вход в здание и выход из него. Ригели - горизонтальные конструк­тивные элементы, являющиеся опорами для панелей межпанельного перекрытия. Перегородки - вертикальные ограждения, разделяющие смежные помещения. Лестницы -конструктивные элементы, предназначенные для перемещения между этажами.

Классификация зданий

1. По назначению:

1. жилые — для постоянного или временного проживания;

2. общественные — для социального обслуживания;

3. промышленные — для размещения производства;

4. сельскохозяйственные — для размещения сельскохозяйственных производств.

2. По этажности:

1. малоэтажные (1-5 этажей);

2. среднеэтажные (5-12);

3. высотные (свыше 12 этажей).

3. По конструкции стен:

1. мелкоэлементные;

2. крупноэлементные.

4. По способу возведения:

1. полносборные (панельные или объемные блоки);

2. не индустриальные (кирпичные).

Требования к зданиям

1. функциональное — полное соответствие процессу для которого построено;

2. техническое — надежная защита от внешних воздействий, прочность, устойчивость, долговечность, индустриальность;

3. экономические — затраты на возведение и эксплуатацию здания должны быть оптимальными;

4. архитектурно-художественные — привлекательный внешний и внутренний облик.

Каркасный несущий остов

 

Каркасные здания до недавнего времени были атрибутом промышленного строительства, но сейчас такой несущий остов все чаще стал применяться в частном строительстве.

Каркасный несущий остов представляет собой связанные в единую систему колонны, ригели, перекрытия, лестницы, фундаменты. Колонны каркаса размещены как по периметру, так и внутри дома, на них укладывают ригеля(балки), которые поддерживают плиты перекрытия. Жесткость и устойчивость таким домам придают диафрагмы жесткости (железобетонные стены), перекрытия связанные с колонами, лестницы. Они воспринимают горизонтальные и вертикальные нагрузки действующие на дом. Стены выполняются самонесущими или навесными (крепятся к наружным колоннам каркаса) и выполняют ограждающую и теплоизолирующую функции. Таким образом достигается экономия материалов: несущие конструкции имеют толщину требуемую по конструктивному расчету, а ограждающие конструкции рассчитанную по теплотехническому расчету толщину. Шаг колон и ригелей в таких домах обычно составляет от 3 до 7м. Толщина колон от 200*200мм до 500*500мм, толщина перекрытия от 150мм.

Такой вид остова применим:

· в домах со свободной планировкой (вообще без перегородок). Планировки этажей могут отличаться, из-за того что всю нагрузку берет на себя каркас, а внутренние стены служат только для решения архитектурных объемов.

· для постройки домов в сейсмических районах (Крым, Карпаты).

· если архитектурой дома задано большое (5-6метров) расстояние между колоннами или сложная форма перекрытия (нет возможности уложить сборные плиты перекрытия или сложно вести кладку).

Каркасный остов частного дома может быть выполнен из бетонных конструкций изготовленных на заводе, в основном это конструкции для гражданского строительства, они имеет определенные размеры, шаг колонн, размеры сечений и их тяжело применять для частного строительства. К примеру стандартный шаг колонн в гражданском строительстве 6-9 метров, он вряд ли понадобится в частном доме, где шаг колон не будет превышать 4-5 метров. В основном такой остов выполняется из монолитного железобетона класса В15-В30. Шаг колонн, высоту перекрытий, этажей выбирают в зависимости от архитектуры дома и нет необходимости «подстраиваться» под типовые изделия. Дом в таком случае представляет из себя железобетонный монолитный каркас и самонесущие стены из легкого бетона или природного камня (ракушечник).

Для каркасного типа зданий могут применяться схемы

· ригельная (Перекрытия опираются на ригеля, которые уложены на колонны. Ригеля обычно высотой 200-400мм, за счет их высоты пропадает полезная высота этажа, поэтому такая схема малоэффективна в частном строительстве)

 

 

· безригельная (Применяется обычно в коттеджах с оригинальными компоновочными решениями планов, в таких домах нет ригелей, всю нагрузку воспринимают перекрытия и передают их на колонны. За счет этого толщина перекрытия возрастает до200-250мм).

 

 

 

Столбчатый фундамент

Рис. 91. Конструкция столбчатого фундамента и фундаментных балок из керамического кирпича

Конструкции столбчатого фундамента:

-фундаментные столбы;

-фундаментная балка, воспринимающая нагрузку от стен и передающая ее на столбы.

Фундаментные столбы – отдельно стоящие элементы фундамента, размещаемые с определенным шагом под несущими надземными конструкциями здания и объединенные по верху фундаментной балкой.

Столбы выполняют сборными или монолитными из бетона, ступенчатыми или постоянного по высоте квадратного (прямоугольного) сечения. Столбы устанавливаются под несущими и самонесущими стенами, наружными и внутренними, на отметке, соответствующей глубине заложения фундамента. Обрез столба располагают на уровне планировочной отметки земли или заглубляют на глубину до 150 мм.

Столбы устанавливают в местах пересечения стен и под простенками, а под протяженными участками стен без проемов – с определенным шагом. Шаг столбов зависит от нагрузки, передаваемой на фундамент. Наиболее нагруженными являются внутренние несущие стены, воспринимающие нагрузку от двух рядов перекрытий.

При расстановке столбов ось симметрии столбов совмещается с осью симметрии стены. Для многослойной стены, конструктивно состоящей из несущего и теплоизоляционного слоев (облегченная кладка из мелких камней с наружным утеплением из пенополистирольных плит), ось симметрии столба совмещается с осью симметрии несущего слоя стены. Соответствующая величина привязок столбов к координационным осям высчитывается и указывается на схеме.

По обрезу столбов устраиваются фундаментные балки, объединяющие столбы и воспринимающие нагрузку от стен. Ось симметрии балки совмещают с осью симметрии столбов и несущего слоя стен. Балки могут выполняться из сборных железобетонных элементов, монолитными железобетонными или кирпичными из керамического кирпича с армопоясом по низу. Кирпичная кладка выводится при этом выше уровня земли и выполняет функции цоколя стены. Минимальная высота сечения балки зависит от материала балки и шага столбов. В зависимости от ширины стены может приниматься различная ширина балки под отдельные стены здания, а высоту балок необходимо принимать постоянной при одинаковой глубине заложения столбов фундамента.

Фундамент под крыльца, веранды, террасы, санитарно-технические стенки с вентканалами отделяется от фундамента под стены здания деформационным осадочным швом. Площадку крыльца выполняют по бетонной подготовке по уплотненному слою грунта. Ступени крыльца могут выполняться сборными из железобетона по кирпичным стенкам из керамического кирпича. Глубина заложения кладки стенок крыльца относительно планировочной отметки земли принимается не менее 500 мм.

Таблица. 48

Размеры и размещение столбов фундамента

Размещение столбов - в местах пересечения стен и под простенки, далее с шагом:	Шаг столбов = LБАЛКИ, мм (модуль 1/5М, 1/10М)	Ширина столба b, мм	Высота столба H, мм
- под несущие стены	до 2000
-под самонесущие стены	2000…4000

Свайные фундаменты - состоят из отдельных свай, перекрытых сверху железобетонной плитой или балкой (ростверком). Свайный фундамент используется в случаях, когда на слабый грунт необходимо передать большие нагрузки.

По типу материала сваи могут быть: деревянными, бетонными, железобетонными, стальными и комбинированными. Деревянные сваи наиболее экономичны, но подвержены гниению. Сваи из железобетона стоят дороже, но они более долговечны и способны выдерживать большие нагрузки. По методу изготовления и погружения в грунт сваи подразделяются на: забивные (опускаемые в грунт в готовом виде) и набивные (изготовляемые непосредственно в грунте, в пробуренных каналах). Для свайных фундаментов малоэтажных зданий применяют следующие виды свай [52]:

- забивные (вдавливаемые) призматические железобетонные сваи сечением 300×300 мм (рис. 92);

- короткие забивные (вдавливаемые) пирамидальные (с наклонными боковыми гранями) железобетонные сваи с предварительно-напряженной арматурой без поперечного армирования;

- буронабивные железобетонные сваи диаметром 300-600 мм длиной до 3 м

с уплотненным трамбованием забоем;

- набивные железобетонные сваи диаметром 300-600 мм длиной до 3 м, устраиваемые в пробитых скважинах;

- буроинъекционные сваи диаметром 150-250 мм;

- трубчатые металлобетонные сваи диаметром 159-325 мм;

- сваи–колонны.

Забивные (вдавливаемые) сваи – сваи, погружаемые в грунт с помощью молотов, вибропогружателей, вдавливающих или виброударных устройств без выемки грунта или в предварительно выполненные скважины (лидерные скважины).

Буронабивные сваи – сваи, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью с предварительной установкой в скважину арматурного каркаса свай (рис. 93, 94). Уплотнение забоя производят путем втрамбовывания в грунт слоя щебня толщиной не менее 100 мм до образования уширенной части в основании сваи. Уширение нижнего конца сваи, показанной на рис. 94, выполнено камуфлетным взрывом заряда взрывчатого вещества, помещенного в забой пробуренной скважины до бетонирования.

Набивные виброштампованные сваи – сваи, устраиваемые в пробитых скважинах путем заполнения скважин бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде трубы с заостренным нижним концом и закрепленным на ней вибропогружателем. Арматурный каркас сваи устанавливается также с помощью виброштампа. Пробитая скважина устраивается без выемки грунта путем многократного сбрасывания с высоты чугунного конуса. При устройстве таких свай вокруг ствола свай создается уплотненная зона, в пределах которой повышается прочность грунта и снижается его деформативность.

Буроинъекционные сваи – сваи, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания (инъекции) в них мелкозернистой бетонной смеси или цементно- песчаного раствора.

Металлобетонные сваи – сваи с бетонным стволом в металлической оболочке в виде трубы, погружаемой в грунт вибропогружением, забивкой или вдавливанием. Такие сваи устраивают на местности, покрытой водой, или вблизи существующих зданий, когда в основании залегают неустойчивые грунты.

Сваи-колонны – забивные сборные железобетонные сваи квадратного сечения, нижняя часть которых погружена в грунт, а верхняя выполняет функции стоек каркаса надземной части здания. Выполняются со специальными консолями для опирания ригелей каркаса. Применяются для сельскохозяйственных одноэтажных зданий с типовым железобетонным каркасом.

Размеры и размещение свай

Размещение – в местах пересечения стен, далее с шагом:	Шаг свай в пределах 3ˑdСВАИ…6ˑdСВАИ с модулем 1/5М, 1/10М	Сечение сваи dСВАИ, мм	Сечение ростверка b×h, мм bРОСТВЕРКА ≥ dСВАИ +свесы по 100 мм bРОСТВЕРКА ≥ bСТЕНЫ-200 мм
- под несущие стены	900…1400	300×300	600×500
- под самонесущие стены	1400…1800	300×300	600×500

 

 

 

Сплошной фундамент устраивают под всей площадью здания в виде массивной монолитной железобетонной плиты, которая связывают между собой железобетонными балками, воспринимающими - нагрузку от стен.

Под фундаментными балками для предупреждения деформаций, связанных с пучением и осадкой основания, устраивают шлаковую или песчаную подсыпку, обеспечивает равномерную осадку всему зданию и может защищать подвальные этажи от подпора грунтовых вод. Такие фундаменты возводятся при больших нагрузках от здания и слабых или неоднородных грунтах.

Углы зданий со стенами из железобетонных и трехслойных панелей решаются обычно с помощью угловых блоков. Углы зданий из легкобетонных и ячеистых панелейсплошного сечения выполнялись до последнего времени с применением удлиненных панелей: при 6-метровом шаге колонн — длиной 6,25 в 6,4 м (только при толщине 400 мм). Это увеличивало количество типоразмеров панелей, и в новых решениях панельных стен от удлиненных панелей отказались.

Толщина горизонтальных швов в стенах принимается 15 мм, вертикальных — 20 мм. Заполнение швов панельных стен, особенно стен зданий с повышенной влажностью внутреннего воздуха, рекомендуется выполнять с применением упругих синтетических прокладок (пороизол, пенополиуретан, пенопласт и др.) и герметизирующих мастик. Замена этих материалов цементно-песчаным раствором не рекомендуется, хотя и допускается.

Практика показывает, что в швах, заполненных только цементным раствором, часто имеются дефекты, вызванные температурными деформациями панелей и усадочными явлениями. Трещины в швах иногда достигают 2—2,5 мм, сквозь них возможно продувание стен и попадание влаги в их толщу, что не только снижает теплотехнические качества стен, но и резко уменьшает их долговечность. Особенно недопустимо применение цементного раствора для заполнения швов в стенах зданий, в которых размещаются производства, требующие устойчивого" температурно-влажностного режима.

Крепление панелей к колоннам и стойкам гибкое с целью достижения независимых продольных деформаций панелей и каркаса. При заполнении швов между панелями упругими прокладками крепление типовых панелей выполняется, как правило, в четырех углах. В случае применения в швах цементно-песчаного раствора в четырех углах крепятся только перемычечные панели над оконными проемами; остальные панели крепятся только в двух верхних углах. Все элементы панельных стен типизированы применительно к решению стеновых панелей. Разработаны необходимые доборные элементы: панели для простенков и фронтонов, блоки для углов зданий и температурных швов. Имеются для каждой серии типовые стальные элементы крепления панелей (столики, крепежные детали и др.).

Типовые рабочие чертежи деталей сопряжения стеновых и оконных панелей между собой, с колоннами и другими элементами зданий содержатся в альбомах ТДА (типовых архитектурных деталей) и альбомах ТДМ (типовых монтажных деталей). Стальные элементы крепления и закладные детали должны быть оцинкованы с последующей оцинковкой всех сварных швов.

Уклоны кровельных покрытий

Как всем хорошо известно, малоэтажные дома и коттеджи имеют крыши, расположенные не ровно, как крыши многоэтажных домов, а со скатами, расположенными под некоторым углом. Это очень удобно, так как уклон позволяет атмосферным осадкам не скапливаться на крыше, а спускаться вниз. Принято устраивать скаты так, чтобы скаты одного здания имели одинаковый уклон. Уклон у крыш может быть разным, причем, на выбор какого-либо конкретного уклона влияет множество различных факторов. В первую очередь таким фактором является климат – особенности климата оказывают значительное влияние на выбор уклона скатов крыши. В такой местности, где осадков выпадает значительное количество, принято обустраивать крыши с уклоном в 45 градусов и больше, чтобы вода не застаивалась на крыше, а спускалась по скатам на землю. Если же в регионе, где строится дом, часто стоит ветреная погода, а ветра очень сильные, к примеру, дом стоит на не защищенной ни горами, ни другими зданиями местности, то лучше дом со скатной крышей не строить, потому что ветер будет производить сильное давление на скаты крыши. В такой местности предпочтительнее обустраивать пологие кровли. Очень важный момент для подавляющего большинства покупателей – то, что чем больше будет уклон скатов крыши, тем дороже обойдутся в итоге хозяину дома строительные материалы, ведь площадь скатов будет увеличиваться, соответственно, и количество необходимых материалов будет увеличиваться. Еще одним важнейшим фактором для выбора уклона является Ваш выбор конкретного кровельного материала. Бывают также и такие случаи, когда архитектура дома настолько особенная и сложная, что она сама требует только каких-то определенных кровельных материалов и совершенно не приемлет все остальные кровельные материалы. Более того, существует ряд правил для выбора кровельных материалов в зависимости от того, какой уклон Вам требуется. К примеру, для использования штучных кровельных материалов, таких как черепица, шифер, древесная кровля, необходимы скаты с уклоном не менее 22 градусов. В противном случае в тех местах, где стыкуются отдельные плитки, будет просачиваться вода. Для металлических крыш – из листов металлочерепицы или стальных листов – требуется угол уклона не меньше 9-15 градусов. Полимерные рулонные покрытия используются и на отвесных, и на плоских скатах. Для битумных или битумно-полимерных рулонных материалов подойдет или плоская крыша, или же пологая. Уклон битумной кровли ни в коем случае не должен превышать 30-40 градусов, иначе под жарким летним солнцем такая кровля может поползти с крыши. Измеряют уклоны с помощью специального прибора – уклонометра, устанавливаемого перпендикулярно коньку на обрешетке, и определяют градус уклона с помощью маятника прибора. Также вычислить уклон можно теоретически – при помощи формулы. Знать для этого необходимо только высоту конька крыши от чердачного перекрытия и длину заложения кровли.

Конструктивные элементы

Любая лестница состоит из наклонных маршей и горизонтальных лестничных площадок (этажных и промежуточных). Ступени одного марша могут опираться на наклонные плиты (плитный марш) или на наклонные балки — рёбра (ребристый марш). Рёбра располагаются под ступенями (косоур), либо ступени врезаются в боковую поверхность балок (тетива). Сравнительно новой можно назвать лестницу на больцах. Ступени с внешней стороны лестницы связываются с самонесущими поручнями, перилами, с ригелем на потолке, с основанием металлическими болтами, тяжами и опорами, а с внутренней крепятся к стене. Эти лестницы универсальны в применении, и легки в сборке и установке.

Ступени.

Ступени подразделяются на:

· фризовые верхние;

· фризовые нижние (примыкающие непосредственно к площадкам);

· рядовые.

 

Марш

Ширина лестничного марша для основных лестниц в зданиях обычно составляет 90-135 см в зависимости от классификации здания и назначения лестницы. Число ступенек в одном марше не должно превышать 18. После 18 ступенек должна быть предусмотрена площадка.

В строительстве лестничные железобетонные марши подразделяются на:

· плоские без фризовых ступеней.

· ребристые с фризовыми ступенями.

· ребристые с полуплощадками. Бывают с двумя полуплощадками или без нижней.

Перила

Главной задачей перил является обеспечение безопасности передвижения по лестнице. Стандартное ограждение состоит из поручня и вертикальных опорных балясин. Существует два способа крепления ограждения к лестнице: непосредственно на ступень либо к торцу ступени с помощью специальных креплений. Высота перил зависит от назначения лестницы и составляет от 86 до 110 см.

Поручень

Элемент, устанавливаемый на перилах, на стене. Настенный поручень применяется в случаях, когда лестничный марш с двух сторон ограничен стенами и устанавливать стойки не имеет смысла.

Балясина

Нижняя и верхняя опорные стойки перильного ограждения, имеющие в поперечнике круглую форму.

Вопрос 1. Краткий исторический обзор развития строительных конструкций.

История развития строительных конструкций тесно связана с развитием производительных сил общества. Раньше других начали применяться конструкции из естественного камня. Первые сооружения из необработанного камня относятся к каменному веку. Позже, в связи с совершенствованием средств производства, для конструкций применялись тесаный камень, кирпич-сырец и обожженный кирпич.

В рабовладельческий и феодальный периоды развития общества каменные конструкции достигли значительного совершенства. До наших дней сохранилось много выдающихся памятников каменного зодчества в различных частях света, в частности замечательные сооружения на Кавказе, в Крыму, в Средней Азии. Первые каменные палаты и храмы Киевской Руси были сооружены в X в. Более поздними являются каменные здания, возведенные в Пскове, Новгороде, Суздале, Владимире и в ряде других городов. В 1333 г. в Московском Кремле был построен Аргангельский собор, а в 1367 г. были возведены кремлевские стены. Через 100 с лишним лет они были переделаны и стоят поныне.

Дерево, так же как и камень, использовалось для постройки зданий, укреплений, мостов и других сооружений. Первые деревянные мосты были построены за много сотен лет до нашей эры. Для строительства домов и крепостных стен использовались рубленые деревянные конструкции (срубы).

Выдающиеся образцы русского народного зодчества были созданы в XII—XVIII вв. в Москве, Киеве, Новгороде и многих других городах. В старину зодчие не имели никакого способа расчета сооружений, поэтому они возводили их на основе практического опыта по существующим образцам.

Ознакомление с сооружениями, сохранившимися до наших дней, позволяет установить те правила проектирования, которыми пользовались зодчие для новых построек. Но это могло быть полезным только при возведении сооружений, аналогичных уже построенным. Когда же строилось здание, для которого не существовало образцов, зодчий должен был идти на риск разрушения или же создавать их с неоправданным запасом прочности.

Каменные конструкции применяли в промышленном и гражданском строительстве преимущественно в качестве стеновых ограждений и несущих столбов.

В XIX в. появились армокаменные конструкции. В 1813 г. в Англии была построена железокирпичная фабрично-заводская труба. Армированная кладка применялась в 1825 г. при постройке тоннеля под Темзой. В 1853 г. в Вашингтоне соорудили большой железокирпичный резервуар для воды. Достаточно широкое применение нашли армокаменные конструкции в нашей стране в строительстве зданий с рамокирпичными каркасами (1933 г.), при возведении покрытий и перекрытий промышленных зданий и т.д.

Наряду с каменными и армокаменными применяются комплексные конструкции (каменные конструкции, усиленные железобетоном). Велика роль в развитии теории и практики каменных конструкций В.П. Некрасова, Л.И. Оиищика, С.А. Семенцова, СВ. Полякова и др. Деревянные конструкции получили в дальнейшем широкое развитие в связи с разработанными русским ученым Д.И. Журавским теорией расчета составных балок на шпонках, теорией расчета изгибаемых брусьев на скалывание и рядом других его исследований. Д.И. Журавский создал теорию расчета неразрезных многопролетных ферм, предложил способ расчета ферм Гау и научно обоснованные нормы допускаемых напряжений для деревянных конструкций. По его проектам построено несколько железнодорожных мостов с неразрезными деревянными фермами пролетом свыше 60 м.

Дальнейшее развитие деревянных конструкций связано с именем академика В.Г. Шухова (1853—1939). Им созданы изумительно экономичные конструкции сетчатых сводов, которые применялись не только у нас, но и за рубежом.

В 20—30-х гг. в нашей стране были широко распространены гвоздевые дощатые конструкции: гвоздевые балки, рамы с перекрестной стенкой, сегментные гвоздевые фермы и пр. Гвоздевые дощатые конструкции обладают большой деформативностью при длительном действии нагрузок. А.И. Отрешко, Г.В. Свенцицкий, B.C. Скворцов, B.C. Деревягин н др. предложили более надежные конструкции —.брусчатые балки на дубовых пластинчатых нагелях, фермы с поясами из таких балок, фермы из бревен и брусьев.

В 30—40-х гг. применялись уже металлодеревянные конструкции ферм и арок, в которых растягивающие усилия воспринимаются металлическими элементами; разнообразные клееные конструкции; кружально-сетчатые своды, собираемые из отдельных цельных клееных или клеефанерных косяков; тонкостенные и ребристые своды-оболочки, купола и пр.