Теоретичний матеріал до теми 3.

1. Конструктивні елементи будинків

Основні конструктивні елементи цивільних будинків – це фундаменти, стіни, перекриття, окремі опори, дахи, сходи, вікна, двері й перегородки (рис.3.1).

Фундаменти є підземною конструкцією, що сприймає все навантаження від будинку і передає його на ґрунт.

Стіни за своїм призначенням і місцем розташування в будинку поділяються на зовнішні й внутрішні, є вертикальними огородження-ми, одночасно виконуючи несущі функції. Залежно від цього вони по- діляються на несучі й ненесучі. Несущими можуть бути як зовнішні, так і внутрішні стіни. Ненесучі стіни – це звичайно перегородки. Вони служать для розподілу в межах поверху великих, обмежених капітальними стінами приміщень на більш дрібні, причому для обпирання перегородок не потрібне влаштування фунд аментів.

Зовнішні стіни, крім того, можуть бути самонесучими, котрі спираються на фундаменти і несуть навантаження тільки від власної маси, і начіпними, які є тільки огородженнями і спираються в кожному поверсі на інші елементи будинку.

Окремі опори – несущі вертикальні елементи (колони, стовпи, стояки), що передають навантаження від перекриттів та інших елементів будинку на фундаменти. Перекриття спираються на покладені по колонах спеціальні балки, наивані прого нами чи ригелями, а іноді й безпосередньо на колони.

Розташовані всеред ині будинку окремі опори й балки утворюють внутрішній каркас будинку.

Перекриття  являють  собою  горизонтальні  несущі  конструкції, що спираються на несущі стіни чи стовпи і сприймають передані на них постійні й тимчасові навантаження. Одночасно перекриття, зв'язуючи між собою стіни, значно підвищують їхню стійкість і збільшують просторову твердість будинку в цілому. Залежно від місця розташування в будинку перекриття поділяються на міжповерхові (поділяючі суміжні поверхи), горищні (між верхнім поверхом і горищем), підвальні (між першим  поверхом і підвалом) і нижні (між  першим  поверхом і підпіллям).

Рис.3.1. Основні констрктивні елементи бу динку з цегельними несучими стінами:

1 – підошва; 2 – підвальне перекриття; 3 – фундаменти; 4 – стеля; 5 – нижнє перекриття; 6 – під пілля; 7 – перегородка; 8 – навантаження від власної маси, людей і у статкування; 9 – міжповерхове перекриття; 10 – поздовжня внутрішня стіна; 11 – стіна; 12 – віконний проріз; 13 – карниз; 14 – горищне перекриття; 15 – горище; 16 – кроквяна балка; 17 – покрівля; 18 – димар; 19 – парасоль; 20 – коньковий прогін ; 21 – підкіс; 22 – стійка; 23 – коник; 24 – слухове вікно; 25 – сніг; 26 – карниз; 27 – мауерлат; 28 – віконне плетіння; 29– дверна полотнина; 30 – ґанок; 31 – цоколь; 32 – підвал; 33 – ґрунтова волога.

Дах є конструктивним елементом, що захищає приміщення і конструкції будинку від атмосферних опадів. Він складається з несучих елементів і частини, що огороджує. Дах, сполучений з перекриттям верхнього поверху, тоб то без тех нічного пов ерху (чи горища), називається сполученим дахом чи покриттям. Добре виконані плоскі сполучені дахи дешевше скатних як у будівництві, так і в експлуатації. Крім того, плоскі дахи можна використовувати як площадки для від- починку та інших цілей.

Сходи служать для сполучення між поверхами, а також для евакуації людей з будинку. Приміщення, в яких розташовуються сходи, називаються сходовими клітками. Конструкції сходів в основному складаються з маршів (похилих елементів зі ступенями) і площадок. Для безпеки пересування по сходах марші відгороджують поручнями.

Вікна влаштовують для освітлення і провітрюв ання приміщень; вони складаються з віконних прорізів, рам чи коробок і віконних сплетінь.

Двері служать для сполучення між приміщеннями. Складаються з дверних прорізів, що влаштовуються у стінах і перегородках, дверних коробок і дверних полотен.

У цивільних будинках можуть бути й і нші конструктивні елементи (вхідні тамбури, козирки над дверима, балкони, лоджії та ін.).

Для забезпечення необхідних експлуатаційних і санітарно-гігієнічних умов сучасний цивільний будинок обладнується санітарно-технічними й інженер ними пристроями. До них відносяться опалення, гаряче і холодне водопостачання, вентиляція, каналізація, сміттєвидалення, газифікація, енергопостачання, телефонізація та ін. Устаткування цих будинків розглядається у спеціальних курсах.

2. Конструктивні схеми будинків

Фундаменти, стіни, окремі опори і перекриття – основні несучі елементи будинку. Вони утворюють кістяк будинку – просторову систему вертикальних і горизонтальних несуч их елементів.

Кістяк визначає так звану конструктивну схему будинку. Залежно від характеру об пирання горизонтальних несучих елементів (перекриттів) на вертикальні несучі елементи (стіни, окремі опори й балки між ними) розрізняють наступні конструктивні схеми цивільних будинків (рис.3.2): з несущими поздовжніми стінами; з несущими по- переч ними стінами; з неповним каркасо м; з повним каркасом. У будівлях з несущими поздовжніми стінами (рис.3.2, а) останні влаштовують з важких матеріалів, що мають потрібну міцність. Крім того, зовнішні стіни також повинні задовольняти теплозахисним вимо- гам. За такою конструктивною схемою будують цегельні й великоблочні будинки.

Рис.3.2. Конструктивні схеми будинків:

1 – внутрішня поздовжня стіна; 2 – внутрішні поперечні стіни;

3 – панелі перекриттів; 4 – стовпи і прогони ; 5 – прогони (чи розпірки);

6 – стояки каркаса; 7 – ненесучі зовнішні стіни

Стійкість такої конструктивної схеми в поперечному напрямку забезпечується попер ечними стінами, що влаштовуються спеціально, не несуть навантаж ення від перекриття. Такі поперечні стіни зводяться лише для огородження сходових кліток і в місцях, де вони потрібні для додання стійкості зовнішнім стінам. Застосування заз наченої конструктивної схеми дає великі можливості для вирішення планування приміщень чи, іншими словами, дає велику свободу у вирішенні планувальних питань. Крім того, при даній конструктивній схемі потріб не менше число типорозмірів збірних виробів.

У будинках з поперечними несущими стінами (рис.3.2, б) забезпечується велика твердість системи, але збільшується загальна довжина несущих внутрішніх стін. Проте таке рішення в ряді випадків є раціональним, тому що при цьому до конструкцій зовнішніх поздовжніх стін ставляться тільки теплозахисні вимоги і для їхнього влаштування можна застосувати легкі ефективні матеріали.

Крім того, іноді застосовується змішаний варіант, при якому опорами для перекриттів служать як поздовжні, так і поперечні стіни.

Якщо замість внутрішніх поздовжніх і поперечних стін улаштовується система стовпів з горизонтальними балками, що спираються на них (прогонами), на які, у свою чергу, спираються перекриття, то така схема відповідає будинку з неповним каркасом (кістяк) (рис.3.2, у, г).

Якщо замість несущих зовнішніх стін застосовані стовпи, що утворюють разом з внутрішніми стовпами і балками (прогонами) немовби кістяк будинку, то така конструктивна схема визначає будинки з повним каркасом (рис.3.2, д). У цьому випадку зовнішні стіни виконують тільки огороджуючі функції і можуть бути самонесучими або навісними. Самонесучі стіни спираються на фундаментні балки і не сприймають ніяких навантажень, крім власної маси. Навісні стіни спираються на горизонтальні елементи на рівні кожного поверху.

За характером роботи каркаси бувають рамні, зв’язкові й рамнозв’язкові. Стовпи і балки рамного каркаса (р ис.3.3, а) з'єднуються між собою твердими вузлами, утворюючи по перечні й поздовжні рами, що сприймають усі діючі вертикальні й горизонтальні навантаження. У будинках із зв’язковим каркасом (рис.3.3, б) вузли між стовпами і балками нежорсткі, тому для сприйняття горизонтальних навантажень необхідні дод аткові зв'язки. Роль цих зв'язків виконують найчастіше перекриття, що утворюють діафрагми і передають горизонтальні навантаж ення на тверді вертик альні діафрагми (стіни сходових кліток, залізобетонні перегородки, шахти ліфтів та ін.). У практиці будівництва знаходять застосування будинку з комбінованим типом каркаса, який називають рамно-зв’язковим. У ньому в одному напрямку ставлять рами, а в іншому – зв'язку. У цивільному будівництві найбільше по- ширення одержал и будинку із зв’язковими каркасами.

Рис.3.3. Схеми каркасів будинку :

1 – елемент каркаса; 2 – тверді вузли; 3 – горизонтальні діафрагми; 4 – вертикальні поперечні й поздовжні діафрагми.

Слід відзначити, що застосування каркасної конструктивної схеми найбільше вигідне для будівництва великопанельних висотних житлових і громадських будинків.

Матеріалом для конструкцій каркаса є залізобетон, сталь, а для малоповерхових будинків стовпи нерідко викладають з цегли. Для дерев'яних будинків каркас також виконують з дерева.

Велике поширення одержує монолітне будівництво, будівництво будинків з об'ємних елементів (блок-коробка), в яких кістяк будинку утворюється коробчастими елементами заводського виготовлення.