Объемно-конструктивные решения. Инженерное обустройство
Конструктивные системы зданий Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость. Горизонтальные конструкции - перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, передавая их поэтажно на вертикальные несущие конструкции. Последние в свою очередь передают эти нагрузки и воздействия через фундаменты основанию. Области применения основных и комбинированных систем различны. Бескаркасная система является основной в массовом жилищном строительстве домов различной этажности, каркасная и каркаснодиафрагмовая - в строительстве жилых и массовых общественных зданий, ствольную, ствольно-стеновую, каркасноствольную применяют для жилых и общественных зданий высотой более 20 этажей, оболочковую, ствольно-оболочковую, оболочково-дафрагмовую - для многофункциональных зданий выше 40 этажей.
Конструкции семейств ствольных и ствольно-оболочковых систем применяют преимущественно в уникальных высотных зданиях. Массовые объекты строительства проектируют преимущественно на базе разнообразных вариантов каркасных и бескаркасных систем. Варианты бескаркасных систем различают по признаку размещения вертикальных несущих конструкций в здании и расстояния между ними. Так, например, в зависимости от расположения несущих стен в бескаркасном здании различают перекресно-стеновой, поперечно-стеновой и продольно-стеновой варианты конструктивной системы (рис. 5. 23). Конструкции перекрытий, применяемые в массовом строительстве, в зависимости от величины перекрываемого пролета условно делят на перекрытия малого (2, 4 - 4, 5 м) и большого (6, 0 - 7, 2 м) пролета.
Внешние воздействия
К силовым относят следующие виды нагрузок и воздействий: К несиловым относят воздействия: - постоянные нагрузки - от собственной массы конструкций здания и давления грунта основания на его подземную часть; - - длительно действующие временные нагрузки - от технологического оборудования, перегородок, длительно хранимых грузов (книгохранилища и т. п. ), воздействия неравномерных деформаций грунтов основания и т. п. ; пременных температур наружного воздуха, вызывающих линейные (температурные) деформации - изменения размеров наружных конструкций здания или температурные усилия в них при стесненности проявления температурных деформаций вследствие жесткого закрепления конструкций; - атмосферной и фунтовой влаги на материал конструкций, приводящие к изменениям физических параметров, а иногда и структуры материалов вследствие их атмосферной коррозии, а также воздействие парообразной влаги воздуха помещений на материал наружных ограждений, при фазовых переходах влаги в их толще; - солнечной радиации, влияющей на световой и температурный режим помещений и вызывающей изменение физикотехнических свойств поверхностных слоев конструкций (старение пластмасс, плавление битумных материалов и т. п. ). - кратковременные нагрузки и воздействия - от массы подвижного оборудования, людей, мебели, снега, ветра и т. п. ; - особые воздействия - от сейсмических явлений, просадочности лессового или протаявшего мерзлого фунтового основания здания, воздействия деформаций земной поверхности в районах влияния горных выработок и т. п. ; - воздействия, возникающие при чрезвычайных ситуациях - взрывы, пожары и пр.
Основные элементы зданий Основание - толща фунта, воспринимающая непосредственно все нагрузки и воздействия от здания. Фундаменты - подземная часть вертикальных несущих конструкций здания (стен, колонн), воспринимающая все приходящиеся на здание силовые нагрузки и воздействия и передающая их основанию. Конструкции фундаментов различны: стены (ленточные фундаменты), отдельные столбы и подушки (столбчатые фундаменты), сваи, сплошная железобетонная плита под зданием. Нижняя горизонтальная плоскость фундаментной конструкции называется подошвой фундамента, а расстояние от поверхности земли до подошвы фундамента - глубиной заложения фундамента. Стены - разделяют по их положению в здании на наружные и внутренние, а по статической функции - на несущие, самонесущие и ненесущие (навесные). Несущие наружные стены воспринимают и передают на фундамент все вертикальные и горизонтальные нагрузки, самонесущие - только нагрузки от собственной массы, ненесущие - передают нагрузку от собственной массы и ветра поэтажно на внутренние несущие конструкции. Несущие наружные стены совмещают несущие и ограждающие функции, защищая помещения от неблагоприятных воздействий внешней среды - холода, атмосферных осадков, шума. Ненесущие наружные стены имеют только ограждающие функции. Внутренние стены также бифункциональны - воспринимают силовые воздействия и защищают ограждаемое помещение от шума. Перекрытия - горизонтальные несущие и ограждающие конструкции. Они разделяют здания на этажи, воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия и передают их поэтажно на вертикальные несущие конструкции. Различают междуэтажные, цокольные и чердачные перекрытия, Основная ограждающая функция междуэтажных перекрытий - защита разделяемых помещений от шума, цокольного и чердачного - от охлаждения. Крыши (покрытия) - верхняя часть здания, предназначенная для защиты от атмосферных воздействий, образованная несущими (стропила, кровельные лотковые панели с поддерживающими их вертикальными конструкциями - стойками, подкосами, фризовыми панелями) и ограждающими гидроизоляционными (кровельными) элементами. Отвод осадков с крыши может быть предусмотрен наружным или внутренним. Перегородки - ненесущие вертикальные конструкции. Они разделяют помещения здания, защищают их от шума и опираются на перекрытия.
Конструкции наружных стен Виды наружных стен по статической функции: а – несущие; б – самонесущие; в – ненесущие (навесные): 1 – перекрытие здания; 2 – колонна каркаса; 3 – фундамент Несущие наружные стены воспринимают и передают на фундаменты собственный вес и нагрузки от смежных конструкций здания: перекрытий, перегородок, крыш и др. (одновременно выполняют несущую и ограждающую функции). Самонесущие наружные стены воспринимают вертикальную нагрузку только от собственного веса (включая нагрузку от балконов, эркеров, парапетов и др. элементов стены) и передают их на фундаменты через промежуточные несущие конструкции – фундаментные балки, ростверки или цокольные панели (одновременно выполняют несущую и ограждающую функции). Ненесущие (навесные) наружные стены поэтажно (или через несколько этажей) опираются на смежные несущие конструкции здания – перекрытия, каркас или стены. Таким образом, навесные стены выполняют только ограждающую функцию.
Крыши
Основные виды плоских крыш Неиспользуемые Это устройство на крыше плоских кровель, которые не будут подвергаться значительным дополнительным нагрузкам, не требует никаких материалов по ее укреплению. Во время установки применяется утеплительный и гидроизоляционный материал. Кроме того, стоимость такой конструкции намного меньше, чем установка других видов кровли. Используемые Этот тип кровли очень распространен и оборудуется он на крыше, которая используется для хранения любых материалов или предполагает присутствия там людей. Во время монтажа этого типа крыши, должно быть проверено качество соединения материала так, чтобы не нарушить целостность покрытия кровли, тем самым снижая степень уплотнения. Если крыша имеет сложную структуру, или на ней есть много труб, антенн и других деталей, то ее установка может занять достаточно много времени. Используемые крыши намного дороже, чем остальные, но они имеют существенные преимущества: кроме дополнительного пространства, они обеспечивают более длительный срок службы. Инверсионные Устройство плоской крыши инверсионного типа состоит в том, что утеплитель находится на влагоизоляционном слое и не подвергается воздействию ультрафиолетового излучения, термическому и механическому воздействию. Геотекстиль и дренажный слой защищают изоляцию от внешних факторов. Завершающим покрытием обычно выкладывается слой плитки. Дополнительная нагрузка на крышу требует заботы, поэтому необходимо тщательно ухаживать за влагоизоляционным слоем. На протяжении всего процесса обустройства плоских крыш инверсионного рода необходим контроль качества на каждом этапе, сделанную ошибку исправить без дополнительных затрат невозможно.
Устройство различных типов плоских кровель Традиционные плоские кровли Традиционные или как их еще называют классические плоские кровли состоят из бетонного основания, на которое настелена пароизоляция, призванная защитить утеплитель от влаги. проникающей из внутренней части помещения. Пароизоляцию производят при помощи армированной стекловолокном битумно-полимерной мембраной или при помощи специальной паробарьерной пленки. Пароизоляцию настилают таким образом, чтобы с краев кровли она поднималась вертикально на высоту утеплителя. На верх пароизоляции укладывают 1 — 2 слоя утеплителя, который накрывают ковром из битумных наплавляемых материалов.
Инверсионные плоские кровли Несколько лет назад у плоских крыш был существенный недостаток – слой гидроизоляции, который укладывался последним и достаточно быстро разрушался. Этому способствовали снег, дождь, град, жара, мороз, и злые ультрафиолетовые лучи солнца. И тогда придумали инверсионную кровлю, лишенную этого недостатка. Технология устройства плоской кровли данного типа происходит следующим образом: на бетон кладут гидроизоляцию, затем теплоизоляцию (оптимально для этого использовать экструдированный пенополистирол, не впитывающий влагу). Следующим идут покрытие из геотекстиля и дренаж. Верхний слой является защитным, и его часто делают насыпным. Подобная технология дает следующие преимущества: Гидроизоляция хорошо спрятана, поэтому разрушить ее не так-то просто. Так как утеплитель расположен сверху, то конденсат не образуется. Если что-то повредилось и требуется ремонт, плиты теплоизолятора легко снять, а затем вновь уложить на место.
Эксплуатируемы плоские кровли Для стандартной террасной крыши характерно наличие железобетонного основания, на котором лежит пароизоляционный слой. Дальше идут теплоизолятор и гидрозащита. А на самом верху имеется террасное покрытие, которое делается очень прочным. Чаще всего для этого используют тротуарную плитку, под которую кладут песчаную подушку (вместо нее возможно применение пластиковых держателей). Плюсы эксплуатируемой крыши: Дополнительное пространство никому не помещает, а использовать его можно как угодно. Воплотив в жизнь интересную дизайнерскую задумку, можно получить на крыше красивейший уголок, где удается расслабиться, отдохнуть в тишине, принять солнечную ванну.
Мембранные плоские кровли Поливинилхлоридная (ПВХ) мембрана хороша тем, что благодаря ее применению, потребность в дополнительном гидроизоляционном слое отпадает. А еще она обладает чудесным качеством – термопластичностью. Это значит, что ее швы легко можно запаять с помощью горячего воздуха. ЭДПМ мембрана изготовлена из синтетического каучука, она упругая, прочная и стойкая к ультрафиолету. В качестве основы под мембранные виды кровли могут использоваться как железобетонные плиты перекрытия, так и металлические профилированные листы. Ну, а теплоизоляцию лучше всего делать из минеральной ваты. Для этого берут либо жесткие плиты этого материала, либо комбинированные. Поливинилхлоридная мембрана устанавливается прямо на основу через слой утеплителя (его надо уложить отдельно). Крепление происходит в тех местах, где между рулонами материала образуются швы. Крепеж применяют специальный. Плюсы мембранной кровли: Оба типа мембран (и ПВХ, и ЭДПМ) служат очень долго, при этом легко переносят любые нагрузки. Производителями выпускаются мембраны большой ширины, что позволяет легко подобрать рулон материала для кровли сложной формы. Швов при этом получится совсем немного. И мороз, и жару подобная кровля переносит отлично. Укладка этого материала не представляет сложности – ведь он очень легкий и поэтому основание усиливать не требуется. Ремонтировать мембраны из поливинилхлорида легко, а после ремонта их свойства ничуть не ухудшаются.
Зеленые плоские кровли В наших «каменных джунглях» людям катастрофически не хватает зелени. Этот недостаток полностью компенсирует крыша подобного типа. Она может стать симпатичным подстриженным газоном, рядами ярких клумб, а иногда и целым сквериком. Только имейте в виду: решать, что на крыше появится садик или газон, нужно заранее – еще в то время, когда дом проектируется. Технология, можно сказать, обычная для плоских кровель. Главное – сделать качественную и надежную защиту от воды. Для устройства такого типа кровли на железобетон кладется гидроизоляционный слой, а сверху закрывается слоем теплоизолятора Далее – геотекстиль и дренаж, в качестве которого служит гравий или щебенка. После этого закрывают дренаж еще одним слоем геотекстиля – чтобы почву не смыл дождь. В самом конце насыпают землю и сажают растения. Плюсы подобной крыши заметны сразу – такой зеленый оазис и здоровья прибавит, и душевное равновесие восстановит.
Разуклонка плоской крыши Согласно СНи. П, при монтаже плоской кровельной конструкции необходимо предусмотреть ее уклон в 1 -4°. Такая конструкция плоских крыш позволяет избежать скопления воды на поверхности покрытия. Для гидроизоляции опасен не только длительный застой воды на определенных участках. Сильная деформация и разрушение внешнего покрытия кровли является следствием многократного повторения процесса замерзания и оттаивания скопившейся влаги. Для разуклонки крыши могут применяться различные материалы. Выбор зависит от их технических характеристик и особенностей монтажа. Легкий бетон с сыпучим полимерным наполнителем (в частности, экструдированным полистиролом) относится к числу популярных материалов. Он достаточно прост в укладке, получившаяся конструкция имеет высокую прочность. Но применение данного материала для разуклонки следует предусмотреть на этапе проектирования здания, так как значительный вес используемого бетона увеличивает нагрузку на перекрытие, стены и фундамент строения. Легкий бетон с наполнителем из перлита или керамзита обладает аналогичными характеристиками, и значительно дешевле, но вес его еще больше, при этом получившийся кровельный пирог менее прочен. Устройство плоской крыши можно вести с применением монолитных утеплителей, позволяющих выполнить разуклонку. В этом случае на подготовленную поверхность монтируется листовой материал (минеральная вата, листы керамзита и т. д. ). Крепление может выполняться на прочный, цепкий клей, исключающий смещение листов со временем. Также могут применяться дюбели с пластиковой распорной частью – контакт металла с основанием крыши желательно исключить, чтобы кровельный пирог не имел мостиков холода.
Сыпучие материалы для разуклонки относятся к наиболее трудоемким для устройства крыш. Сложно заливать бетоном слой сыпучего утеплителя (керамзита или перлита), соблюдая необходимый угол наклона плоскости кровли, так как гранулы могут смещаться. Пенобетон с последующим нанесением слоя фибробетона — это эффективный, но дорогостоящий вариант разуклонки. Пирог с таким теплоизоляционным слоем рассчитан на длительную эксплуатацию. Данная технология требует привлечения опытных специалистов. В соответствии со СНи. П, уклон крыши выполняется в сторону водоприемных воронок (при наличии внутреннего водостока), либо в сторону водоприемных желобов внешней системы водосбора, которые должны крепиться под кровельным ковром либо на наружной стене здания. Водоотвод осуществляется двумя способами: По внутренней системе – в этом случае находящиеся на поверхности крыши фитинги (воронки) собирают водные потоки, после чего направляют в трубы: они смонтированы внутри здания и полностью изолированы от жилых помещений. По внешнему водоотводу – крепление труб осуществляется по внешней поверхности стен дома, благодаря чему их можно без проблем очищать от скопившейся грязи. Минусом наружной системы является частое промерзание труб в зимнее время. Конкретное количество воронок, величина их диаметра, участки расположения рассчитываются с учетом особенностей архитектуры здания, условиями эксплуатации кровли и максимальным количеством атмосферных осадков в данном регионе. Как правило, воронки оснащены фильтрами для предупреждения проникновения в систему листьев, мелких птиц и т. д. Материалами для водоотводной системы служат поливинилхлоридные или металлические воронки. Первые более популярны, поскольку не подвергаются коррозии.
Преимущества и недостатки плоской кровли + Экономится материал (ведь площадь у них намного меньше, чем у скатных). - Сложная структура и высокое качество материалов для данного типа покрытия отображаются на его стоимости. + Экономия теплоизолятора, гидроизоляционного материала и пароизоляционной пленки. - Необходимо тщательное планирование водостоков. + Времени на монтаж плоского покрытия тратится меньше. Ниже и стоимость монтажных работ. - При определенных погодных условиях следует очищать крышу от большого количества скопленного снега. + Кровлю плоского типа не снесет сильный ветер, а иной раз и ураган. - Необходимость регулярно наблюдать за степенью увлажненности утеплителя и сохранением герметичности гидроизоляционного покрытия. + Многофункциональность. В отличие от традиционных кровель, плоское эксплуатируемое покрытие позволяет использовать крышу здания для самых разных целей – спорт, отдых, парковая зона, паркинг, бассейн, теннисный корт и др. - При частых и сильных снегопадах на плоской крыше скапливается большая снежная масса, увеличивающая оказываемую на конструкцию нагрузку и нередко приводящая к протечкам. + Прочность. Благодаря многослойной структуре период эксплуатации данного вида кровли составляет 50 -60 лет. - Есть определенный риск образования засоров во внутренней системе водостока или ее промерзания. + Отличные показатели защиты от очень высоких и низких температур + Производить укладку плоских кровель несравненно удобнее, чем скатных: все материалы можно расположить рядом и работать в безопасном положении. + Существенно упрощается обслуживание плоских крыш и проведение ремонтных работ.
Устройство различных типов скатных кровель
Устройство скатной кровли
Преимущества и недостатки плоской кровли + Разнообразие видов скатной кровли дает возможность использовать многообразие кровельных материалов. Особенности конструкции такой кровли позволят реализовать всевозможные дизайнерские решения. + Скатная крыша дает возможность использовать пространство под крышей как полноценный жилой этаж. + Сохранение тепла, благодаря прослойке воздуха в чердачном пространстве, которая является хорошим утеплителем. + Быстрый отвод дождевой воды с поверхности крыши. - Является значимым элементом здания и требует применения качественных материалов для покрытия крыши. - Стоимость работ и материалов при возведении стропильной системы повышает стоимость крыши. - При сооружении скатной крыши невозможно обойтись без внешнего водостока, а также снегозадержателей и других элементов безопасности. - Затруднен монтаж антенн, систем кондиционирования и другого оборудования.
Кровельные ограждения неэксплуатируемой кровли. Кровельные ограждения эксплуатируемой кровли. Неэксплуатируемая кровля нуждается в периодическом ремонте и постоянном обслуживании. Кровельные ограждения, в этом случае, обеспечивают безопасность тех, кто занимается такими работами. Его высота должна составлять не менее 60 см и не зависит от высоты здания и количества его этажей. Расположенные по горизонтали элементы такого кровельного ограждения не должны располагаться между собой на расстоянии более 30 сантиметров. На этот тип кровли также распространяются требования СНи. П, но предъявляемые ГОСТом технические параметры несколько отличаются: - Кровельные ограждения по высоте имеют минимальные значения – 60 сантиметров. Она не находится в прямой зависимости, ни от высотности здания, ни от его этажности. - Расстояние, которое предусмотрено между балясинами и перекладинами, которые являются отдельными элементами ограждения, составляет не больше 30 см. Для обеспечения безопасности в период эксплуатации и проведения ремонтных работ на скатных кровлях, на них производят монтаж дополнительных элементов – снегозадержателей, кровельных лестниц, мостиков, а также ограждение кровли. Эксплуатируемая кровля имеет конструкцию, которая позволяет людям выходить на крышу и проводить там различные работы – устанавливать оборудование, убирать снег и т. п. Все это подразумевает, что для надежной защиты людей она должна иметь прочное и надежное ограждение кровли. По своим требованиям оно идентично балконному ограждению, а именно: - Когда здание имеет высоту меньше 30 м, минимальная высота ограждения должна быть 110 см, а при высоте более 30 м – 120 см. - При установке парапетного ограждения, высота самого ограждения уменьшается на высоту парапета. - Вертикальные и горизонтальные элементы ограждения должны находиться друг от друга на определенном расстоянии. Вертикальные – не больше 10 см, горизонтальные – не больше 30 см. - Кровельные ограждения кроме решетчатого стального каркаса могут быть оборудованы (согласно ГОСТ) навесным экраном, который изготавливается из особого стекла. Регламентирует требования по устройству ограждений кровли ГОСТ 25772 -83 «Ограждения лестниц, балконов и крыш стальные» .
Безбарьерная среда
Доступ маломобильных групп населения МГН Входные группы
Пандусы. Лестницы
Лифты СП 59. 13330. 2012 Доступность зданий и сооружений для маломобильных групп населения.
Скачать презентацию Объемно-конструктивные решения Инженерное обустройство Конструктивные системы зданий
Объемно-конструктивные решения.pptx