НМЦ

БУДІВЕЛЬНІ КОНСТРУКЦІЇ

Електронний посібник

 

ВФПО

ІІ. ЦИВІЛЬНІ БУДИНКИ ТА ЇХ КОНСТРУКЦІЇ

 

3. Основні елементи і конструктивні схеми громадських будинків

3.1. Конструктивні елементи будівель

3.2. Конструктивні типи та схеми будівель

3.3. Забезпечення просторової жорсткості будівель

 

3. Основні елементи і конструктивні схеми громадських будинків

3.1. Конструктивні елементи будівель

 

Основні конструктивні елементи цивільних будинків – це фундаменти, стіни, перекриття, окремі опори, дахи, сходи, вікна, двері й перегородки (рис. 3.1.1).

 

Конструктивні елементи будівель

https://youtu.be/cMvQnRCqmR8

 

Рис. 3.1.1. Основні конструктивні елементи будинку з цегляними несучими стінами:

1 – підошва;

2 – підвальне перекриття;

3 – фундаменти;

4 – стеля;

5 – нижнє перекриття;

6 – підпілля;

7 – перегородка;

8 – навантаження від власної маси, людей і устаткування;

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 – піддашок;

20 – коньковий прогін;

21 – підкіс;

22 – стійка;

23 – коньок;

24 – слухове вікно;

25 – сніг;

26 – карниз;

27 – мауерлат;

28 – вікно;

29 – дверне полотно;

30 – ґанок;

31 – цоколь;

32 – підвал;

33 – ґрунтова волога

 

Фундаменти є підземною конструкцією, що сприймає все навантаження від будівлі і передає його на основу (ґрунт).

 

Роботи нульового циклу

https://youtu.be/ZuVYsbQD6RU

 

Стіни за своїм призначенням і місцем розташування в будинку поділяють на зовнішні й внутрішні, та є вертикальними огородженнями, одночасно виконуючи несучу функцію. Залежно від цього вони поділяються на несучі й ненесучі. Несучими 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 опирання перегородок не потрібне влаштування фундаментів.

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

Окремі опори – несучі вертикальні елементи (колони, стовпи, стояки), що передають навантаження від перекриттів та інших елементів будинку на фундаменти. Перекриття опираються на вкладені по колонах спеціальні балки (прогони чи ригелі), а іноді й безпосередньо на колони.

Розташовані всередині будинку окремі опори й балки утворюють внутрішній каркас будинку.

Перекриття являють собою горизонтальні несучі конструкції, що спираються на несучі стіни чи стовпи і сприймають передані на них постійні й тимчасові навантаження. Водночас перекриття, зв'язуючи між собою стіни, значно підвищують їхню стійкість і збільшують просторову жорсткість будинку загалом. Залежно від місця в будинку перекриття поділяють на міжповерхові (відокремлюють суміжні поверхи), горищні (між верхнім поверхом і горищем), підвальні (між першим поверхом і підвалом) і нижні (між першим поверхом і підпіллям).

Дах є конструктивним елементом, що захищає приміщення і конструкції будинку від атмосферних опадів. Він складається з несучих елементів і огороджувальної частини. Дах, суміщений з перекриттям верхнього поверху, тобто без технічного поверху (чи горища), називається суміщеним дахом чи покриттям. Добре виконані плоскі суміщені дахи дешевші скатних як у будівництві, так і в експлуатації. Крім того, плоскі дахи можна використовувати як майданчики для відпочинку та інших цілей.

Сходи служать для сполучення між поверхами, а також для евакуації людей з будинку. Приміщення, в яких розміщені сходи, називаються сходовими клітками. Конструкції сходів переважно складаються з маршів (похилих елементів зі східцями) і майданчиків. Для безпеки пересування сходами марші огороджують перилами.

Вікна влаштовують для освітлення, аерації та інсоляції приміщень; вони складаються з віконних прорізів, рам чи коробок і віконних сплетінь.

Двері служать для сполучення між приміщеннями.

Складаються з дверних прорізів, що влаштовують у стінах і перегородках, дверних коробок і дверних полотен.

У цивільних будинках можуть бути й інші конструктивні елементи (вхідні тамбури, козирки над дверима, балкони, лоджії і т. ін.). Для забезпечення необхідних експлуатаційних і санітарно-гігієнічних умов сучасний цивільний будинок обладнується санітарно-технічними й інженерними пристроями. До них відносять опалення, гаряче і холодне водопостачання, вентиляція, каналізація, сміттєвидалення, газифікація, енергопостачання і т. ін. Устаткування цих будинків розглядається у спеціальних курсах.

 

 

3.2. Конструктивні типи та схеми будівель

 

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

Кістяк визначає так званий конструктивний тип та схему будинку. Залежно від характеру опирання горизонтальних несучих елементів (перекриття) на вертикальні несучі елементи (стіни, окремі опори й балки між ними) розрізняють такі конструктивні типи громадських будівель (рис. 3.2.1).

1 – у безкаркасних будівлях навантаження від перекриття сприймається стінами, тому цей конструктивний тип будівлі ще називають з несучими стінами. Безкаркасні будівлі складаються зі системи комірок, утворених стінами та перекриттями (рис. 3.2.1).

 

Рис. 3.2.1. Схема конструктивних типів та

схем громадських будівель

 

Цей конструктивний тип будівель найбільше поширений під час будівництва житлових будинків, шкіл та інших цивільних будівель.

2 – у каркасних будівлях навантаження від перекриття сприймається каркасом (колонами, ригелем, прогонами, фермами). Каркасний тип будівлі являє собою багатоярусну просторову систему, яка складається з колон і міжповерхового перекриття (рис. 3.2.1). Тому що несучими елементами в таких будівлях є колони, ригелі та елементи перекриття, а стіни виконують у них огороджувальну роль. Такий тип будівель найчастіше використовують для будівель підвищеної поверховості, а також тоді, коли необхідно мати приміщення великих розмірів, вільних від внутрішніх опор.

3 – у будівлях з неповним каркасом (рис. 3.2.1), навантаження від перекриття сприймається внутрішнім рядом колон і зовнішніми стінами. У цих будівлях внутрішні стіни замінюють внутрішнім каркасом, одним або декількома рядами колон, за якими укладають ригелі. На ригелі спирають плити перекриття.

Внесення в несучий кістяк будівлі елементів внутрішнього каркаса дає економію стінового матеріалу і збільшує за однакових розмірів будівлі її корисну площу.

Кожний конструктивний тип будівлі має декілька конструктивних схем, які відрізняються взаємним розташуванням несучих елементів.

Для безкаркасних типів будівель у будівлях з:

- несучими поздовжніми стінами (рис. 3.2.2) останні влаштовують з важких матеріалів, що мають потрібну міцність. Крім того, зовнішні стіни також мають задовольняти теплозахисні вимоги. За такою конструктивною схемою будують цегляні й великоблокові будівлі. Стійкість такої конструктивної схеми в поперечному напрямку забезпечується поперечними стінами, що влаштовують спеціально, не несуть навантаження від перекриття. Такі поперечні стіни зводять лише для огородження сходових кліток і в місцях, де вони потрібні для додавання стійкості зовнішнім стінам. Застосування зазначеної конструктивної схеми дає великі можливості для вирішення об'ємно-планувального вирішення приміщень чи, іншими словами, дає велику свободу у вирішенні планувальних питань. Крім того, за цієї конструктивної схеми потрібне менше число типорозмірів збірних виробів;

 

Рис. 3.2.2. Конструктивні схеми будинків безкаркасного типу

 

- несучими поперечними стінами забезпечується велика жорсткість системи, але збільшується загальна довжина несучих внутрішніх стін. Проте таке рішення у низці 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;

- перехресна опорами для перекриттів служать як поздовжні, так і поперечні стіни.

У будівлях каркасного типу:

- з поперечним розміщенням ригелів;

- з поздовжнім розміщенням ригелів;

- з перехресним розміщенням ригелів;

- безригельні.

У цих випадках зовнішні стіни виконують тільки огороджувальні 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.

 

Рис. 3.2.3. Конструктивні схеми будинків каркасного типу

 

За характером роботи каркаси є рамні, зв’язкові й рамно-зв’язкові.

 

Рис. 3.2.4. Схеми каркасів

 

- рамний каркас:

стовпи і балки з'єднують один з одним твердими вузлами, утворюючи поперечні й поздовжні рами, що сприймають усі діючі вертикальні й горизонтальні навантаження;

- зв’язковий каркас:

 вузли між стовпами і балками нежорсткі, тому для сприйняття горизонтальних навантажень необхідні додаткові зв'язки. Роль цих зв'язків виконують найчастіше перекриття, що утворюють діафрагми і передають горизонтальні навантаження на тверді вертикальні діафрагми (стіни сходових кліток, залізобетонні перегородки, шахти ліфтів і т. інше);

- рамно-зв’язковий:

у практиці будівництва є застосування будинку з комбінованим типом каркаса, який називають рамно-зв’язковим. У ньому в одному напрямку ставлять рами, а в іншому – зв'язки. У цивільному будівництві найбільшого поширення одержали будівлі із зв’язковими каркасами.

Слід зазначити, 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 виготовляють з дерева.

 

Будівлі з неповним каркасом 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. Вибір конструктивної схеми впливає на об'ємно-планувальне рішення будівлі та визначає тип його основних конструкцій.

Рис. 3.2.5. Конструктивні схеми будинків з неповним типом каркаса

 

Велике поширення має монолітне будівництво, будівництво з об'ємних елементів, в яких кістяк будинку утворюють коробчасті елементи заводського виготовлення.

 

 

3.3. Забезпечення просторової жорсткості будівель

 

Будівля під час дії на неї вертикальних і горизонтальних навантажень має бути міцною (не руйнуватися); стійкою – зберігати рівновагу під час дії горизонтальних сил; має 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.

 

Стовбурові будівлі: міцність та естетика

https://youtu.be/_emaYKH1x-M

 

У безкаркасних будівлях (рис. 3.2.2) 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 мають виконувати як жорсткий монолітний диск.

У каркасних будівлях просторова жорсткість досягається влаштуванням: багатоярусної рами, утвореної просторовим сполученням колон, ригелів й перекриття; стінок жорсткості, поставлених між колонами на кожному поверсі; плит-розпірок, покладених у перекриттях між колонами; стін сходових кліток і ліфтових шахт, зв'язаних з конструкціями каркаса; надійного спряження елементів каркаса у стиках і вузлах (рис. 3.2.3, 3.2.4, 3.2.5).

 

ЗМІНЮЄМО ДБН ЩОДО ВИСОТНИХ БУДИНКІВ

БУЛО

 

ВІДСУТНІ ВИМОГИ ДО ЖОРСТКОСТІ КОНСТРУКЦІЙ СТАЛЕВИХ ТА СТАЛЕЗАЛІЗОБЕТОННИХ ВИСОТНИХ БУДИНКІВ

ДБН В.2.2-24:2009 «Проєктування висотних житлових і громадських будинків»

- недостатня надійність конструкцій

 

БУДЕ

ПРОЄКТУВАННЯ НАДІЙНИХ ТА ЯКІСНИХ ВИСОТНИХ БУДИНКІВ ЗІ СТАЛІ ТА СТАЛЕЗАЛІЗОБЕТОНУ

ДБН В.2.2.-41:20ХХ «Висотні будівлі. Основні положення»

- підвищення несучої спроможності та надійності будівель мінімум на 20%;

- більш ніж у 2 рази, швидший монтаж;

- можливість різних планувальних та архітектурних рішень

 

Рис. 3.2.6. Схеми забезпечення просторової жорсткості в будівлях безкаркасного та каркасного типів

 

Контрольні запитання

1. Основні конструктивні елементи будинку.

2. Які конструкції визначають конструктивні типи та схеми будівель?

3. Основні переваги конструктивної схеми з поздовжніми несучими стінами.

4. Які основні типи каркасів будівель?

5. Які види стін за характером роботи застосовують у каркасних будівлях?

6. Як забезпечується просторова жорсткість у безкаркасних будівлях?

7. Як забезпечується просторова жорсткість у каркасних будівлях?

 

 

 

Попередня тема

На початок

Наступна тема