Теоретичний матеріал до теми 1.
Сайт: | Дистанційне навчання КФКСумДУ |
Курс: | Будівельні конструкції - заочна форма |
Книга: | Теоретичний матеріал до теми 1. |
Надруковано: | Гість-користувач |
Дата: | понеділок 21 квітня 2025 00:28 AM |
1. Вступ. Основи проектування цивільних і промислових будівель. Поняття про будівлі і споруди.
Поняття про проектну документацію і стадії проектування
Нове будівництво, розширення, реконструкція та технічне переоснащення цивільного призначення незалежно від форми власності здійснюється, як правило, при наявності проектної документації.
Проектна документація – це затверджена в установленому порядку сукупність необхідних документальних матеріалів для будівництва, що вміщує пояснювальну записку, креслення, розрахунки, кошторисну документацію, проект організації будівництва, макети, схеми, обґрунтування тощо.
Пояснювальна записка містить вихідні дані для проектування, проектну характеристику підприємства (будинку, споруди) та його склад, опис і обґрунтування проектних рішень, основні техніко-економічні показники, досягнуті в проекті.
Креслення – графічне зображення об’ємно-планувального будівництва, генерального та конструктивного вирішення об’єкта плану, благоустрою та інженерних мереж, технологічного та інженерного обладнання. Кошторисна документація у вигляді кошторисно-фінансового розрахунку або кошторису визначає вартість будівництва. Використовують її при плануванні, фінансуванні, контролі фактичних видатків, а також при розрахунках між замовниками і підрядниками.
Проектну документацію розробляють суб’єкти господарської діяльності незалежно від форм власності (проектувальники), які мають ліцензію на цей вид діяльності згідно з законодавством України.
Проектні та вишукувальні роботи виконуються на підставі договорів (контрактів), укладених між замовниками та проектувальниками.
Замовник – це інвестор або інша юридична (фізична) особа, яка за дорученням інвестора видає замовлення на виконання проектно- вишукувальних робіт і на будівництво об’єкта, укладає договори (контракти), контролює хід будівництва, здійснює технічний нагляд, приймає закінчені роботи, проводить розрахунки та здає об’єкти в експлуатацію.
Інвестор – це юридичні (фізичні) особи України, іноземних держав, а також держави, які приймають рішення про вкладання власних, запозичених або залучених коштів у об’єкти будівництва та забезпечують фінансування їх спорудження.
Не допускається розроблення проектної документації без інженерних вишукувань на нових земельних ділянках, а при реконструкції об’єктів – без уточнення раніше виконаних інженерних вишукувань.
Проектування об’єктів здійснюється з дотриманням законодавства України на підставі вихідних даних.
Основним документом для проектування будь-якого об’єкта служить завдання на проектування, затверджене замовником, архітектурно- планувальне завдання (АПЗ).
Процесу проектування звичайно передують вишукувальні (геодезичні, геологічні, гідрологічні, кліматологічні та ін.) роботи з вивчення будівельної
ділянки і збору необхідних відомостей, без яких не можна правильно виконати завдання проектування і спорудження будівель.
Обсяг та деталізація робочих креслень повинні відповідати вимогам стандартів «Системи проектної документації для будівництва» (СПДБ) і бути доведені до мінімально необхідних розмірів.
Проектна документація до її затвердження підлягає обов’язковій експертизі згідно з чинним законодавством незалежно від форм власності.
Проектна документація набирає чинності після її затвердження інвестором (замовником).
До проекту ставлять такі вимоги: повна відповідність будівлі її призначенню як за величиною (місткістю, пропускною здатністю), так і у функціональному, технічному та художньому оформленні; економічність у будівництві та в експлуатації; достатня повнота й виразність розробки проектних матеріалів, що забезпечує зручне користування ними при виконанні робіт.
Подання проектної документації на погодження, експертизу та затвердження є обов’язком замовника.
Затвердження проектної документації інвестором (замовником) є фактором прийняття під його повну відповідальність рішень, передбачених у документації.
Проектна документація затверджується за наявності позитивного комплексного висновку державної експертизи.
Типове та індивідуальне проектування. Прив’язка типових проектів.
Для будівель масового будівництва (житлових, поліклінік, шкіл, кінотеатрів та ін.) складають типові проекти.
Типове проектування передбачає застосування типових уніфікованих конструкцій обмеженої кількості типів і розмірів, придатних для використання при будівництві будівель різноманітного призначення. Типізація й уніфікація конструктивних елементів будівель і споруд є однією із головних умов індустріалізації будівництва.
Типовим проектом називають проект, розроблений за планувальним і конструктивним вирішенням, що найбільшою мірою відповідає вимогам економічності й індустріалізації будівництва, призначений для багаторазового використання у масовому зведенні будинків і споруд.
Будівлі масового призначення (житлові будинки, школи, дитячі сади, кінотеатри, котельні, компресорні та насосні станції, трансформаторні підстанції, трансформаторні галереї й ін.) будують за типовими проектами. Їх розробляють проектні інститути, що спеціалізуються на визначених типах будинків і кліматичних зон.
Рішення відносно використання проектів масового застосування (типових проектів) або проектів повторного застосування приймається інвестором (замовником) на підставі рекомендацій місцевих органів містобудування та архітектури і проектувальника з урахуванням чинного законодавства про
авторське право. На повторне використання індивідуально розроблених проектів необхідна згода їх авторів.
Типові проекти громадських будівель розробляють без врахування конкретних умов будівництва. Такі проекти місцеві проектні організації прив’язують, тобто пристосовують до конкретного будівельного майданчика.
Прив’язка типового проекту включає такі види проектних робіт: розробку генерального плану ділянки, планової та вертикальної прив’язки будівлі, що проектується; уточнення висоти цокольного поверху в залежності від рельєфу місцевості; переробку конструкцій фундаментів, якщо це необхідно, у зв’язку з гідрогеологічними та топографічними умовами ділянки; уточнення товщини огороджуючих конструкцій, кількості приладів опалення в залежності від розрахункової зимової температури; проектування підключення до мереж водопостачання, теплофікації, каналізації; заміну окремих конструктивних елементів на індустріальні конструкції й деталі, які випускають підприємства місцевої будіндустрії; уточнення кошторисної вартості об’єкта у відповідності з умовами прив’язки.
Креслення типового проекту в процесі прив’язки корегують. При невеликих змінах у відповідні аркуші проекту вносять необхідні уточнення. При значній заміні, наприклад стрічкового фундаменту на пальовий, виконують розрахунки й розробляють нові креслення. Після завершення прив’язочних робіт відкориговані креслення передають замовнику (забудовнику).
Проектують підключення до мереж водопостачання, теплофікації, каналізації й ін.; уточнюють товщину огороджувальних конструкцій, число опалювальних приладів у залежності від розрахункової зимової температури; змінюють окремі конструктивні елементи на індустріальні конструкції і деталі, що випускаються місцевими підприємствами будівельної індустрії; визначають кошторисну вартість об'єкта відповідно до умов прив'язки.
Проект, призначений для зведення тільки однієї визначеної будівлі, називають індивідуальним. За такими проектами будують унікальні громадські (театри, музеї) і промислові (із новими технологічними процесами й особливим призначенням) будівлі і споруди.
Для будівництва будівель і споруд застосовуються проекти:
повторного застосування – проект, який розроблений для конкретного об’єкта, але без істотних змін застосовується для будівництва іншого, аналогічного;
експериментальний – проект, метою якого є перевірка нових архітектурно-планувальних, конструктивних та ін. вирішень для наступного впровадження їх у практику масового проектування і будівництва.
Основи проектування житлових будинків
До житлових будинків належать квартирні будинки (для тривалого проживання людей), гуртожитки (для тимчасового проживання) готелі, спальні корпуси (для короткочасного проживання) та ін.
Житлові будинки проектують згідно з вимогами Державних будівельних норм України ДБН В.2.2-15-2005 Будинки і споруди. Житлові будинки. Основні положення.
Проектоване житло за рівнем комфорту та соціальної спрямованості поділяють на дві категорії: І і II.
Житло І категорії (комерційне) – це житло з нормованими нижніми та ненормованими верхніми межами площ квартир і житлових будинків (чи котеджів), які забезпечують рівень комфорту проживання не нижче мінімально допустимого.
Житло II категорії (соціальне) – це житло з нормованими нижніми та верхніми межами площ квартир і житлових кімнат гуртожитків відповідно до чинних санітарних норм, які забезпечують мінімально допустимий рівень комфорту проживання.
Квартирні будинки бувають двох типів:
Із присадибними ділянками, безпосередньо зв’язаними з кожною квартирою – малоповерхові будинки; без індивідуальних земельних ділянок, їх умовно називають будинками міського типу.
При проектуванні житлових будинків ураховують природно-кліматичні фактори.
За цими ознакам, згідно з Державними будівельними нормами (ДБН 360- 92), територія України розділена на чотири кліматичні зони (ІІВ; ІІІБ; ІІІВ; IVB), де зона II – з помірним кліматом; ІІІ – з теплим; зона ІV – має жаркий клімат. У кожній зоні виділені підзони, їх – 10. Для кожної кліматичної зони проекти житлових будівель розробляють з урахуванням інсоляції, освітлення, провітрювання.
Вибір території під забудову проводять відповідно до вимог зручного і безпечного проживання та відпочинку людей, раціонального розміщення робочих місць за результатами комплексної оцінки різних факторів: природних (кліматичних, гідрогеологічних, дендрологічних), планувальних (транспортна доступність; інженерне забезпечення, функціональне зонування території).
Інсоляція. Санітарні норми передбачають природне освітлення житлових приміщень і їхньої інсоляції, тобто пряме сонячне опромінення не менше 3 годин на день (із 22 березня по 22 вересня). Урахування показників інсоляції в процесі проектування дозволяє створити умови для сприятливого і уникнути небажаного ефекту відповідними прийомами забудови, орієнтацією будинків (приміщень) по сторонах світу, товщиною стін, розмірами світлопрорізів, улаштуванням веранд, лоджій, сонцезахисту тощо.
Орієнтація. В усіх кліматичних районах не допускається орієнтувати вікна житлових кімнат на північну сторону обрію від 310 до 50°, а в III і IV районах через перегрів приміщень – на західну сторону від 200 до 290°. При двосторонній орієнтації житлових кімнат (із вікнами, що виходять на обидві сторони будинку) на несприятливі сторони обрію орієнтується лише частина приміщень: одна кімната в двокімнатній квартирі, дві – у три-чотирикімнатних квартирах.
Провітрювання. У будівлях, що проектуються у III і IV кліматичних районах, передбачають наскрізне або наріжне провітрювання. Одно-, двокімнатні квартири у III кліматичному районі допускається провітрювати через сходову клітку. Розробка проектів житлових будинків з урахуванням вимог інсоляції, орієнтації і провітрювання дозволяє послабити вплив несприятливих кліматичних умов.
Вітри. Вітровий режим характеризує роза вітрів – графічне зображення напрямку, повторюваності та інтенсивності пануючих у даній місцевості вітрів. Рози вітрів складаються метеорологічними станціями за підсумками багаторічних спостережень і можуть бути річні, для зимового або літнього періоду, місячні тощо. Характер рози вітрів враховується у містобудівному проектуванні при розміщенні промислових комплексів і підприємств відносно сельбищної території, трасуванні вулиць, орієнтації будинків та ін., у проектуванні будинків і споруд – при розрахунку і конструюванні систем аерації, вітрозахисту тощо.
Сонячна радіація – це енергетична дія прямих або розсіяних сонячних променів. Фіолетові сонячні і невидимі ультрафіолетові промені мають найбільшу силу біохімічної дії на людину, тварин, рослинність, а червоні та інфрачервоні характеризуються тепловою дією. Сонячні промені вбивають бактерії, стерилізують зовнішнє середовище і підвищують імунобіологічні властивості людини.
Рельєф. Найсприятливіші для населеного пункту території з південним, південно-західним або південно-східним схилами, що забезпечують краще освітлення і найбільшу сонячну радіацію, є такими, що не потребують великих затрат на інженерну підготовку (вирівнювання, підсипка, обвалування). Для території населених пунктів найсприятливішим є рельєф з нахилами 0,5-8%.
Ґрунтові води. На території населених пунктів з високим стоянням ґрунтових вод, на заболочених ділянках передбачають зниження їх рівня у зоні капітальної забудови шляхом улаштування вертикальних або горизонтальних закритих трубчастих дренажів різної конструкції.
Необхідність влаштування дренажів визначається висотою розрахункового рівня ґрунтових вод, який приймають з урахуванням сезонного і багаторічного коливання відповідно до технологічного висновку про гідрогеологічні умови будівництва.
Водні ресурси. При виборі території необхідно вияснити наявність джерел водопостачання і способи його практичного здійснення (просте або централізоване). Джерело води вибирають з урахуванням повного забезпечення водою всіх потреб населеного пункту, включаючи і потребу промислових підприємств. Якість води обов'язково перевіряється і оцінюється. Кращими джерелами є артезіанські свердловини, але значна частина населених пунктів на території України користується і водою з відкритих проточних водойм.
Одноквартирний (односімейний) житловий будинок і квартиру в багатоквартирному житловому будинку слід проектувати, виходячи з умови їх заселення однією сім’єю.
У квартирах повинні бути передбачені такі приміщення: житлові кімнати та підсобні приміщення – кухня, передпокій, санвузли, внутрішньоквартирні коридори, вбудовані комори, антресолі, літні приміщення тощо.
Громадські будівлі, їх класифікація. Планувальні схеми
Громадські будівлі призначені для тимчасового перебування людей у зв’язку зі здійсненням у них різних функціональних процесів.
За призначенням громадські будівлі поділяють на такі групи: будинки для освіти, виховання та підготовки кадрів (дитячі садки, школи, профтехучилища, навчальні заклади); будинки для навчально-дослідницьких, проектних і громадських організацій та управління (проектні інститути, будинки органів управління, громадських організацій, комерційного призначення); будинки та споруди для охорони здоров’я і відпочинку (аптеки, санаторії, лікувальні будинки); фізкультурно-оздоровчі та спортивні будинки й споруди (відкриті та закриті); культурно-освітні будівлі та видовищні (бібліотеки, музеї, клуби, театри, кінотеатри); будинки для підприємств торгівлі, громадського харчування й побутового обслуговування; будинки для транспорту (вокзали, транспортні агентства); будинки для комунального господарства (готелі, бані, банно-оздоровчі комплекси) та багатофункціональні будинки й комплекси, що включають приміщення різноманітного призначення. Громадські будівлі характеризує також зовнішній вигляд, оскільки основним структурним елементом у них часто є одна або кілька великих приміщень (залів). Ці будівлі часто є центром формування забудови.
За ступенем капітальності громадські будівлі поділяють на чотири класи: до І класу належать будівлі, що задовольняють підвищені вимоги, а до IV класу – ті, що задовольняють мінімальні експлуатаційні вимоги довговічності та ступеня вогнестійкості.
Проектуючи громадські будівлі, керуються будівельними нормами, які встановлюють склад приміщень, розміри їх та інші вимоги залежно від призначення будівлі.
Ефективність будівництва громадської будівлі визначається її об’ємно- планувальним вирішенням, яке означає розташування приміщень заданих розмірів і форми в одному комплексі, підпорядковане функціональним, технічним, архітектурно-художнім та економічним вимогам.
Громадські будівлі поділяють на одноповерхові, малоповерхові та багатоповерхові. Приміщення за способом зв’язку їх між собою можуть бути непрохідними (ізольованими) й прохідними (не ізольованими). Непрохідні приміщення між собою сполучаються за допомогою третього приміщення (коридору, сходової клітки, холу та ін.).
Для обґрунтованого розташування приміщень у будівлі складають функціональну або технологічну схему, що являє собою умовне графічне зображення всіх приміщень і зв’язку між ними. При проектуванні прагнуть, щоб зв’язки між приміщеннями, функціонально зв’язаними між собою, були найкоротшими, а також ураховують питання більш вигідного розташування
приміщень, в яких перебувають великі маси людей.
Призначення громадських будівель характеризується їхніми планувальними схемами, які можуть бути: коридорні, анфіладні, концентричні, змішані.
Коридорна схема – з розташуванням приміщень з одного або з обох боків коридору. Така схема найпоширеніша й доцільна в адміністративних, навчальних, лікувально-профілактичних та інших будинках. Схема з двобічним розташуванням приміщень економічна, оскільки довжина коридору й периметр будівлі при цьому значно скорочуються. Проте вона потребує спеціальних об’ємно-планувальних і конструктивних вирішень для забезпечення потрібного освітлення, оскільки норми обмежують довжину коридору.
При однобічному розташуванні приміщень забезпечується добра освітленість коридору бічним світлом. Таку схему застосовують у тих будівлях, де коридор використовується крім зв’язку й для інших потреб, як рекреаційний коридор у навчальних закладах, поліклініках, клубах.
Часто при плануванні приміщень використовують метод чергування однобічного й двобічного розташування приміщень.
Анфіладна схема планування характеризується безпосереднім сполученням між собою суміжних прохідних приміщень. Ця схема характерна для будівель музеїв, виставкових павільйонів, універмагів. У чистому вигляді така схема трапляється рідко.
Концентрична – характерна для будівель, які мають одне або кілька великих приміщень (зали), навколо яких групуються всі інші. Таке рішення використовують для планування кінотеатрів, спортивних комплексів, цирку та ін.
Змішана схема планування будівель охоплює одночасно кілька схем. Наприклад, планування клубу – концентричне, тому що приміщення розташовані навколо залу, але розташування фойє анфіладне; розташування кімнат для роботи гуртків – коридорне.
Громадські будівлі, незалежно від призначення, складаються з однакових структурних елементів. До таких елементів відносять: робочі приміщення, зали, санітарні та вхідні вузли.
Основні входи до громадських будинків повинні мати зручні підходи та оптимальні розміри, які враховують можливості всіх розрахункових категорій відвідувачів.
Кількість входів (виходів) визначається розрахунком у залежності від пропускної спроможності будинків, а також експлуатаційними вимогами.
Головною вимогою при цьому є забезпечення безперешкодних і комфортних умов заповнення людьми будівель та евакуації в аварійних умовах. Вхідний вузол складається з тамбурів, вестибюля, гардеробної, обслуговуючих приміщень і головних сходів, які примикають до вестибюля, та підйомників.
Склад і розміри обслуговуючих приміщень залежить від призначення будівлі.
Важливими структурними елементами громадських будівель є основні приміщення (робочі кабінети, навчальні кімнати, лабораторії).
Усі ці приміщення повинні мати природне освітлення, добре провітрюватись. Площа приміщення залежить від їхнього призначення, потрібної місткості й габаритів обладнання.
Громадські будівлі та споруди проектують за нормами згідно з вимогами ДБН В.2.2-9-99 Громадські будинки та споруди. Основні положення.
При проектуванні громадських будівель визначають загальну площу, корисну площу, розрахункову площу, площу приміщень, будівельний об’єм будівлі, площу забудови та поверховість будівель.
Поняття про будівлі і споруди
У будівельній практиці розрізняють поняття «будівля» і «споруда».
Будівлі – це споруди, що складаються з несучих та огороджувальних або сполучених (несучо-огороджувальних) конструкцій, які утворюють наземні або підземні приміщення, призначені для проживання або перебування людей, розміщення устаткування, тварин, рослин, а також предметів.
Споруди – це будівельні системи, пов’язані із землею, що створені з будівельних матеріалів, напівфабрикатів, устаткування та обладнання в результаті виконання різних будівельно-монтажних робіт.1
До будівель відносяться: житлові будинки, гуртожитки, готелі, ресторани, торговельні будівлі, промислові будівлі, вокзали, будівлі для публічних виступів, для медичних закладів та закладів освіти тощо.
Інженерні споруди – це об’ємні, площинні або лінійні наземні, надземні або підземні будівельні системи, що складаються з несучих та в окремих випадках огороджувальних конструкцій і призначені для виконання виробничих процесів різних видів, розміщення устаткування, матеріалів та виробів, для тимчасового перебування і пересування людей, транспортних засобів, вантажів, переміщення рідких та газоподібних продуктів тощо.
Інженерні споруди класифікуються в основному за інженерним задумом, що визначається цільовим призначенням об’єкта.
До інженерних споруд відносяться: транспортні споруди (залізниці, шосейні дороги, злітно-посадкові смуги, мости, естакади тощо), трубопроводи та комунікації, дамби, комплексні промислові споруди, спортивні та розважальні споруди тощо.
Будівлі, залежно від призначення, поділяють на громадські, промислові і сільськогосподарські. До громадських відносять будівлі, призначені для обслуговування побутових і громадських потреб людей. Їх поділяють на житлові (житлові будинки, готелі, гуртожитки) і громадські (адміністративні, навчальні, культурно-освітні, спортивні, тощо). До промислових відносяться будівлі, в яких виконують різні виробничі процеси, пов’язані з видобутком сировини, її обробкою і виробництвом продукції (цех, майстерня, гараж). Сільськогосподарськими називають будівлі, що обслуговують потреби сільського господарства (пташник, зерносховище, корівник).
Внутрішній простір будівель поділяється на окремі приміщення (кімната, кухня, аудиторія). Приміщення, розташовані на одному рівні, утворюють поверх. Залежно від розташування рівня підлоги поверху по
відношенню до тротуару або вимощення, поверхи називають наземними – поверхи з позначкою підлоги приміщень не нижче планувальної позначки землі, підземними – поверхи, позначка стелі якого знаходиться нижче рівня планувальної позначки землі, цокольними – поверхи з позначкою підлоги приміщень нижче планувальної позначки землі на висоту не більше половини висоти приміщень, що в ньому розташовані, підвальними – поверхи з позначкою підлоги приміщень нижче планувальної позначки землі більше, ніж на половину висоти приміщень, технічними – поверхи для розміщення інженерного обладнання і прокладання комунікацій; можуть бути розташовані у нижній (технічне підпілля), верхній (технічне горище) або середній частині будинку і мансардними (мансарда) – поверхи у горищному просторі, фасади яких повністю або частково створені поверхнею (поверхнями) нахиленого чи ламаного даху, при цьому лінія перетину площини даху і площини фасаду повинна бути на висоті не більше 1,5 м від рівня підлоги мансардного поверху.
Усі будівлі складаються з окремих взаємозв'язаних між собою частин або елементів, які доповнюють один одного: об'ємно-планувальних елементів, тобто великих частин, на які можна розчленувати всю будівлю (поверх, окреме приміщення, сходова клітка); конструктивних елементів, які визначають структуру будівлі (фундаменти, стіни, перекриття, дах); будівельних виробів, тобто порівняно дрібних деталей, з яких складаються конструктивні елементи (перемичка, панель перекриття, фундаментний блок, сходова площадка). Систему розташування приміщень у будівлі називають об’ємно-планувальним вирішенням.
2. Конструктивні елементи цивільних будинків. Конструктивні схеми будівель.
Конструктивні елементи будівель
Конструктивні елементи будівель поділяють на огороджуючі, які відокремлюють приміщення від зовнішнього середовища або одне від одного; несучі, що приймають навантаження, які діють у будівлі; і елементи, які суміщають огороджуючі та несучі функції. Основні конструктивні елементи будівель – це фундаменти, стіни, окремі опори, перекриття, перегородки, сходи, дахи (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Об’ємно-планувальні і конструктивні елементи будівлі: 1 – сходова клітка; 2 – кімната; 3 – фундамент; 4 – перекриття над підвалом; 5 – внутрішня стіна; 6 – перегородка; 7 – міжповерхове перекриття; 8 – зовнішня стіна; 9 – горищне перекриття; 10 – дах; 11 – вікно; 12 – сходи; 13 – двері
Фундаменти – це підземні частини будівель, що сприймають навантаження від розташованих вище них конструкцій і передають їх на основи. Нижню площину фундаменту, що стикається з основами, називають
підошвою. Фундаменти є несучими конструкціями, а якщо вони застосовуються для утворення підвалів, то одночасно й огороджувальними.
Стіни – звичайно, вертикальні конструкції, що відокремлюють приміщення від зовнішнього простору (зовнішні стіни) або від інших приміщень (внутрішні). У цьому полягає їхня огороджувальна функція. Якщо стіни несуть навантаження тільки від власної ваги, вони – самонесучі, і виконують лише огороджувальну (захисну, ізолюючу і т.п.) функцію. Коли стіни сприймають ще навантаження від перекриттів і даху, що спираються на них, тоді їх називають несучими, хоча одночасно вони виконують і огороджувальну функцію. Якщо стіни (наприклад, розрізані по висоті поверхів на великі панелі) самі спираються на колони чи на міжповерхові перекриття, вони виконують лише огороджувальну функцію і є навісними.
За своїм місцезнаходженням у будівлі стіни можуть бути подовжніми і поперечними; останні, якщо вони зовнішні, є торцевими.
Перекриття – горизонтальні конструкції, що розділяють внутрішній простір будівлі на поверхи та призначені для розташування на них людей, меблів і устаткування. Вони сприймають ці навантаження і передають їх на вертикальні несучі конструкції (стіни, стовпи, колони). Як структурні частини будівлі перекриття виконують також і огороджувальну функцію (зверху і знизу суміжних приміщень). Окрім того, вони мають важливе значення у забезпеченні просторової стійкості та жорсткості будівель.
У залежності від місцезнаходження в будівлі перекриття бувають:
- нижні, що відокремлюють перший (нижній) поверх від ґрунту;
- надпідвальні, що відокремлюють підвальний чи цокольний поверх;
- міжповерхові, що розділяють суміжні по висоті поверхи;
- горищні або верхні (при відсутності горища), що відділяє горище і верхній поверх.
Функції їх як огороджуючих конструкцій різні: міжповерхові є внутрішніми огороджуючими конструкціями і їх основна функція з точки зору будівельної фізики – звукоізоляційна, інші перекриття є зовнішніми, і їх основна функція – теплоізоляція приміщень.
Зверху перекриття звичайно мають підлогу – конструктивний елемент, що лише огорожує, у виді настилу, по якому ходять.
Окремі опори – це стійки (колони, стовпи) для підтримки перекриттів, стін чи даху; вони передають їх навантаження на фундаменти.
Перекриття спираються на колони, але частіше – на покладені по колонах балки перекриттів (прогони чи ригелі).
Колони і балки утворюють каркас будівель, який для забезпечення геометричної незмінюваності має вертикальні сталеві зв’язки (тобто трикутного обрису стрижні) або залізобетонні діафрагми (тобто тонкі жорсткі стінки), що з’єднані з колонами і балками. При відсутності зв’язків чи діафрагм вузли сполучення між колонами і балками мають бути жорсткими (не шарнірними). Усі елементи каркасу є суто несучими.
Дах – верхня частина будівлі, що відокремлює його внутрішній простір від зовнішнього середовища і захищає від атмосферних опадів і інших
навантажень та дій згори. Для водовідведення дах виконують зі схилами (похилими площинами), по яких утворюють верхню водонепроникну оболонку
– покрівлю. Під нею дах має внутрішній простір – горище. Навантаження на дах сприймають її несучі елементи – крокви. Таким чином, дах сполучає несучу й огороджувальну функції, а покрівля виконує лише огороджувальну функцію.
Дах разом з горищним перекриттям називають покриттям. У багатьох будівлях дах не має горища. Тоді функції горищного перекриття і даху поєднують в одній конструкції – суміщеному покритті.
Перегородки – тонкі внутрішні стінки, що поділяють внутрішній простір в межах одного поверху на окремі приміщення. Перегородки спираються на перекриття і ніякого навантаження (окрім власної ваги) не несуть, тому є огороджувальною частиною будівлі.
Сходи служать для сполучення між поверхами, витримують навантаження від ваги людей і інші. Їх, зазвичай, розташовують в окремих приміщеннях – сходових або сходово-ліфтових клітках. Тому власне сходи є несучими конструкціями, а клітки – суміщають несучі та огороджувальні функції. При цьому сходові або сходово-ліфтові клітки утворюють просторову жорстку одночасно конструктивну і об’ємно-планувальну структурну частину будівлі, що називається ядром жорсткості.
Для природного освітлення приміщень та їх провітрювання служать вікна – засклені конструкції, що вставляються у віконні прорізи зовнішніх або (рідше) внутрішніх стін.
Сполучення між приміщеннями на одному поверсі, а також між приміщеннями і зовнішнім простором здійснюють за допомогою дверей – глухих або частково (іноді цілком) засклених конструкцій, котрі вставляють у дверні прорізи внутрішніх і зовнішніх стін.
Багатоповерхові, переважно, житлові або громадські будівлі можуть мати літні приміщення, які забезпечують зв’язок внутрішніх приміщень на поверхах із зовнішнім простором. До них відносяться балкони, лоджії й еркери, а також тераси, веранди.
Балкони – це винесені за площину зовнішньої стіни огороджені консольні (тобто без опор на вільних кінцях) площадки.
Лоджії, на відміну від балконів, мають по бічних сторонах глухі опори – стіни на всю ширину площадки (виносні лоджії) чи є відкритими, відгородженими внутрішніми приміщеннями (вбудовані лоджії).
Еркери – це частково винесені за площину зовнішньої стіни внутрішні приміщення, що мають з трьох боків вікна.
Тераси – криті чи відкриті площадки, прибудовані до одноповерхових будинків або влаштовані на пласких покриттях багатоповерхових будівель.
Веранди – неопалювані засклені приміщення перед входом в основні приміщення малоповерхових, переважно, присадибних будинків.
Інші архітектурно-конструктивні елементи будівель:
- вимощення – звичайно асфальтові смуги, виконані впритул навкруги будівлі з ухилом назовні для відведення води (дощової, талої);
- ліхтарі верхнього природного світла – засклені конструкції, що влаштовують у покриттях;
- тамбури – невеликі обгороджені приміщення на першому поверсі з двома парами дверей усередині чи зовні будівель, що служать для збереження в них тепла у зимовий період при відкриванні дверей;
- козирки – невеликі навіси над вхідними дверима будівель, а також над верхніми балконами та лоджіями;
- ґанки – вхідні площадки у зовнішніх дверей; тощо.
Конструктивні типи і конструктивні схеми цивільних будівель
Основою конструктивного вирішення будівель є вибір конструктивної й будівельної системи, а потім – конструктивної схеми.
Конструктивна система – це сукупність взаємозв’язаних вертикальних і горизонтальних несучих елементів (конструкцій) будівлі, які забезпечують його міцність, жорсткість та стійкість.
Будівельна система – це комплексна характеристика конструктивного вирішення споруди за матеріалом та технологією зведення основних несучих конструкцій. Будівельні системи бувають традиційні, монолітні та повнозбірні.
Конструктивна схема будівлі є варіантом конструктивної системи за ознаками складу й розміщення у просторі основних несучих конструкцій. Її вибирають на початковій стадії проектування з урахуванням об’ємно- планувальних, конструктивних і технологічних вимог.
Фундаменти, стіни, окремі опори й перекриття з’єднуються між собою в просторі, утворюючи несучий кістяк будівлі.
У залежності від виду основних несучих елементів кістяка будівлі мають такі конструктивні типи: безкаркасний, каркасний, з неповним каркасом (рис. 2.2).
У безкаркасних будівлях навантаження від перекриття приймається стінами, тому цей конструктивний тип будівлі ще називають з несучими стінами. Безкаркасні будівлі складаються з системи комірок, утворених стінами та перекриттями (рис. 2.2 а). Цей конструктивний тип будівель найбільше розповсюджений при будівництві житлових будинків, шкіл та інших громадських будівель.
Рис. 3.2. Конструктивні типи громадських будівель: а – безкаркасний; б – каркасний; в – з неповним каркасом. 1 – несучі стіни; 2 – міжповерхове перекриття; 3 – колони; 4 – ригель; 5 – ненесучі стіни
У каркасних будівлях навантаження від перекриття приймається каркасом (колонами, ригелем, прогонами, фермами). Каркасний тип будівлі являє собою багатоярусну просторову систему, яка складається з колон і міжповерхового перекриття (рис. 3.2 б). Оскільки несучими елементами в таких будівлях є колони, ригелі та перекриття, то стіни виконують у них огороджуючу роль. Такий тип будівель найчастіше використовують для будівель підвищеної поверховості, а також тоді, коли необхідно мати приміщення великих розмірів, вільних від внутрішніх опор.
У будівлях з неповним каркасом (рис. 2.2 в) навантаження від перекриття приймається внутрішнім рядом колон і зовнішніми стінами. У цих будівлях внутрішні стіни замінюються внутрішнім каркасом, одним або декількома рядами колон, по яких укладаються ригелі. На ригелі спираються плити перекриття.
Включення в несучий кістяк будівлі елементів внутрішнього каркаса дає економію стінового матеріалу і збільшує при однакових розмірах будівлі її корисну площу.
Кожний конструктивний тип будівлі має декілька конструктивних схем, які відрізняються взаємним розташуванням несучих елементів.
Для безкаркасних типів будівель (рис. 2.3) характерні такі конструктивні схеми: з повздовжнім розташуванням несучих стін (в цьому випадку на поздовжні стіни спираються плити перекриття); з поперечним розташуванням несучих стін (коли на поперечні стіни спираються плити перекриття); перехресна – зі спиранням плит на поздовжні та поперечні стіни (по контуру).
Рис. 2.3. Конструктивні схеми безкаркасних будівель: а – з повздовжнім розташуванням несучих стін; б – з поперечним розташуванням несучих стін; в – з поперечними і повздовжніми несучими стінами. 1 – зовнішні і внутрішні несучі стіни; 2 – плити міжповерхового перекриття; 3 – внутрішні поперечні несучі стіни; 4 – торцева несуча стіна; 5 – повздовжні і поперечні несучі стіни; 6 – плити перекриття, оперті по контуру
Будівлі каркасного типу (рис. 2.4) можуть мати схеми: з поперечним розташуванням ригелів, з поздовжнім розташуванням ригелів, з перехресним розташуванням ригелів, безригельні.
Будівлі з неповним каркасом (рис. 2.5) можуть мати схеми: з поздовжнім розташуванням ригелів, з поперечним розташуванням ригелів, безригельні.
Порівняно з конструктивним типом будівлі, конструктивні схеми дають глибшу характеристику особливостям несучого кістяка будівлі (рис. 2.6).
Вибір конструктивної схеми впливає на об’ємно-планувальне рішення будівлі та визначає тип його основних конструкцій.
Рис. 2.4. Конструктивні схеми каркасних будівель: а – з поперечним розташуванням ригелів; б – з поздовжнім розташуванням ригелів; в – з перехресним розташуванням ригелів; г – безригельна. 1 – колони; 2 – ригелі; 3 – самонесучі стіни; 4 – плити міжповерхового перекриття; 5 – повздовжній ригель; 6 – між колонні плити перекриття
Рис. 3.5. Конструктивні схеми будівель з неповним каркасом: а – з поздовжнім розташуванням ригелів; б – з поперечним розташуванням ригелів; в – безригельні. 1 – зовнішні стіни; 2 – колони; 3 – міжповерхові плити перекриття; 4 – ригелі; 5 – плити перекриття

Забезпечення просторової жорсткості будівель
Будівля під час дії на неї вертикальних і горизонтальних навантажень повинна бути міцною (не руйнуватися); стійкою – зберігати рівновагу під час дії горизонтальних сил; повинна мати просторову жорсткість, тобто не деформуватись (не змінювати конструктивну основу будівлі). Зі збільшенням кількості поверхів збільшується навантаження на будівлю. Стійкість і просторову жорсткість будівлі забезпечують за допомогою спеціальних заходів. У безкаркасних будівлях (рис. 2.7 а) просторову жорсткість забезпечують влаштуванням внутрішніх поперечних стін і стін сходових кліток, зв’язаних з поздовжніми стінами; міжповерховими перекриттями, які зв’язують стіни між собою і розділяють їх на окремі яруси за висотою. Перекриття повинно виконуватись як жорсткий монолітний диск.
Рис. 2.7. Конструктивні елементи, які забезпечують просторову жорсткість будівлі: а – безкаркасної; б – каркасної;. 1 – міжповерхове перекриття; 2 – поперечна стіна; 3 – стіни сходової клітки; 4 – стінки жорсткості; 5 – плити розпірки
У каркасних будівлях (рис. 2.7 б) просторова жорсткість досягається влаштуванням: багатоярусної рами, утвореної просторовим сполученням колон, ригелів й перекриття; стінок жорсткості, поставлених між колонами на кожному поверсі; плит-розпорок, покладених в перекриттях між колонами; стін сходових кліток і ліфтових шахт, зв’язаних з конструкціями каркасу; надійного спряження елементів каркаса у стиках і вузлах.
3. Вимоги до будівель. Класифікація будівель.
Вимоги до будівель
Будь-який будинок повинен відповідати таким основним вимогам:
1) функціональній доцільності, тобто будівля повинна цілком відповідати тому процесу, для якої вона призначена (зручність проживання, праці, відпочинку тощо);
2) технічній доцільності, тобто будинок повинен надійно захищати людей від зовнішніх впливів (низьких чи високих температур, опадів, вітру), бути міцним і стійким, витримувати різні навантаження, і довговічним, зберігаючи нормальні експлуатаційні якості в часі;
3) архітектурно-художній виразності, тобто будинок повинен бути привабливим по своєму зовнішньому (екстер'єрі) і внутрішньому (інтер’єру) виду, сприятливо впливати на психологічний стан і свідомість людей;
4) економічній доцільності, що передбачає найбільш оптимальні для даного виду будинку витрати праці, засобів і часу на його зведення. При цьому необхідно також поряд з одноразовими витратами на будівництво враховувати і витрати, зв'язані з експлуатацією будинку.
Безумовно, комплекс цих вимог не можна розглядати у відриві одне від одного. Звичайно, при проектуванні будинку прийняті рішення є результатом погодженості з урахуванням усіх вимог, що забезпечують його наукову обґрунтованість.
Основною з перелічених вимог є функціональна, або технологічна доцільність: оскільки будівля є середовищем для здійснення людьми найрізноманітніших процесів, праці, побуту і відпочинку, то приміщення будівлі повинні якомога повніше відповідати тим процесам, на які це приміщення розраховане. Технічна доцільність будівлі визначається вираженням її конструкції, яке має врахувати усі зовнішні впливи, що сприймаються будівлею в цілому та її окремими елементами. Ці впливи поділяють на силові й несилові (вплив середовища) (рис. 1.1). До силових відносять навантаження від власної ваги людей, устаткування, снігу, вітру. До несилових відносять температурні впливи, впливи атмосферної і ґрунтової вологи – тобто вплив середовища. З урахуванням впливів будівля повинна задовольняти вимоги міцності, стійкості і довговічності. Міцність будівлі – це здатність сприймати впливи без руйнування й істотних залишкових деформацій. Стійкість (жорсткість) будівлі – це здатність зберігати рівновагу під час зовнішніх впливів. Довговічність означає міцність, стійкість, схоронність як будівлі в цілому, так і її елементів в часі. Економічна доцільність у вирішенні технічних завдань передбачає забезпечення міцності, стійкості будівлі, її довговічності. При цьому потрібно, щоб вартість, затрати праці, витрати основних матеріалів – на 1 м2 площі , або 1 м3 обсягу будівлі – були найменшими. Зменшення вартості будівлі можна досягнути раціональним плануванням будівлі, а також внутрішнім і зовнішнім опорядженням; вибором найоптимальніших конструкцій з урахуванням виду будівель та умов їх експлуатації; застосуванням сучасних методів і прийомів виконання будівельних робіт з урахуванням досягнень будівельної науки і техніки.
Усі будівлі складаються з окремих взаємнозв’язаних між собою частин або елементів, які доповнюють один одного:
- об’ємно-планувальні елементи, тобто великі частини, на які можна розчленувати всю будівлю (поверх, окреме приміщення, сходова клітка);
- конструктивні елементи, які визначають структуру будівлі (фундаменти, стіни, перекриття, дах);
- будівельні вироби, тобто порівняно дрібні деталі, з яких складаються конструктивні елементи (перемичка, панель перекриття, фундаментний блок, сходова площадка).
Систему розташування приміщень у будівлі називають об’ємно- планувальним рішенням.
Форма будівлі, її розміри, поверховість та інші характерні ознаки визначаються в ході проектування з урахуванням її призначення.
Рис. 3.1. Зовнішні впливи на будівлю
Класифікація будівель
Будівлі класифікують за різними ознаками, що наведені нижче
|
|
|
Класифікація будівель |
|
|
|
|
|
за призначенням |
► |
цивільні: житлові – для постійного або тимчасового проживання; громадські – для соціального обслуговування; |
|
|
|
|
→ |
► |
промислові – для розміщення виробництва; |
|
|
|
|
|
|
► |
сільськогосподарські – для розміщення сільськогосподарських виробництв |
|
|
|
|
|
|
за поверховістю |
► |
малоповерхові (до 5 поверхів); |
|
|
|
|
→ |
► |
середньої поверховості (5-12); |
|
|
|
|
|
|
► |
висотні (понад 12 поверхів) |
|
за конструкцією стін |
► |
дрібноелементні: із дрібнорозмірних елементів (цегли, керамічного каменю, дрібних блоків); |
|
|
|
|
→ |
► |
крупноелементні: з великих блоків, панелей, об’ємних блоків |
|
|
|
|
|
|
|
► |
повнозбірні, які монтуються з конструкцій та деталей заводського виготовлення; |
→ |
за способом спорудження |
► |
неіндустріальні, які викладаються з дрібно штучних виробів (цегла, керамічний камінь); |
|
|
|
|
|
► |
збірно-монолітні, при спорудженні яких використовують як монолітні, так і вироби заводського виготовлення |
|
|
|
|
|
|
за довговічністю тобто здатністю конструкцій |
► |
І ступінь – термін служби більш 100 років; |
|
|
|
|
→ |
► |
ІІ ступінь – від 50 до 100 років; |
|
|
|
|
|
|
► |
ІІІ ступінь – від 20 до 50 років; |
|
|
|
|
|
|
► |
ІV ступінь – від 5 до 20 років |
|
|
|
|
|
|
По вогнестійкості, залежності від ступеня загоряння і межі вогнестійкості конструкцій |
► |
І ступінь – будівлі з кам’яними конструкціями; |
|
|
|
|
|
► |
ІІ ступінь – будівлі з кам’яними конструкціями; |
|
|
|
|
|
→ |
► |
. ІІІ ступінь – будівлі з кам’яними конструкціями; |
|
|
|
. |
|
|
► |
. ІV ступінь – будівлі з дерев’яними оштукатуреними конструкціями; |
|
|
|
|
|
|
► |
V ступінь – будівлі з дерев’яними неоштукатуреними конструкціями |
|
|
|
|
|
|
|
► |
. І клас – промислові і громадські будівлі, а також 9-ти поверхові житлові будинки з підвищеними експлуатаційними і архітектурними вимогами; |
|
За капітальністю будівлі поділяють на чотири класи |
|
|
|
|
||
→ |
► |
. ІІ клас – більшість невеликих промислових і громадських будівель, а також житлові будинки до 9-ти поверхів; |
|
|
|
|
|
|
► |
. ІІІ клас – будівлі з середніми експлуатаційними і архітектурними вимогами і житлові будинки до п'яти поверхів; |
|
|
|
|
|
|
► |
ІV клас – відносять тимчасові будівлі з мінімальними експлуатаційними і архітектурними вимогами |
За ступенем довговічності і вогнестійкості та призначенням і значимістю визначають капітальність будівлі.
Клас будівлі визначається при складанні завдання на проектування замовником, згідно вказівок Держстандарту України. Будівлі поділяють на класи для того, щоб вибрати економічно доцільне рішення.