студенты гр СГС-212 Поздышева Светлана Старых Елена Преподаватель

студенты гр. СГС-212 Поздышева Светлана Старых Елена Преподаватель: Столбова И. Д. Основы архитектуры и строительных конструкций. Основы проектирования.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ n n Понятие “Архитектура” включает в себя умение создавать здания и сооружения или их комплексы в соответствии с требованиями, предъявляемыми к объекту, учитывающих: Функционально-технологический процесс; Объёмно-планировочное решение; Прочность и надёжность здания, т. е. его конструктивное решение; Композиционное построение здания и многое другое. Здания – это сооружения, в которых созданы помещения различного назначения, необходимые для многосторонней деятельности человека: - для проживания; - для работы; - для отдыха; - для развлечения; - для учёбы; - и многих других функций.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗДАНИЙ По назначению: 1) Гражданские здания: n жилые: n общественные: - длительного проживания (многоквартирный дом, индивидуальный дом, дома престарелых, инвалидов, детские дома) - кратковременного проживания (общежития, гостиницы) - удовлетворяют многосторонней деятельности человека (учебные заведения, лечебницы, спортивные, торговые, зрелищные сооружения и т. д. )

2) Промышленные здания: - здания основного производства (цеха, ангары, депо) - административно-бытовые - обеспечивающие (склады, резервуары, очистные сооружения) - сельскохозяйственные здания (аграрные и животноводческие) По капитальности (здания характеризуются по огнестойкости и долговечности) n Огнестойкость определяется по: - степени огнестойкости (группа возгорания I-V) - пределу огнестойкости (сопротивление конструкции возгоранию в часах) Долговечность определяется как срок службы основных конструкций здания до потери ими эксплуатационных качеств. I степень – 100 и более лет II степень – 50 и более лет III степень – 20 и более лет n По этажности: n малоэтажные (1 -2 -х этажные) – наличие подвала и лестницы; n средней этажности (3 -5 этажей) – наличие ограждающей кровли; n многоэтажные (6 и более этажей) – наличие лифтов и мусоропроводов; n высотные (10 -40 этажей); n небоскрёбы (много десятков этажей) – наличие коммуникационных систем повышенной мощности.

По материалу стен: n каменные (природный – туф, известняк; искусственный – кирпич, ж. бетон) n деревянные (бревенчатые, брусчатые, каркасно-щитовые) n металлические (металлические оцинкованные) n пластиковые n надувные n комбинированные стены По конструктивным требованиям: n бескаркасные (стеновые) n каркасные (основные вертикальные элементы – колонны; горизонтальные элементы – балки, ригели, фермы, настилы) n смешанные (неполный каркас) По способу монтажа: n сборные n монолитные

ТРЕБОВАНИЯ К ЗДАНИЯМ n Функционально-технологические требования - это оптимальная организация функционального процесса для гражданских зданий или технологического процесса для промышленных зданий.

n Санитарно-гигиенические требования; Требования к микроклимату помещений: • Температура внутреннего воздуха 20 0 С, для ванной комнаты 25 0 С, для спортивных залов 16 -18 0 С; • Относительная влажность воздуха: для жилых помещений 50 -60 %, для ванной комнаты 75 %; • Подвижность воздуха – перемещение воздуха по помещению. 1/10 м/с – нормальный воздухообмен для жилых помещений; • Освещенность неестественным светом; • Звукоизоляция; • Запыленность – показатель, который применяется для промышленных зданий высокоточного производства. n Объемно-планировочные требования - это требования целесообразного n Конструктивные требования – это требования к конструкциям здания: размещения и компоновки помещений определенных размеров и формы в зданиях. - прочности (способность воспринимать силовые нагрузки без разрушения); - долговечности (предельный срок сохранения физических качеств в процессе эксплуатации); - устойчивости; - огнестойкости. Эти требования зависят от воздействия на конструкцию химических и физических факторов.

n Противопожарные требования рассматриваются в двух направлениях: 1 – недопущение (предотвращение пожара) Здание выполняется из нетоксичных несгораемых или трудно сгораемых конструкций. Ограничение в случаях возникновения пожара: деление протяжённых зданий на отсеки противопожарными стенами, применение несгораемых материалов. Для старой городской застройки это мероприятие выразилось в устройстве брандмауэрных (несгораемых) стен между домами. n n 2 – безопасная эвакуация людей в случае возникновения пожара Время эвакуации рассчитывается и сравнивается с нормативным. Путь эвакуации – лестничные клетки, коридоры и двери. Лифт не является путем эвакуации (!), кроме лифтов для инвалидов. Расчет скорости толпы, ширина лестничной клетки, ширина и длина коридора. В конце коридора – окна, незадымляемая лестничная клетка, балкон, лоджия.

n Климатические требования;

n Требования к архитектурно-художественной выразительности здания; Здание должно представлять собой единый композиционный образ. Это достигается за счет применения композиционных средств: симметрия, асимметрия (для выделения доминанты), ритм (закономерность чередования отдельных деталей здания или промежутков между ними, например: ряды окон), масштабность (соответствие объема здания и конструкций здания размеру человека), масштаб (крупность членения здания).

Пропорции к средствам художественной выразительности: • Египетский треугольник (со сторонами 3, 4, 5); • Платоновы тела (куб, тетраэдр вписанные в шар) отношение сторон многогранника, вписанного в шар; • Пропорции золотого сечения – отношение большой стороны к меньшей, как целая к большей; • Скульптура, мозаика, лепнина, фактура материала, цвет, свет (выступ, углубление, подсветка).

n Прочие требования к зданиям: I Геологические факторы; • тип почвы; • наличие вечной мерзлоты (расчет чаши оттаивания или сохранения вечной мерзлоты); • сейсмические зоны (расчет на устойчивость, опрокидывание здания) • ветровая нагрузка; • снеговая нагрузка (особое внимание к районам с устойчивым снеговым покровом). II Социальные факторы; • развитие инфраструктуры (наличие дорог, стройиндустрии, квалифицированных кадров, бытовых условий, наличие всех типов зданий); • религиозные и национальные традиции населения (праздники, мороз, жара). III Экономические требования - требования рационального проектного решения, рациональных строительных технологий и рациональной эксплуатации здания. IV Экологические требования - использование невредных, несгораемых материалов. Сохранение экологии в районах строительства.

Единая модульная система (ЕМС). Принцип индустриализации строительства. ЕМС - принятая в строительстве метрическая система координации размеров. ЕМС предусматривает принцип кратности всех размеров единой величине, называемой модулем. Укрупненные модули: 2 М, 3 М (для гражданских зданий), 6 М (для промышленных зданий), 12 М, 30 М, 60 М. Дробные модули для малых размеров конструкций и деталей: 1/2 М, 1/5 М, 1/10 М, 1/20 М, 1/50 М, 1/100 М. Разбивочные оси – это условные линии, делящие здание на планировочные элементы или на определенные расположения несущих элементов. Основные размеры здания: шаг, пролет, высота этажа. Шаг – расстояние в плане между основными несущими поперечными конструкциями. Пролет – расстояние в плане между продольными разбивочными осями в направлении соответствующим пролетам основных конструкций. Размер пролета больше, чем размер шага. Продольные оси параллельны главному фасаду здания. Поперечные оси перпендикулярны главному фасаду здания.

n 1. Номинальные размеры – это размеры между осями или условными гранями элементов. Номинальные размеры равны модульному значению.

2. Конструктивные размеры – проектные размеры элементов здания (деталей, оборудования и т. д. ), отличающиеся от номинальных размеров величиной нормируемого зазора. 3. Натуральные или фактические размеры элемента – это реальные размеры конструкции, изготовленной на заводе, которая отличается от конструктивных размеров величиной установленного допуска (брак).

Привязка конструктивных элементов здания к осям Привязка – расстояние от модульной координационной оси (продольной или поперечной) до грани или геометрической оси конструктивного элемента. Привязки для бескаркасных зданий: Привязка внутренней несущей стены. Привязка наружной ненесущей стены (нулевая привязка) - проходит по внутренней или наружной грани стены.

Привязка наружной несущей стены Привязки для каркасных зданий: 1) Привязка внутренней колонны идет по геометрическому центру колонны 2) Привязка наружной колонны к стене 3) Нулевая привязка проходит по грани колонны и грани стены.

Принцип индустриализации строительства Типизация (от греч. tipys - образец) – техническое направление в проектировании и строительстве, позволяющее многократно осуществлять строительство зданий и сооружений, изготовление конструкций и деталей на основе специально разработанных (образцовых) проектов с применением унифицированных и стандартизированных объемно-планировочных решений (ОПР) и конструктивных решений (КР) с учетом современных технологий. Типовые проекты привязываются для разных климатических районов в зависимости от температуры, влажности, ветрового напора, количества снеговых осадков и типов грунтов, от наличия местных строительных материалов (до 60 -70 х г. г. XX в. ). Сейчас основным принципом индустриализации строительства считается унификация. Унификация – это установление целесообразной однотипности ОПР и КР зданий и сооружений, строительных конструкций, деталей и оборудования с целью сокращения типоразмеров и обеспечения взаимозаменяемости деталей. Стандартизация – установление и применение определенных правил с целью упорядочения деятельности в определенной области (строительстве). Это свод нормативных документов в строительстве (СНи. П, СП, ГОСТ и т. д. ) На современном этапе индустриализация строительства начинает осуществляться за счет автоматизации технологических процессов.

Конструктивные системы здания n Каркасная система с пространственным рамным каркасом применяется преимущественно в строительстве многоэтажных сейсмостойких зданиях (в 9 и более этажей), а также в обычных условиях строительства при наличии соответствующей производственной базы. Каркасная система – основная в строительстве общественных и промышленных зданий. В жилищном строительстве объём её применения ограничен по экономическим соображениям. n Бескаркасная система – самая распространённая в жилищном строительстве, её используют в зданиях различных планировочных типов высотой от одного до 30 этажей.

n Объёмно-блочная система зданий в виде группы отдельных несущих столбов из установленных друг на друга объёмных блоков применяется для жилых домов высотой до 12 этажей в обычных и сложных грунтовых условиях. Столбы объединяют друг с другом гибкими или жёсткими связями. n Ствольную систему применяют в зданиях высотой более 16 этажей. Наиболее целесообразно применение ствольной системы для компактной в плане многоэтажных зданий, особенно в сейсмостойком строительстве, а также в условиях неравномерных деформаций основания (на просадочных грунтах, над горными выработками и т. п. ).

n Оболочковую систему применяют для одноэтажных зданий больших площадей, перекрываемых большепролётными покрытиями (залы различного назначения).

Объёмно планировочные решения здания Расположение (компоновка) помещений заданных размеров и форм в одном комплексе, подчинённое функциональным, техническим, архитектурно-художественным и экономическим требованиям, называется объёмно-планировочным решением здания (ОПР). 1) Коридорная система планировки – система расположения помещений в плане здания, соединённых коридором. а) собственно-коридорная система

б) галерейная система в) коридорно-кольцевая система

2) Анфиладная система – если помещения соединяются друг с другом непосредственно через проёмы в стенах или перегородках. 3) Зальная система – предусматривает одно главное помещение здания, определяющее его функциональное назначение, вокруг которого группируются остальные необходимые помещения.

4) Секционная система (для жилых домов) – система квартир, объединённых одной лестничной клеткой. 5) Смешанная система – для зданий, объединяющих помещения с различными функциональными процессами (главные и подсобные).

Теоретические приёмы построения композиций: n Центрическая композиция предполагает наличие центрального объёма, около которого группируются одинаковые по размеру соподчинённые объёмы. n Фронтальная – композиция, объёмы которой развиты в одном направлении.

n. Свободная композиция – не подчинена строгим геометрическим закономерностям. n. Особый вид сложных объёмных композиций представляют композиции комплексов зданий, в которых в качестве компонентов выступают не отдельные слагающие здание объёмы, а сами здания. Высотная композиция отличается преобладанием размера высоты сооружения над его размерами в плане. (Empire State Building и Burj Khalifa) n n Глубинная композиция развита в направлении перпендикулярном к фронту здания.

Части здания и строительные конструкции Конструкция подземной части здания. Основание фундамента. Основание – грунты, находящиеся под землей. 1. прочные – скальные породы, суглинки, глины, супеси; 2. слабые – мелкопесчаные и лессовые грунты; (пылеобразные) 3. особое основание – вечная мерзлота, карстовое основание. (пещеры, метро) n n Усиление слабых оснований: для глинистых грунтов применяется метод спекания грунта: образование твердого камня в виде кирпича из глины. для песчаных грунтов применяется метод силикатизации: песок спекается в стекло лессовые грунты предварительно уплотняются, в них вставляется вибратор и за счет тряски происходит уплотнение грунта. После этого основание прокатывается катками. вечная мерзлота (сохранение вечной мерзлоты за счет продувания конструкций или расчет чаши оттаивания).

Классификация фундаментов n фундаменты глубокого заложения - для слабых грунтов (сваевые грунты) Сваи считаются частью основания, а раствор частью фундамента. Оголовок сваи срубается до проектной отметки. Висячие сваи уплотняют грунт между ними. Классификация свай: - железобетонные (9 и 12 м) (сборные) n - монолитные бетонные сваи n - металлические (полые металлические трубы) n - деревянные сваи (из лиственницы) для подпоры мостов, домов. n

n Фундаменты мелкого заложения: Столбчатый фундамент Фундамент «Стаканного типа» Плитный фундамент Ленточный фундамент

Материалы фундаментов: 1) фундаменты бетонные из сборных блоков 1) 2) монолитные бетонные 3) фундаменты из бутобетона 4) бутовая кладка 2) 5) кирпичный столбик (для столбчатого фундамента) 3) 5) 4)

Гидроизоляция фундамента – защита фундамента от грунтовых вод. Гидроизоляция бывает: горизонтальная и вертикальная. n Вертикальная гидроизоляция устраивается от подошвы фундамента до верха отмостки. (обмазочная битумом за два раза) n Горизонтальная гидроизоляция делается от 10 до 20 см от верха отмостки и на 10 -20 см ниже, чем перекрытия 1 -го этажа. Горизонтальная гидроизоляция – оклеечная (рубероид по всей ширине стены). Если горизонт грунтовых вод выше, чем фундамент, то делается обмазка жирной глиной. Если обмазки недостаточно, то по слою рубероида делают кладку из кирпича, а потом обмазывают глиной. Дренажный слой – это слой, через который вода из-под дома уходит в грунт. Продух устраивается над горизонтальной гидроизоляцией. Наружная часть стены от отмостки до перекрытия 1 -го этажа называется цоколем. Цоколь облицовывается плиткой на гидрофобном растворе или штукатурится штукатуркой с гидрофобными добавлениями.

Схемы разрезов по фундаменту Схема для столбчатого фундамента Схема для ленточного фундамента

Стены. Элементы стен: Панели стеновые Панели – крупные плиты малой толщины. В бескаркасных зданиях панели устраиваются с поперечным расположением несущих стен, реже с продольным расположением. Разрезка панелей - глухая - с окнами Слабое место панелей – это стык панелей. Объемные блоки (как компоновочные узлы): с/у, лифтовые шахты, лестничные клетки.

Крупные блоки (устаревший материал, используется как местный или градообразующий материал). Стены из штучных материалов: а) кирпичные стены, выполненные кладкой. Кладка – конструкция, состоящая из отдельных мелких камней, швы между которыми заполняются строительным раствором. Кладка бывает: n Сплошная n облегченная (колодцевая) n однорядная n многорядная

б) Стены из укрупненных камней: n природные камни (туф, ракушечник, известняк) n искусственные камни (бетонные, керамические) в) Стены из мелких блоков. Являются переходными элементы от ручного труда к механизированному труду. Мелкие блоки целесообразны в качестве местного дешевого материала. пустотные кирпичи щелевые кирпичи

Крыши. Классификация крыш: По принципиальному решению крыши бывают: n n Чердачные Бесчердачные n с холодным чердаком (утепляется само чердачное перекрытие) с тёплым чердаком (мансарда) (утепляется сама крыша и чердак) По типу чердака: n По уклону крыши: n n n скатные малоуклонные плоские n n односкатные крыши двухскатные четырехскатные многоскатные По архитектурным формам:

Водоотвод с крыши: Наружный (при наружном водостоке устраивается карнизное завершение стены) - организованный - неорганизованный Внутренний водоотвод (применяется для многоэтажных домов, при внутреннем водостоке устраивается парапетное завершение стены)