Класифікація будинків і споруд та

Їхніх елементів

Будинки – різноманітні наземні будівлі, призначені для житла, виробничих, культурно-побутових й інших цілей.

За призначенням будинки поділяють на такі групи: житлові й суспільні (житлові будинки, театри, клуби, навчальні заклади і т. ін.); промислові (будівлі теплоелектростанцій, цехів, заводських, насосних станцій і т. ін.); сільськогосподарські (тваринницькі будівлі, сховища й ін.).

За кількістю поверхів будинки бувають одно- і багатоповерховими, у тому числі висотними.

Спорудження– будівлі спеціального призначення (мости, греблі, шахти й ін.). Усі спорудження залежно від об’ємно-планувального рішення розділяють на лінійні (трубопроводи, лінії електропередач, дороги), майданчикові (спортзали, стадіони, аеродроми), підземні й гли­бинні спорудження (метрополітени, сховища, свердловини, колодязі й ін.).

Будинки і спорудження розділяють на кам’яні (із цегли, каменів), бетонні й залізобетонні, дерев’яні та змішані.

Всякий будинок і спорудження мають бути спроектовані й побудовані раціонально, з урахуванням досягнень будівельної науки і техніки, бути довговічними і економічними, задовольняти естетичним вимогам.

За довговічністю (терміном служби) розрізняють будівельні конструкції трьох ступенів: перший – термін служби більше 100 років, другий – більше 50 років, третій – більше 20 років.

Вогнестійкість будинків визначається групою займистості й межею вогнестійкості основних його конструкцій. За цими якостями конструкції діляться на незаймисті, важкозаймисті й займисті.

Будинки складаються з конструктивних елементів: фундаментів, колон, стін, перегородок, перекриттів, покриттів, стріхи, східців і ліфтів, вікон, дверей і воріт. Усі елементи будинків діляться на дві групи: несучі, сприймаючі навантаження від ваги інших елементів будинку, устаткування, людей і зовнішніх навантажень (вітер, сніг та ін.), і захисні, що служать для огородження (ізоляції) помешкань одне від другого і захисту від атмосферних впливів.

Несучі елементи: фундаменти, колони або стовпи, стіни і перекриття будинків; захисні – зовнішні й внутрішні стіни; перегородки й перекриття, підлоги, покриття, віконні й дверні заповнення і ліхтарі.

Міцність і стійкість будинків і споруд залежать від правильності вибору основ і конструктивного проектування фундаментів. Для цього необхідно знати несучу спроможність ґрунту, прийнятого як основу, глибину його промерзання і режим ґрунтових вод. Основи можуть бути як природні, так і штучно поліпшені (пісок, супісі, суглинки, глини, скельні породи).

Природні основи повинні мати необхідну міцність, невелику і рівномірну стискуваність, не вимиватися грунтовими водами, не піддаватися здійманню при промерзанні. Прошарок несучого ґрунту має бути достатньо потужний і нерухомий.

Штучні основи влаштовують у тому випадку, коли ґрунт має недостатньо несучу спроможність. Такі основи створюють шляхом ущільнення, закріплення ґрунту різноманітними сполучними матеріалами, заміни слабкого ґрунту ґрунтом із більшою несучою спроможністю або шляхом передачі навантаження на заглублені прошарки ґрунту за допомогою спеціальних інженерних устроїв (свай, спускних колодязів й ін.). Поверхневе ущільнення ґрунту здійснюється котками, пневматичними трамбівками або трамбувальними плитами. Глибинне ущільнення слабких ґрунтів здійснюють за допомогою ґрунтових або піщаних свай.

Несуча спроможність основи визначається навантаженням, при якому осадка під спорудженням відповідає нормам. Осадка основи залежить не тільки від навантаження і ступеня її стислості, але й від форми і розмірів підошви фундаменту.

Фундаменти – підземні конструкції, призначені для передачі навантажень від будинків на основу – ґрунт. На них спираються стіни і колони будинків (див. поз. 5 рис. 7.1).

Фундаменти мають задовольняти вимогам міцності, стійкості, морозостійкості, опору впливу грунтових і агресивних вод, за довговічністю відповідати терміну служби будинку або споруди, бути індустріальними й економічними.

Рис. 7.1. Будівельний майданчик:

1 – бетонні кільця підземних споруд; 2 – ізоляційний прошарок;
3 – бульдозер; 4 – гусеничний трактор; 5 – плити фундаментів;
6 – блоки стіни; 7 – плити перекриття підвалу; 8 – монтажна кондукторна установка; 9 – колона; 10 – ригель; 11 – плити міжетажного перекриття; 12 – стінова панель; 13 – віконний блок; 14 – перегородка; 15 – баштовий кран; 16 – рейкові підкранові колії; 17 – панель стінки; 18 – перегородка; 19 – перекриття; 20 – санітарно-технічна кабіна; 21 – штанга-фіксатор; 22 – вантажівка-панелевоз; 23 – складська зона; 24 – шахтний підіймач для доставки матеріалів; 25, 26 – пересувні будиночки управління будівництвом.

Розрізняють фундаменти бетонні, залізобетонні, бутові. За способом виконання робіт їх розділяють на монолітні й збірні. У залежності від конструктивної схеми і засобу передачі навантажень на основу фундаменти розділяють на стрічкові, на які спираються несучі стіни будинку, як правило, суцільні; стовпчасті – у виді окремих стовпів під колони каркасних будинків і під несучі стіни при невеличких навантаженнях; суцільні – у виді плити під усім будинком, коли на фундамент діє значне навантаження, а ґрунти основи дуже слабкі; у виді окремих паль, пов’язаних між собою за допомогою ростверку – балки або плити, що забезпечує рівномірну передачу навантаження від спорудження на групу паль.

Палі і пальові фундаменти в сучасному будівництві набули широкого розповсюдження, тому що їхнє застосування дозволяє значно зменшити об’єм земляних робіт і витрату матеріалів.

Стіни – вертикальні огороджуючі конструкції будинків, розташовані над фундаментом. Вони розділяються на зовнішні й внутрішні. Розрізняють стіни з цегли, керамічних, бетонних і природних каменів, блокові, панельні, а також монолітні залізобетонні. Крім того, стіни можуть бути дерев’яними, з азбестоцементних або сталевих листів. Залежно від конструктивної схеми будинку стіни можуть бути несучими, що сприймають навантаження від перекриттів, покрівлі й ін.; самонесучими, сприймаючими навантаження від власної ваги стін будинку; несучими (навісними), сприймаючими навантаження тільки від власної ваги (у межах одного поверху). Зовнішні стіни мають задовольняти вимогам міцності, теплозахисту, звукоізоляції, морозостійкості, атмосферостійкості й архітектурної виразності та індустріальності, а внутрішні – вимогам міцності й звукоізоляції. Конструкції і матеріали стін мають відповідати визначеному ступеню вогнестійкості як самих стін, так і будинку або спорудження в цілому.

Стіни з цегли і каменів є однією з найпоширеніших конструкцій стін будинків різноманітного призначення (1/2; 1; 1 1/2; 2; 2 1/2 і 3 цеглини). Кладка стін буває суцільною і полегшеною.

Суцільну кладку виконують із цегли усіх видів, керамічних, бетонних і природних каменів. Шви кладки заповнюють розчином. Для забезпечення монолітності стін кладку ведуть із перев’язкою вертикальних швів. Суцільна кладка з цегли доцільна в нижніх поверхах багатоповерхових будинків, керамічні камені з шпаровидними пустотами – у верхніх.

Полегшеною кладкою виконують стіни будинків висотою до
5 поверхів, самонесучі – висотою до 9 поверхів, несучі – будь-якої висоти. У полегшеній кладці частину конструкцій з основного матеріалу заміняють теплоізоляційні плити, легкі бетони, повітряні прошарки або мінеральні засипання.

Камені природні й з важкого бетону застосовують головним чином в цоколях, стінах підвалів, вологих і мокрих приміщеннях, а також неотоплюваних будинках. У помешканнях із нормальною вологістю повітря стіни викладають із легкобетонних каменів.

Для підвищення довговічності й архітектурної виразності будинків широко застосовують зовнішнє облицьовування стін.

У будівництві будинків різноманітного призначення використовують конструкції стін із великих блоків заводського виготовлення. Товщина стін із великих блоків – 200, 300, 400, 500 і 600 мм. Великі стінові блоки бувають із природних каменів (черепашник, туф), цементних і силікатних важких і легких бетонів, цегли і керамічних каменів суцільної і полегшеної кладки. Стіни із великих блоків виконують із перев’язкою вертикальних швів між блоками поясними армованими блоками, які скріплюють між собою сталевими низками. Вертикальні стики між блоками старанно заповнюють бетоном або розчином для забезпечення монолітності стін і їхньої непродуваності.

Трудомісткість зведення стін із великих блоків у 2...2,5 разів нижче, ніж стін із цегли.

У даний час більшість житлових будинків збирають із крупних панелей заводського виготовлення. Широко застосовують стінові панелі також у цивільному і промисловому будівництві. У типових проектах використовують стінові панелі трьох типів: суцільні (одношарові) із бетону на легких заповнювачах – легкобетонні; трьохшарові – із двох тонких залізобетонних оболонок з утеплювачем між ними; одношарові залізобетонні для неотоплюваних будинків. У промисловому будівництві застосовують легкі трьохшарові панелі з двома облицьовувальними прошарками з алюмінієвого листа й ефективного пінопластового утеплювача щільністю 30...60 кг/м³, у сільськогосподарському будівництві – трьохшарові стінові панелі з двох азбестових листів з ефективним утеплювачем між ними.

Легкобетонні панелі для житлових будинків мають розміри на одну або дві кімнати. З них будують безкаркасні й каркасні будинки. Панелі встановлюють на прошарок розчину або опорні столики, приварені до колон каркасу, і скріплюють між собою шляхом приварки накладок до сталевих закладань – деталях у панелях. Шви між панелями заповнюють герметиками і розчином. Легкі навісні панелі кріплять болтами до конструкцій каркаса будинків.

Будинки будують і з об’ємних елементів заводського виготовлення. На будівельний майданчик надходять із заводів блок-кімнати і блок-квартири, в яких виконано оздобу, встановлені й засклені віконні блоки, навішені двері, змонтовані вбудовані меблі й санітарно-технічні устрої, електричні, газові й інші прилади. Зведення будинків з об’ємних елементів дозволяє в десятки разів скоротити трудовитрати на будівельному майданчику і тривалість будівництва.

Елементи каркаса виконуються у виді окремо стоячих опор-стовпів або колон (див. поз. 9 рис.7.1), на котрі безпосередньо спираються елементи перекриттів. Навантаження від вищих конструкцій передаються на опори через спеціальні балки, що називаються прогонами або ригелями. Опори і прогони жорстко з’єднуються між собою.

Повний каркас звичайно монтується зі збірних залізобетонних елементів. Монолітний залізобетон застосовується тільки при будівництві унікальних будинків, а сталевий каркас – при будівництві висотних будинків при значних навантаженнях на перекриття (більше 2,5 × 104 Н/м² ).

Здебільше каркаси будинків виконують зі збірних уніфікованих залізобетонних елементів заводського виготовлення. За висотою колони виготовляють на один або два поверхи. Ригелі сполучаються зі стоками шляхом спирання їх на консолі останніх. На ригелі каркасних будинків укладають збірні залізобетонні плити перекриттів і покриттів. При неповному каркасі панелі перекриттів з одного боку спираються на стіни, двома протилежними кутами – на колони.

Перекриття – горизонтальні захисні конструкції, що розділяють будинки по висоті на поверхи. Вони сприймають вертикальні навантаження від людей, устаткування і матеріалів, що знаходяться на них (поз. 11 рис. 7.1).

За розташуванням в будинку перекриття розділяють на міжповерхові, горищні та перекриття над підвалами. Перекриття можуть бути залізобетонними, дерев’яними і комбінованими.

За конструктивними схемами розрізняють перекриття балкові, ребристі й панельні.

Основними елементами перекриттів є: несучі конструкції (балки, ригелі, плити); настили; звуко-, тепло- і гідроізоляційні прошарки; конструктивні елементи підлог. Перекриття, залежно від призначення, мають задовольняти, крім обов’язкових вимог до міцності, жорсткості, індустріальності й економічності, ще й додатковим вимогам до тепло- і звукоізоляції, вогнестійкості, газо-, паро- і водонепро­никності.

У цивільних і промислових будинках у даний час застосовують в основному залізобетонні перекриття, що розділяють на балкові і безбалкові (за конструктивною схемою); збірні, монолітні та збірно-монолітні (за способом зведення).

У будівництві цивільних і промислових будинків широкого розповсюдження набули збірні й збірно-монолітні безбалкові перекриття. Вони являють собою пласку суцільну плиту, що спирається безпосередньо на колону або на несучі стіни.

Одним з основних конструктивних елементів будинку є підлога. До неї висуваються такі вимоги: вона має бути міцною, не деформуватися під впливом механічних навантажень, не виділяти пилюки, не іскрити при ударах, бути безшумною і забезпечувати необхідну звукоізоляцію всього перекриття, легко очищуватися від забруднення. Підлоги мають бути економічними й індустріальними у виготовленні.

Конструкції підлог містять у собі такі основні елементи: покриття – верхній елемент підлоги; прошарки – проміжний прошарок, що зв’язує покриття підлоги з нижчим елементом або служить основою для покриття; стяжка – прошарок, що утворює жорстку й щільну шкірку на нежорстких або пористих елементах перекриття; підготовка (жорсткий підстильний прошарок) – елемент підлоги на ґрунті, що розподіляє навантаження на основу; гідроізоляційні і теплоізоляційні прошарки, що перешкоджають проникненню в помешкання вологи і зменьшують втрати тепла. Розрізняють підлоги суцільні (цементні, бетонні, асфальтні, мастичні, мозаїчні), із рулонних матеріалів (лінолеуму і синтетичних килимів), із штучних матеріалів (плиткові підлоги); дерев’яні (дощаті й паркетні).

У промислових будинках в основному виготовляють суцільні підлоги. У житлових і суспільних будинках набули найбільшого поширення підлоги дощаті, паркетні, із деревинностружкових плит, синтетичних матеріалів (лінолеуму, полівінілхлоридних плит), керамічних і шлакоситалових плит.

Вертикальні тонкостінні конструктивні елементи будинків, що розділяють простір одного поверху на окремі помешкання, називають перегородками.

Перегородки цивільних будинків (поз. 14 рис. 7.1) залежно від призначення поділяють на міжкімнатні, міжквартирні й перегородки, що відгороджують санітарні вузли і кухні; за видом матеріалів бувають дерев’яні, цегляні, із гіпсобетонних, керамзитобетонних і шлакобетонних панелей, із фібролітових плит, скляних виробів.

Нині широкого застосування набули перегородки з гіпсобетонних, керамзитобетонних і шлакобетонних панелей завод­ського виготовлення розміром на кімнату.

Перегородки цивільних будинків повинні мати гарні звукоізоляційні властивості, малу масу, бути вогнестійкими. Поверхня перегородок має бути гладкою, без тріщин і щілин. Як й інші елементи будинків, перегородки мають бути індустріальні та економічні.

Перегородки промислових будинків за призначенням розділяють на міжкімнатні, міжцехові, для санітарних вузлів, душових; для вентиляційних камер і помешкань спеціального призначення. У промислових будинках можуть установлюватися перегородки з тих же матеріалів, що й у цивільних будинках, а також перегородки з листового металу, азбестоцементних листів та ін.

До перегородок промислових будинків висувають додаткові вимоги щодо міцності, газонепроникності й корозійної стійкості.

Верхнє огородження будинку, призначене для його захисту від атмосферних впливів, називають дахом, а водонепроникну оболонку даху – покрівлею.

За конструктивними особливостями дахи розділяють на горищні й безгорищні (сполучені). Горищні дахи, у свою чергу, й розділяють на одно-, двох- і чотирьохскатні, безгорищні – на утеплені й неутеплені (холодні).

Дахи усіх видів мають задовольняти вимогам міцності й стійкості, вогнестійкості, атмосферостійкості й довговічності, економічності й індустріальності.

У сучасних цивільних будинках часто влаштовують горищні дахи. Поверхня даху повинна мати визначений ухил для забезпечення стоку води з покрівлі. Горищні перекриття для попередження осідання конденсату на горищніх конструкціях утеплюють теплоізоляційними матеріалами з прошарком пароізоляції. Несучі конструкції горищних дахів виготовляють у виді крокв, ферм (дерев’яних, сталевих, залізобетонних) або залізобетонних панелей. На дерев’яних кроквах і фермах улаштовують обрешітник з дерев’яних брусків або настил із дощок, на які настиляють покрівлю. На залізобетонні панелі наносять пароізоляційний прошарок, за необхідності вкладають утеплювач і наклеюють рулонний покрівельний матеріал.

Якщо устрій горища не відповідає технологічним вимогам й умовам експлуатації, дахи будинків можуть бути безгорищними-сполученими. Це найбільш індустріальний вид покриттів, складених зі збірних великорозмірних залізобетонних несучих панелей і покрівлі з рулонних матеріалів.

У багатоповерхових промислових будинках дахи та їхні конструктивні рішення аналогічні сполученим дахам цивільних будинків. Такі дахи називають покриттями.

Покрівлі виготовляють із рулонних матеріалів, азбестоцементних і металевих листів, черепиці.

Покрівлі з рулонних матеріалів (руберойду, толю в 2...4 прошарки) мають невеличку масу, нетрудомісткі й прості у виконанні, водонепроникні, але невогнетривкі, їхнє утримання пов’язане зі значними екс­плуатаційними витратами.

Великою довговічністю, вогнестійкістю, малою масою відзначаються азбестоцементні покрівлі з волокнистих листів. Металеві покрівлі застосовують лише у виняткових випадках. Черепичні покрівлі також не мають широкого розповсюдження, тому що неіндустріальні й мають велику масу, хоча й економічні в експлуатації, довговічні й вогнестійкі.

За останні роки набули широкого розповсюдження безрулонні плоскі мастичні покрівлі. Їх виконують по підготовленій основі з холодних покрівельних мастик з азбестовим або скловолокнистим наповнювачем. Їх побудова може бути цілком механізована.

Основні вимоги висуваються до водонепроникності, довговічності, вогнестійкості та економічності покрівель.

Сходи служать для сполучення між поверхами будинків. Для тих же цілей влаштовують ліфти, ескалатори (рухливі східці), пандуси (похилі площини без щаблів). Сходи в основному розміщують у спеціальних приміщеннях, обгороджених стінами і називаних сходовими клітинами. Ліфти монтують у спеціальних ліфтових шахтах.

Сходи поділяють на основні, призначені для постійного сполучення між поверхами, допоміжні, аварійні, горищні, підвальні й пожежні. Вони мають забезпечувати необхідну (розрахункову) пропускну спроможність для своєчасної евакуації людей з усіх поверхів, відповідати вимогам пожежної безпеки, мати природне освітлення через вікна в зовнішніх стінах і зручні виходи; бути достатньо міцними при переміщенні юрби людей і вантажів; конструктивні елементи сходів мають бути індустріальними й економічними.

Сходи складаються з похилих елементів (маршів) і горизонтальних (сходових) площадок. Сходові марші у свою чергу складаються з несучих балок, щаблів і поручневих огороджень.

Розрізняють сходові площадки поверхові, розташовані на рівні підлоги кожного поверху, і міжповерхові. Площадки спираються на стіни сходових клітин або на колони.

Ліфти влаштовують у житлових будинках, які мають 5 і більше
поверхів, у багатоповерхових цивільних і промислових будинках для підйому людей і вантажів. За призначенням їх поділяють на пасажирські, вантажні й грузопасажирські. Ліфти розміщують у сходових клітинах будинків або в спеціальних прибудовах до будинків – шахтах. Над шахтами розміщують приміщення машинного відділення – приводів ліфтів.

Вікна потрібні для освітлення приміщень природним світлом і їхнього провітрювання. Вони належать до огороджуючих конструкцій будинків і повинні мати визначені теплотехнічні й звукоізоляційні якості. Вікна можуть мати одинарне, подвійне, а іноді й потрійне засклення, стики елементів віконних заповнень старанно герметизують. Розміри вікон визначаються з розрахунку необхідного природного освітлення приміщень. Наприклад, у житлових помешканнях світлова площа вікон має складати 1/8...1/5 від площі підлоги залежно від географічної широти й орієнтації будинків за сторонами світу.

Заповнення віконного прорізу складається з віконної коробки, віконних рам і підвіконної дошки. У практиці індустріального будівництва широко використовують віконні блоки, що складаються з віконних коробок і рам з прирізаними віконними приладами (навісами, ручками і шпінгалетами). Складання віконних блоків, їх первинне фарбування і засклення здійснюють на заводах. Встановлюють їх одночасно з кладкою стін.

Двері як конструктивні елементи відносять до огороджуючих конструкцій приміщень. За призначенням їх поділяють на зовнішні, внутрішні й балконні; за способом відчиняння – на розчинювані, розсувні, обертові й з хитними полотнинами; за числом дверних полотнин – на однопільні, двопільні й полуторні. Двері мають забезпечувати необхідну звукоізоляцію помешкань, а зовнішні й балконні – і теплозахист. Розміри дверей розраховують за їхньою необхідною пропускною спроможністю для евакуації людей із будинків, а також з урахуванням габаритів меблів і устаткування. Двері складаються з дверної коробки і полотнини, що відчиняється.

Несучі елементи будинку утворюють просторову систему, яку називають його несучим остовом. Він має бути достатньо міцний, щоб забезпечувати просторову жорсткість і стійкість будинку.

Залежно від виду несучого остова розрізняють будинки двох основних конструктивних схем – безкаркасні з несучими стінами і каркасні.