Архитектура гражданских, промышленных зданий и сооружений.

АРХИТЕКТУРА ГРАЖДАНСКИХ, ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.

ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ.

Билет №1 «Классификация общественных зданий. Особенности общественных зданий».

На чем основывается классификация общественных зданий и сооружений?

Общ-ые ЗиС предназначены д/размещения учреждений и предприятий по оказанию населению различных услуг (культурно-бытовых, медицинских, образовательных и т.д.), а также др. видов общественной деятельности людей. Система общественного обслуживания строится в зависимости от частоты пользования населением теми или иными учреждениями по ступенчатому принципу. В соответствии с этим принципом все объекты обслуживания подразделяют на 3 группы:

1)эпизодического использования,

2) периодического,

3)повседневного.

Учреждения и предприятия эпизодич-ого пользования (кинотеатры, театры, концертные залы) имеют общегородское значение и предназначены для обслуживания населения всего города или крупных планировочных районов.

Учреждения периодич-ого и повседнев-го пользования явл. объектами обслуживания местного знач-я и предназнач. д/обслуж-я населения жилых р-онов и мкр-онов. Эффективное функционирование объектов обслуживания предполагает их территориальную и планировочную взаимосвязь с соответствующими структурными эл-ми территории города: детские сады и школы связаны с жилой застройкой, спортивно-оздоровит-е комплексы – с рекреационными зонами отдыха.

Общ. Зд-я повседнев-го польз-я обслуживают население мкр-она и явл. объектами массового строит-ва: детские дошкольные учреждения, общеобразовательные школы, магазины, мед.учреждения. Их возводят по типовым проектам. Учреждения периодич-го и эпизодич-го польз-я объединяются в общегородские центры и центры городских р-онов, обслуживают большие группы населения (крупные универмаги, кинотеатры, музеи), строят как по типовым, так и по индивид. проектам. В соответствии с функционально-техническим процессом строит. нормы устанавливают для ЗиС след. группы:

1) зд-я д/образ-я, воспит-я и подготовки кадров (детсад, школа, вуз);

2) зд-я д/научно-исследовательских учреж-й, а также проектных, кредитных организаций и управления (зд-я НИИ, проектные мастерские, банки, суды);

3) ЗиС д/здравоохранения и отдыха (больницы, санатории);

4)ЗиС физкультурно-оздоровительные и спортивные;

5) зд-я культурно-повседневных и зрелищных учреждений (театры, музеи);

6) зд-я д/предприятий торговли, обществ. питания и бытового обслуж-я (торг. центры, универмаги, рестораны, столовые, бани, прачечные, ателье);

7) зд-я д/транспорта, предназнач-е д/непосредственного обслуж-я населения (вокзалы, аэропорты и др.);

8) зд-я д/коммунального хоз-ва (гостиницы, общежития, мотели и др.);

9) многофункциональные зд-я и комплексы, включающие помещения различного назначения.

Отдельные типы ЗиС принято делить по вместимости. Различная вместимость или пропускная способность выражается кол-вом людей, размещающихся в помещении, где протекают различные функциональные процессы. Вместимость некоторых зд-й определ-ся и др. показателями, напр., д/библиотек – кол-вом книг, для магазинов – кол-вом торговых мест и торговой площади. Нормы проектир-я зд-й массового строит-ва регламентируют их вместимость, исходя из необх-мой вместимости и норм площади на 1-го чел-ка. На 1-го чел-ка в различных условиях требуется: 1)д/стоящей публики (зрительные залы) 0,6 – 0,85 м² на чел-ка;2)д/свободно-движущейся толпы (фойе) 1 – 1,5 м²;3)д/движущейся скученно толпы (проходы, лестницы) 0,5 – 0,6 м²;4)д/письменных занятий (классы) 1,15 – 1,5 м²;5)д/конторских и проектных работ 3,25 – 5 м²;6)д/больничных палат 6,5 – 7,5 м².

Билет №2 «Вертикальные коммуникации (лестницы, пандусы, лифты, эскалаторы».

Конструктивные решения общественных зданий

4.4.2. Конструктивную систему рекомендуется проектировать полносборной по каркасной, бескаркасной (крупнопанельной или крупноблочной) или смешанной схеме. Выбор типа конструктивной системы должен производиться на основе технико-экономического анализа вариантов с учетом мерзлотно-грунтовых условий строительной площадки, наличия местной строительной базы и возможностей поставок по кооперации.

При этом предпочтение должно отдаваться конструктивным системам, требующим минимальных трудозатрат на монтаже элементов при наиболее высокой скорости строительства.

4.4.3. При проектировании зданий, строящихся на вечномерзлых грунтах, следует использовать следующие приемы компоновки:

- здание должно быть простой формы в плане с минимальной поверхностью наружных ограждений; - размеры здания по длине и ширине не должны превышать 24 м при отсутствии специальных мероприятий по снижению усилий от температурных деформаций (при строительстве на вечномерзлых грунтах по принципу I).

4.4.4. При проектировании каркасных зданий с использованием фундаментов в виде свай, вмороженных в грунт, с высоким свайным ростверком при I принципе строительства следует предусматривать специальные мероприятия по уменьшению усилий от температурных деформаций в конструкциях каркаса и свайных фундаментах. В качестве таких мероприятий следует применять специальные "скользящие" прокладки между колоннами каркаса и фундаментом, а также между плитами перекрытий над холодным подпольем и фундаментами из материалов с пониженными коэффициентами трения (0,05-0,15).

4.4.5. Деформационные швы в зданиях следует решать с помощью установки парных стен, парных рам, буферных пролетов. В проектах зданий должны быть указаны мероприятия по тепло- и влагоизоляции помещений, примыкающих к деформационным швам, с учетом возможных изменений размеров швов в процессе температурных деформаций конструкций и неравномерных осадок фундаментов.

К рамно-связевым

относятся конструктивные системы, в которых жесткость несущей системы в одном из направлений обеспечивается жесткими рамами, а в другом — диафрагмами жесткости. Практически любая из рамных схем может быть модифицирована в рамно-связевый вариант. В этом случае рамы (основного направления) конструктивно решаются аналогично рамным системам, а жесткость здания в направлении, перпендикулярном плоскости рам, обеспечивается вертикальными диафрагмами. Рамно-связевые системы имеют качества связевых рамных систем.

Пример формирования конструктивной схемы здания с рамно-связевым каркасом. В продольном направлении трехэтажные колонны связаны ригелями и образуют жесткие рамы, а в поперечном — связевыми плитами-вставками. Перекрытия собирают из предварительно напряженных многопустотных плит из легкого бетона толщиной 22 см. Для обеспечения жесткости здания в поперечном направлении в торцах блок-секции устанавливают вертикальные диафрагмы жесткости. Все соединения элементов выполняют с помощью сварки арматурных выпусков с последующим замоноличиванием стыков. К рамно-связевым каркасам относятся также те каркасы, в которых в направлении основных рам устраивают диафрагмы жесткости, участвующие в восприятии горизонтальных нагрузок и обеспечении общей устойчивости. В таких системах основное назначение рам — снижение изгибающих моментов в элементах системы от действия вертикальной нагрузки.

Индустриальные рамно-связевые системы могут дополняться металлическими конструкциями, образуя- системы с жесткими включениями, часто повышающими жесткость системы в целом. К данному виду конструкций относятся системы с поясами жесткости в сочетании с вертикальной диафрагмой, системы пространственного ростверка с ядром жесткости, системы с горизонтальными поясами жесткости и др.

Связевые системы являются основными для общественных зданий большой этажности. В них достигается большая жесткость, проще решаются узлы сопряжения ригелей с колоннами, и снижается расход стали. Жесткость таких зданий достигается применением пространственных связевых элементов в виде жестко соединенных между собой под углом стенок или пространственных элементов, проходящих по всей высоте здания и образующих так называемое ядро жесткости (рис. 61).

Рис. 61. Схемы зданий со связевыми элементами а - коробчатыми; б - Х-образными; в - круглыми

Пространственные элементы размещают обычно в центральной части высотных зданий и используют для размещения лифтовых и коммуникационных шахт, лестничных клеток. Эти пространственные связевые элементы закрепляют в фундаментах и соединяют с перекрытиями, образующими поэтажные горизонтальные связи (диски), которые воспринимают передаваемые на стены горизонтальные (ветровые) нагрузки. Иногда железобетонные ядра жесткости устраиваются монолитными, методом скользящей опалубки до монтажа каркаса, а затем ис­пользуются для размещения на них монтажных кранов.

Пространственная жесткость каркасных высотных зданий обеспечивается, кроме того, созданием специальных жестких горизонтальных дисков, образующих так называемые технические этажи. Они используются для размещения инженерного оборудования. Такие горизонтальные диски вместе с вертикальными обеспечивают большую жесткость зданий.

Существенное значение в сборном каркасном строительстве имеет схема членения каркаса на отдельные составные части. Существуют различные схемы членения, чаще других применяются следующие:

- колонны высотой в один или два этажа стыкуются между собой на высоте 0,6 м от уровня пола или на уровне пола, вне узла сопряжения их с ригелем;

- колонны каждого этажа перекрываются ригелями, опирающимися на их верхние торцы, а колонны следующего этажа опираются на эти ригели (платформенный стык).

Наиболее ответственными местами сборного каркаса являются его узлы, в которых стыкуются между собой отдельные элементы. Они должны обеспечивать надежную работу конструкций, быть долговечными, обладать простотой устройств и, кроме того, допускать возможность производства работ в зимнее время, приобретать прочность сразу после сборки, обеспечивать при монтаже точность взаимного расположения элементов. Стыки обычно осуществляются сваркой стальных закладных деталей.

Наиболее простым стыком двух сборных железобетонных колонн является стык с плоскими торцами колонн (рис. 62, а), которые снабжены сварными оголовниками, приваренными к арматуре. Верхний оголовник во избежание внецентренной передачи нагрузок имеет стальную центрирующую прокладку толщиной 3 мм. Выпуски арматуры соединяют сваркой и стык замоноличивают мелкозернистым бетоном или цементным раствором. Вместо стальной прокладки верхний оголовник может иметь центрирующий бетонный выступ (рис. 62, б).

Рис. 62. Стыки колонн а - со сварным оголовником; б - плоский с центрирующим выступом: 1-стальной оголовок; г -стальная центрирующая прокладка; 3 -выпуски арматуры; 4 -центрирующий бетонный выступ; а - платформенный: 1,2 - нижняя и верхняя колонны; 3 - ригель; 4 - утолщение на конце ригеля; 5 - плиты перекрытия; 5 -закладные детали; 7 - швы сварки

При опирании колонн друг на друга через ригели (платформенный стык) стык осуществляют сваркой стальных закладных деталей, имеющихся в торцах колонн и в опорных плоскостях концов ригелей (рис. 62, в). Этот тип стыка прост в устройстве и обладает достаточной жесткостью. По этому же принципу решается платформенный стык при безригельном варианте здания. На верхний конец колонны опирают панели перекрытий размером, на комнату, а на них устанавливают колонну вышележащего этажа.

Концы ригелей опираются на консоли колонн. В унифицированном рамно-связевом каркасе ригель опирается на скрытую (невидимую в законченном виде) консоль колонны. Невидимой в смонтированном виде она становится потому, что в концах ригеля с нижней стороны предусмотрены четверти для опирания панелей перекрытий (рис. 63). Сопряжение достигается сваркой закладных деталей ригеля и колонны, после чего все швы и зазоры между стыкуемыми элементами заполняются раствором, и место стыка оштукатуривается.

Рис. 63. Опирание ригелей на колонну 1 - закладные детали; 2 - стальная накладка; 3 - ригель; 4 - колонн

 

Фундаменты.

Фундаменты являются важным конструктивным элементом здания, воспринимающим нагрузку от надземных его частей и передающим её на основание. Фундаменты зданий должны быть прочными, устойчивыми на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фундамента, долговечными, экономичными и индустриальными.

Верхняя плоскость фундамента, над которой располагаются надземные части здания, называется поверхностью фундамента, или обрезом, а нижняя его плоскость, соприкасающаяся с основанием, - подошвой фундамента. Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы называют глубиной заложения фундамента. Назначение здания, наличие в нём подвалов, глубина промерзания, уровень грунтовых вод - всё это влияет на глубину заложения фундамента. Если основание состоит из влажного мелкозернистого грунта (песка мелкого, пылеватого, супеси, суглинка или глины), то подошву фундамента нужно располагать не выше уровня промерзания грунта. В непучинистых грунтах (крупнообломочных, песках гравелистых, крупных и средней крупности) глубина заложения фундаментов не зависит от глубины промерзания, однако она должна быть не менее 0,5 м от уровня спланированной земли.

Глубина заложения фундамента под внутренние стены и столбы отапливаемых зданий принимается независимо от глубины промерзания грунта, её назначают не менее 0,5 м. Необходимо, чтобы фундаменты внутренних и наружных стен опирались на однородный грунт во избежание неоднородных осадок.

Фундаменты классифицируют:

· по конструктивным схемам - ленточные, располагаемые непрерывно лентой под несущими стенами здания; столбчатые в виде отдельных опор под колоннами; сплошные в форме массивной плиты под зданием; свайные в виде железобетонных или других стержней, забитых в грунт.

· по материалу - из природного камня; бутобетона; бетона; железобетона;

· по характеру работой под нагрузкой - жёсткие, работающие на сжатие (бутовые, бетонные, бутобетонные); гибкие, работающие на сжатие и изгиб (железобетонные);

· по глубине заложения -мелкого (до 5 м) и глубокого (более 5 м) заложения.

Фундаментные плиты:

Защита подземной части здания от грунтовой сырости и грунтовых вод.

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.

В бесподвальных зданиях в цоколе стен устраивают горизонтальную гидроизоляцию. Её выполняют из цементного раствора (состава 1:2) толщиной 20 - 30 мм или в виде двухслойного рулонного ковра из рубероида, наклеенного на выровненное основание битумной мастикой. Горизонтальную гидроизоляцию укладывают сплошной полосой в наружных и внутренних стенах, чтобы не допускать капиллярного подъёма влаги и вышележащие участки конструкции.

Перекрытия и полы.

Перекрытия играют большую роль в обеспечении общей устойчивости здания и в зависимости от системы соединения их элементов со стенами или отдельными опорами влияют на несущую способность последних.

Перекрытия классифицируют по следующим признакам: по местоположению в здании: надподвальные, междуэтажные, чердачные; по конструкции: балочные, где основной элемент - балки, на которых укладываются настилы, накаты и другие элементы покрытия; плитные, состоящие из несущих плит или настилов, опирающиеся на вертикальные несущие опоры здания или на ригели и прогоны; безбалочные, состоящие из плиты, связанной с вертикальной опорой несущей капителью; по материалу: железобетонные сборные, монолитные, по деревянным и стальным балкам.

Перекрытия должны удовлетворять требованиям прочности, т.е. безопасного восприятии всех действующих на них постоянных временных нагрузок.

Важным требованием, определяющим эксплуатационные качества перекрытия, является жесткость. Жесткость не допускает прогибов, превышающих установленные нормами пределы. Если она недостаточна, то под влиянием нагрузок в перекрытии возникают значительные прогибы, что вызывает появление трещин.

Перекрытия должны обладать достаточной звукоизоляцией. В связи с этим применяют слоистые конструкции перекрытий с различными звукоизолирующими свойствами. Плиты опирают на звукоизоляционные прокладки, а также тщательно заделывают неплотности.

Теплозащитные требования предъявляют для чердачных и надподвальных перекрытий. Особое внимание необходимо уделять конструированию перекрытия в местах примыкания к несущим стенам, так как возможно образование «мостиков холода» в стенах, что может привести к дискоформатным условиям.

Перекрытия должны удовлетворять противопожарным требованиям.

В зависимости от назначения помещений к перекрытиям могут предъявляться также специальные требования: водонепроницаемость (для перекрытия в санузлах, в душевых, банях); несгораемость (в пожароопасных помещениях); воздухонепроницаемость (при размещении в нижних этажах лабораторий, котельных).

Независимо от места расположения перекрытия в здании оно должно быть индустриальным в устройстве, а его конструктивное решение экономически и технологически обосновано.

Железобетонные перекрытия являются наиболее надежными и долговечными. По способу устройства они бывают сборными, монолитными, сборно-монолитными.

Колонны

1.2.1. Колонны подразделяют на типы в зависимости:

от числа этажей в пределах высоты колонны:

1 - одноэтажные;2 - двухэтажные;3 - трехэтажные;

от расположения колонны в каркасе здания по высоте:

KB - верхние;КС - средние;КН - нижние;

КБ - на всю высоту здания (бесстыковые);

от числа консолей в пределах этажа;

О - одноконсольные;Д - двухконсольные.

Ригели

1.2.1. Ригели подразделяют на типы:

РДП - для опирания многопустотных плит на две его полки (двухполочный);

РДР - то же, для опирания ребристых плит;

РОП - для опирания многопустотных плит на одну его полку (однополочный);

РЛП - то же, применяемый только в лестничных клетках;

РОР - для опирания ребристых плит на одну его полку (однополочный);

РЛР - то же, применяемый только в лестничных клетках;

РКП - консольный для опирания многопустотных плит балконов;

РБП - бесполочный (изготовленный в форме двухполочного ригеля) при перекрытии из многопустотных плит;

РБР - то же, при перекрытии из ребристых плит;

Ригели

Ригель, в первую очередь, является несущим элементом строительных конструкций. Он соединяет стойки в рамах, в каркасах – опоры, а в крышах – стропила. Он также соединяет стойки, колонны и другие вертикальные элементы как жестко, так и шарнирно, и служит опорой для прогонов и плит, устанавливаемых в перекрытиях или покрытиях зданий.

Также ригели применяют и для увеличения боковой поверхности фундаментов и железобетонных стоек опор ЛЭП с целью достижения большей несущей способности при действии горизонтальных нагрузок. Ригели, предназначенные для закрепления опор ЛЭП, изготавливают из тяжелого бетона. Железобетонные ригели предназначены для применения в районах с наиболее холодной пятидневкой строительства согласно СНиП 2.01.01-82) до -55°С включительно.

Ригели бывают напряженными. Ригели железобетонные предварительно напряженные предназначены для строительства сборно-монолитных каркасов межвидового применения многоэтажных жилых, общественных и производственных зданий. Напряженные ригели изготавливаются из тяжелого бетона. Нормируемая прочность бетона ригелей: в теплый период года - 85%; в холодный период года - 90%.

 

АРХИТЕКТУРА ГРАЖДАНСКИХ, ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.

ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ.