3. Конструктивные элементы зданий

Здание состоит из отдельных конструктивных элементов, имеющих соответствующее назначение. Это следующие виды конструктивных элементов:

• Фундамент - нижняя, как правило, подземная часть здания, предназначенная для восприятия нагрузки от здания и передачи ее на основание (грунт).

Фундаменты бывают:

- Ленточный - располагаемый по всей длине стен, или в виде сплошной ленты под рядами колонн.

- Столбчатый - устанавливаемый под отдельно стоящие опоры (колонны), а в ряде случаев и под стены (стена передает нагрузку на столбчатый фундамент через фундаментную балку).

- Сплошной - представляющий собой монолитную плиту, расположенную под всей площадью здания или его частью, и применяемый при особо высоких нагрузках на стены или колонны, а также при недостаточно прочных грунтах основания.

- Свайный - в виде отдельных погруженных в грунт железобетонных стержней - с целью передачи через них нагрузок от здания на грунт основания.

Верхнюю плоскость фундамента, которая воспринимает нагрузку от здания, называют обрезом; плоскость, которой фундамент опирается на грунт основания, называют подошвой фундамента. Расстояние от поверхности земли до подошвы фундамента называют глубиной заложения фундамента

• Стены наружные - отделяют внутренний объем здания от внешней среды и стены внутренние - отделяют одно помещение от другого.

По характеру восприятия нагрузок стены могут быть:

- несущие - которые воспринимают нагрузку не только от собственного веса, но и от веса горизонтальных конструктивных элементов здания (перекрытия, покрытия) и временную нагрузку (от людей, оборудования, материалов, мебели), расположенных на них (эти стены опираются на фундамент);

- самонесущие - воспринимают нагрузку только от собственного веса, они также опираются на фундамент (например, противопожарные стены);

- не несущие (перегородки) - воспринимают нагрузку только от собственного веса в пределах одного этажа, передавая эту нагрузку на несущий конструктивный элемент здания (перекрытие).

Все разновидности стен воспринимают также и ветровую нагрузку.

Бывают еще и стены специального назначения, в частности противопожарные (для ограничения распространения пожара по этажу здания).

По видам материалов и изделий стены бывают:

- каменные - из мелкоштучных изделий (кирпича, мелких бетонных блоков).

Учитывая размеры кирпича 250х120х65 мм, при различных комбинациях его укладки толщина стен бывает (с учетом толщины швов – 1 см между кирпичами из цементного раствора):

25 см - в 1 кирпич;

38 см - в 1,5 кирпича;

51 см - в 2 кирпича;

64 см - в 2,5 кирпича;

• крупнопанельные – состоящие из одного материала – железобетона, а также многослойные, состоящие из железобетонных, металлических, асбестоцементных, гипсокартонных, из цементно-стружечных плит и других материалов обшивок, между которыми помещают слой органического, реже неорганического утеплителя. Обшивки крепятся к каркасу панелей, состоящему из металлических профилей либо деревянных брусков, реже асбестоцементных профилей. Панели монтируют как навесные путем приваривания стальных закладных деталей этих панелей к несущим конструкциям здания (колоннам, балкам);

- из крупных блоков (бетонных, железобетонных) – изготовленных из легких и особо легких (ячеистых) бетонов;

- монолитные железобетонные;

- деревянные (из бревен, брусьев, досок, щитов и т. п.);

• Перегородки – не несущие стены, предназначенные для деления внутреннего объема здания на отдельные помещения.

Перегородки бывают обычными и противопожарными – для ограничения распространения пожара в смежные помещения.

Перегородки устанавливают непосредственно на перекрытия. Перегородки изготавливают из также материалов и изделий, что и стены.

• Отдельные опоры - (колонны или столбы) применяют, как правило, в каркасах здания; они воспринимают нагрузки от перекрытий и покрытия здания и передают их на фундамент.

Опоры изготавливают: каменными (из кирпича, железобетона), стальными либо деревянными. Деревянные и стальные опоры могут быть оштукатурены.

По способу восприятия нагрузок колонны бывают среднего ряда, которые являются симметрично (центрально) нагруженными и крайнего ряда - нагруженные с одной стороны (не симметрично) - внецентренно нагруженными.

Колонны, применяемые в многоэтажных зданиях, состоят из отдельных элементов. Составляющие части железобетонных колонн соединяют между собой, с несущими конструкциями перекрытий, покрытий, как правило, при помощи сварки стержневой арматуры и металлических закладных деталей.

• Перекрытия – это горизонтальные конструктивные элементы, которые делят внутреннее пространство здания на этажи и предназначены для восприятия всех полезных нагрузок и передачи их на несущие стены или колонны.

По месторасположению в здании перекрытия подразделяют на междуэтажные, чердачные и надподвальные.

Перекрытия бывают обычными и специальными – противопожарными (для ограничения распространения пожара в вышерасположенные этажи здания).

Перекрытия изготовляют: деревянные (с пустотами внутри); железобетонные: сплошные (из монолитного железобетона) и сборные.

- Деревянные перекрытия обычно опираются на деревянные балки (брусья -прямоугольного сечения). К боковым граням – в нижней части балок прибивают черепные бруски (прямоугольные рейки), на которые укладывают межбалочное заполнение (накат - из деревянных досок, горбыля, щитов, гипсошлаковых блоков и т.п.). На накат укладывают гидроизоляционный слой (из толя или глиняной смазки) и затем слой теплоизоляционного материала. Основанием пола являются деревянные лаги, по которым настилают деревянный чистый пол или черный пол под паркет, линолеум (либо др. материалы). Потолок (внизу перекрытия) в ряде случаев штукатурят по драни. Деревянные перекрытия бывают с одной либо двумя воздушных прослойками. Иногда для выравнивания нижней поверхности перекрытия или из-за эстетических соображений устраивают подвесные потолки. При этом к перекрытию с помощью металлических подвесок закрепляют металлический каркас подвесного потолка, к которому крепят обшивку (из металла, органических либо комбинированных листовой материалов).

- Монолитные железобетонные перекрытия изготовляют непосредственно на стройке путем устройства опалубки (как правило, деревянной), укладки стальной арматуры и заливки бетоном. Они бывают двух видов: ребристые (имеющие продольные выступы – ребра) и кессонные, состоящие из поперечных и продольных ребер (монолитных балок) и плит, и безбалочные, опирающиеся непосредственно на капители (утолщения в верхней части колонн).

- Сборные железобетонные перекрытия – изготовляют из железобетонных плит, опирающихся на балки (ригели прогоны) либо на стены здания.

Балки (несущие стержневые горизонтальные конструкции перекрытий) могут быть стальными, железобетонными, деревянными. Причем стальные и деревянные балки могут быть оштукатуренными.

• Покрытие (крыша) конструктивный элемент здания, ограждающий его сверху от воздействия внешних факторов, воспринимающий нагрузку от собственного веса, снега, ветра, человека с инструментом.

Крыша состоит из несущих конструкций в виде стропил, ферм, арок и ограждающих конструкций в виде плит, обрешетки и т. п. Поверх крышу покрывают кровлей.

Кровля - это верхний гидроизоляционный слой из водонепроницаемого материала.

Крыши бывают плоские и пространственные. Крыши делятся в основном на две разновидности:

- чердачные;

- бесчердачные или совмещенные покрытия.

Крыши производственных зданий большой площади могут быть оборудованы фонарями.

Фонари - это остекленные надстройки над покрытиями зданий, предназначенные для верхнего освещения производственных площадей или крупных залов, удаленных от оконных проемов, и для обеспечения необходимого воздухообмена в помещениях.

Фонари бывают: световыми, аэрационными и светоаэрациоиными.

• Лестницы - служат для сообщения людей между этажами и, кроме того, являются путем эвакуации людей из здания при пожаре.

Лестница состоит из лестничных маршей и площадок.

Марш - наклонная плоская конструкция, состоящая из ступеней и поддерживающих их снизу косоуров или сбоку - тетив.

С целью обеспечения безопасности и удобства движения людей лестничные марши ограждаются поручнями (перилами) на высоте не более - 0,9 м.

У ступеней вертикальная грань называется подступенком, а горизонтальная - проступью.

Лестницы и лестничные клетки имеют следующую классификацию:

- По числу маршей лестницы в пределах высоты одного этажа делят на одно-двух-трех- и четырехмаршевые.

Лестницы помещают чаще всего в лестничные клетки (помещение, имеющее 4 стены, в котором размещена лестница).

Лестницы могут выполняться и открытыми - расположенными не в лестничной клетке, а в помещении, имеющем менее 4-х стен (например, центральная лестница в основном здании нашего института), либо вне здания.

- Согласно ФЗ №123 от 22.07.2008 лестницы, предназначенные для эвакуации людей при пожаре, подразделяют на следующие 3 типа:

1 – внутренние, размещаемые в лестничных клетках;

2 – внутренние открытые;

3 – наружные открытые.

- Согласно ФЗ №123 от 22.07.2008 в зависимости от характера возможного задымления при пожаре лестничные клетки бывают:

• обычными (задымляемыми);

• незадымляемыми.

- Обычные лестничные клетки подразделяют на следующие 2 типа:

Л1 - с остекленными или открытыми проемами в наружных стенах на каждом этаже;

Л2 – с естественным освещением через остекление или открытые проемы в покрытии.

- Для обеспечения безопасной эвакуации людей из здания в случае пожара в зданиях повышенной этажности согласно п. 5.15* СНиП 21-01-97* предусматривают так называемые незадымляемые лестничные клетки следующих 3-х типов:

Н1 - с входом в лестничную клетку с этажа через наружную воздушную зону по открытым переходам (при этом должна быть обеспечена незадымляемость перехода через воздушную зону);

Н2 – с подпором воздуха в лестничную клетку при пожаре;

Н3 – с входом в лестничную клетку с этажа через тамбур-шлюз с подпором воздуха (постоянным или при пожаре).

Тамбур - проходное пространство между дверями (помещение), служащее для защиты от проникновения холодного воздуха, дыма, запахов, взрывоопасных паров и газов при входе в здание, лестничную клетку и другие помещения.

- Кроме того, согласно п. 5.15* СНиП 21-01-97* для подъема пожарных при тушении пожара и проведении спасательных работ используют наружные пожарные лестницы двух типов:

П1 - вертикальные, они как правило, не достают до земли на высоту 2,5 м (высота ''лестницы палки'') и возвышаются над кровлей не менее, чем на 0,5 м. Ширина лестницы - 600-700 мм.

П2 – маршевые – с уклоном не более 6:1.

• Окна - служат для освещения и вентиляции помещений.

• Двери - для сообщения между помещениями и наружной средой.

Таким образом, конструктивные элементы здания и отдельные строительные конструкции по характеру восприятия нагрузок разделяют на: самонесущие, несущие, ограждающие и комбинированные.

• Самонесущие - конструктивные элементы здания (строительные конструкции), которые воспринимают нагрузки только от собственного веса.

• Несущие конструктивные элементы здания и строительные конструкции – те, которые воспринимают нагрузки не только от собственного веса, но от других, опирающихся на них конструкций, или временные нагрузки (либо и те и другие).

• Ограждающие конструкции предназначены для изоляции внутренних объемов здания от внешней среды и помещений между собой (они не выполняют несущей функции).

• Комбинированные конструктивные элементы (строительные конструкции), которые выполняют и несущую и ограждающую функции одновременно.