Конструктивные типы зданий

Конструктивные элементы здания: фундаменты, стены, перекрытия соединяясь между собой образуют несущий остов.

По особенностям расположения несущих элементов различают конструктивные типы зданий:

- бескаркасный - (с несущими стенами) в виде системы ячеек, образованных стенами и перекрытиями;

- каркасный - в виде многоярусной пространственной системы, состоящей из колонн и междуэтажных перекрытий;

- с неполным каркасом - нагрузку от междуэтажных перекрытий воспринимают наружные стены вместе с колоннами;

Рис 4 Конструктивные типы гражданских зданий: а – бескаркасный; б – каркасный; в – неполный каркасный; 1 – несущие стены; 2 – междуэтажные перекрытия; 3 – колонны; 4 – ригели; 5 - самонесущие стены

Рис. 5. Конструктивные схемы каркасных зданий: а – с поперечным расположением ригелей; б – с продольным расположением ригелей; в - безригельное исполнение; 1 – самонесущие стены; 2 – колонны; 3 – ригели; 4 – плиты междуэтажных перекрытий; 5 – надколонная плита перекрытия; 6 – межколонные плиты; 7 – панель-вставка

Рис 6. Конструктивные схемы бескаркасных зданий: а – с продольным расположением несущих стен; б – с поперечным расположением несущих стен; в – перекрестная; 1 – наружные и внутренние несущие стены; 2 – плиты междуэтажных перекрытий; 3 – наружные самонесущие стены; 4 – торцовая несущая стена; 5 – продольные и поперечные несущие стены; 6 – плиты перекрытия

Основания. Нижняя часть любого сооружения - фундамент – предназначен для передачи нагрузки всей его массы на грунт, служащий основанием.

Фундаменты вместе с грунтом влияют на прочность и устойчивость здания.

Грунт, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от здания называют естественным основанием. Если требует работы по усилению - искусственное основание.

Естественные основания должны обладать свойствами:

- грунт должен иметь небольшую и равномерную сжимаемость;

- должен иметь достаточную несущую способность;

- не должен иметь пучинистых свойств;

- противостоять воздействию грунтовых вод;

Деформации оснований:

- осадка– деформация грунта под нагрузкой, вызывающая его равномерное уплотнение;

- просадка – деформация грунта под нагрузкой, вызывающая коренное изменение структуры грунта;

- пучение– непостоянство объема грунта за счет сезонного замерзания и оттаивания;

- оползень– скольжение одного пласта грунта по другому;

Различают следующие виды грунтов:

- песчаные - сыпучая смесь зерен кварца и других минералов крупностью 0.25 – 2 мм;

- супеси – пески с примесью 5 – 10 % глины;

- гравелистые – горные породы, состоящие из зерен 2 - 40мм, иногда с примесью глины;

- глины – горные породы из мелких частиц (менее 0.005 мм ) с примесью мелких песчаных частиц,

- суглинки – пески, содержащие 10 – 30 % глины;

- лессовивидные – содержат более 50 % пылевидных частиц, незначительно глину и известняк;

- растительные – различные почвы с примесью до 20 % перегноя;

- скальные – состоят из твердых горных пород;

Фундаменты. Фундамент – часть здания, расположенная ниже отметки планировочной поверхности земли, служащая для передачи нагрузки от здания на грунт основания. При наличии подвалов фундаменты выполняют роль ограждающих конструкций подвальных помещений.

На глубину заложения фундамента влияют факторы:

- назначение здания;

- наличие в нем подвала;

- глубина промерзания;

- уровень грунтовых вод;

Фундаменты классифицируют по:

конструктивным схемам:

- ленточные – располагаемые в виде ленты под несущими стенами здания или ж/б перекрестных балок;

- столбчатые – в виде отдельных опор под стенами или колоннами каркасных зданий;

- сплошные – в форме массивной плиты под зданием;

- свайные – в виде железобетонных стержней, забитых в грунт;

Рис. 7. Глубина заложения фундамента: 1 – подошва фундамента; 2 – верхний обрез фундамента; 3 – уровень спланированной поверхности грунта

по материалу:

- из природного камня;

- бутобетона;

- бетонные;

- железобетонные;

по глубине заложения:

- мелкого заложения (до 5 метров);

- глубокого заложения (свыше 5 м.);

По характеру работы под действием нагрузки:

· Жесткие (работающие на сжатие);

· Гибкие (работающие преимущественно на изгиб).

Разнообразные конструкции фундаментов должны удовлетворять требованиям:

- прочности;

- водостойкости;

- долговечности;

- индустриальной возводимости;

- экономичности в строительстве и эксплуатации;

Рис. 8. Конструктивные элементы фундаментов: а – ленточные; б – столбчатые; в – сплошные; г – свайные

В настоящее время ленточные фундаменты выполняют, как правило, из сборных бетонных и ж/б элементов – фундаментных блоков (плит) и стеновых блоков подвалов.

Фундаментные блоки (ГОСТ 13580 – 85) маркируют буквами Ф с добавлением размеров в дм. Например, Ф-6-24 – фундаментный блок шириной 600 мм и длиной 2400 мм.

Стеновые блоки подвалов могут быть сплошные (СБ) и пустотные (ПБ). Элементы сборных фундаментов изготовляют из бетона класса В7,5 – В15. Масса блоков не должна превышать 3 т.

Ленточные фундаменты выполняют под несущими стенами бескаркасных зданий из плит прямоугольного или трапециевидного сечения.

Рис. Конструктивные схемы фундаментов: а – ленточный под стены; б – перекрестный блок, под колонны; в – столбчатый под стены; г – отдельный под колонну; д – сплошной безбалочный; е – то же, ребристый: 1 – стена; 2 – ленточный фундамент; 3 — столбчатый фундамент; 4 — железобетонная фундаментная балка; 5 — железобетонная колонна; 6—железобетонная фундаментная плита; 7—отдельный железобетонный фундамент (башмак) под колонну

В малоэтажных зданияхтакие фундаменты выполняют:

- Из бутового камня (требует значительных затрат ручного труда, экономически целесообразно в районах добычи);

- Бутобетонные (из бутового камня, втопленного в бетонную смесь) – менее трудоемки, но большой расход цемента;

- Бетонные – выполняют в опалубке из монолитного бетона. Требует повышенного расхода цемента.

Большинство бескаркасных зданий возводят на блочных фундаментах. Их монтируют из плит прямоугольного или трапециевидного сечения, укладываемых на выровненное основание или песчаную подушку. Поверх фундаментных плит по слою раствора устанавливают стеновые блоки.

Каркасные здания возводят на столбчатых фундаментах

В состав таких фундаментов входит:

- плитная часть из одной или нескольких ступеней;

- подколонник с углублением, для установки колонны;

По конструктивному решению столбчатые фундаменты могут быть:

- Монолитными – возводимыми на месте строительства в опалубке;

- Сборными – изготовленными на предприятиях и собираемыми на стройплощадке;

Сплошные фундаменты в виде монолитной железобетонной плиты, устраивают под всей площадью здания. Возводятся при значительных нагрузках, или при слабых и неоднородных грунтах. Они обеспечивают равномерную осадку здания и защищают подвальные помещения от грунтовых вод.

Свайные фундаменты – стержни из бетона, железобетона и других материалов в толще бетонного основания.

Классифицируют

По роду материала:

- Железобетонные;

- Бетонные;

- Деревянные (бревен хвойных пород);

- Стальные;

По глубине заложения:

- Короткие сваи (3 – 6 м);

- Длинные (свыше 6 м);

Применяются при строительстве в сложных геологических условиях и при возведении бесподвальных зданий; по стоимости, затратам труда и расходу материалов эффективнее ленточных фундаментов.