1.1. Объемно-планировочное решение здания
Определение: Объемно-планировочным решением здания называется объединение помещений избранных размеров и формы в единую композицию (проще говоря, это схема расположения помещений).
Основой объемно-планировочного решения является происходящий в здании характерный функциональный процесс.
Примеры функциональных процессов:
- производственный процесс, основанный на определенной технологии (заводы, фабрики, производственные участки);
- процесс обучения, происходящий по определенному режиму (школы, учебные заведения);
- процесс, связанный с бытом или отдыхом людей (многоквартирные дома, гостиницы, общежития, дома отдыха).
Характер функционального процесса определяет:
- количество участвующих в нем людей и их физическое состояние;
- используемое оборудование и материалы.
Процессы отличаются не только по характеру, но и по сложности организации.
1 Понятие здания и сооружения
Здание – это объемная наземная строительная система, которая состоит из несущих и ограждающих конструкций и предполагает наличие санитарно-технического климата, пригодного для проживания или пребывания людей, а также для выполнения производственных процессов различного вида.
Сооружение – это объемная, плоскостная или линейная наземная, надземная или подземная строительная система, состоящая из несущих, а в ряде случаев и ограждающих конструкций без обеспечения санитарно-технического климата (исключение метрополитен). Сооружения предназначены для выполнения производственных процессов, временного пребывания людей, хранения материалов, перемещения людей и грузов (примеры сооружений: земляная насыпь, железнодорожное полотно, телевизионная башня, подземный склад и стоянка, тоннель и др.).
Здания и сооружения должны обладать определенными эксплуатационными качествами:
1.Соответствовать функциональному назначению по размерам, планировке, инженерному оборудованию;
2.Обладать требуемой прочностью, долговечностью и надежностью;
3. Отвечать эстетическим требованиям, то есть отличаться определенными архитектурными качествами;
4. Быть экономичными при возведении, а также в эксплуатации.
Несоответствие этим качествам снижает потребительную стоимость зданий и сооружений.
Здания и сооружения состоят из конструктивных элементов (конструкций), а также из систем инженерного оборудования.
Конструктивные элементы:
Фундамент
Каркас
Стены
Перекрытия
Крыша
Полы
Проемы (оконные, дверные)
Внутренняя отделка
Фундамент, каркас, стены, перекрытия и крыша являются капитальными (или несущими) конструкциями.
Системы инженерного оборудования:
Внутренние санитарно-технические системы:
– водоснабжение (водопровод)
– водоотведение (канализация)
– отопление
– горячее водоснабжение
– газоснабжение
2. Электротехнические системы:
– электроснабжение
– лифты
– радио
– телевидение
– телефон
– сигнализация
– вентиляция и т.д.
Каждая система состоит из устройств инженерного оборудования. Как правило, в зданиях содержится большее количество конструкционных элементов, чем в сооружении, а также большее число систем инженерного оборудования.
По назначению здания делят на четыре основных типа:
Жилые здания
Общественные здания
Промышленные здания
Сельскохозяйственные здания.
Жилые и общественные здания называются гражданскими
Жилые здания предназначены для постоянного или временного проживания людей (жилые дома, общежития и т.д.)
Для жилого здания характерно большое количество окон, наличие балконов, относительно невысокие этажи и малая ширина самого здания. Причиной является то, что основным структурным элементом жилого здания является небольшое жилое помещение (комната). Общежития и гостиницы являются специализированными типами жилого здания.
^ Общественные здания предназначены для осуществления в них различных функциональных процессов (питание, обучение, медицинское обслуживание, интеллектуальный труд и т.п.), а также временного пребывания людей. По функциональному назначению общественные здания делят на следующие виды:
– учебные
– административные
– научные учреждения и проектные организации
– торговые
– здания общественного питания
– здания коммунально-бытового назначения
– лечебные здания и др.
В общественных зданиях основным структурным элементом является одно или несколько больших помещений (залов). Поэтому внешний вид таких зданий отличается от жилых домов. Общественные здания имеют большие окна, высокие и часто не равные по высоте этажи, имеют выделяющийся объем главного помещения.
^ Промышленные здания предназначены для осуществления в них производственных процессов различной отраслевой направленности.
Выделяют следующие виды промышленных зданий:
1. Производственные
2. Подсобные и вспомогательные
3. Энергетические
4. Складские
Основной структурный элемент этих зданий – производственный цех. Обычно он имеет значительную ширину, длину, высоту, а также большие окна. Внешний вид таких зданий всегда отличается наличием специальных технических устройств (вентиляционных труб, трубопроводов и т.д.), а также отличается предельной простотой архитектурных решений.
^ Сельскохозяйственные здания служат для обслуживания производственных процессов, связанных с сельским хозяйством. По внешнему виду эти здания близки к промышленным.
Производственное технологическое оборудование, которое находится в здании, является активной частью основных фондов. К недвижимости оно не относится и в стоимостную оценку здания не включается.
^ 1.2 Основные понятия технической эксплуатации здания
Реконструкция – это комплекс строительных работ, которые связаны с изменением основных технико-экономических характеристик объекта (общей площади здания, вместимости, пропускной способности, количество и качество квартир). Реконструкция также связана с изменением назначения здания в целях улучшения условий проживания, качества обслуживания, увеличения объема услуг и др. Реконструкция предполагает разработку отдельных капитальных частей зданий и монтаж новых.
^ Капитальный ремонт – строительные работы, которые проводят с целью восстановления работоспособности конструкций и систем инженерного оборудования, а также с целью поддержания эксплуатационных показателей объекта. Капитальный ремонт, как правило, предполагает усиление (замену) несущих конструкций и инженерного оборудования.
^ Текущий ремонт – комплекс строительных работ и организация технических мероприятий по устранения физического износа. Он не связан с заменой несущих конструкций и изменением эксплуатационных показателей объекта.
Модернизация – это комплекс строительных работ, направленных на устранение функционального износа. Заключается в монтаже отсутствующих или замене морально устаревших элементов здания (замена электроснабжения, пристройка лифтов, устройство ванных комнат). При этом выселения людей не проводиться.
^ Техническая эксплуатация (обслуживание) – комплекс работ по поддержанию исправного состояния элементов здания, а также режимов работы инженерного оборудования в заданных параметрах.
^ Эксплуатационные показатели здания – совокупность технических, объемно-планировочных, санитарно-гигиенических и эстетических характеристик здания, обуславливающих его эксплуатационные качества.
^ Нормативный срок службы – установленная нормативным документом продолжительность эксплуатации элемента здания до капитального ремонта (замены) при соблюдении правил и сроков технического обслуживания.
^ Эксплуатационные требования к зданиям, сооружениям и их элементам – комплекс физико-технических и функциональных требований к зданиям, сооружениям, их элементам, обеспечивающих их полноценное использование по назначению.
^ Неисправность элемента – состояние элемента здания, при котором не выполняется хотя бы одно из предъявляемых к нему эксплуатационных требований. Причины неисправности элемента:
1. Дефект элемента – это неисправность элемента здания, вызванная нарушением правил, норм и технических условий при его изготовлении, монтаже или ремонте. Дефект элемента может приводить к развитию повреждений.
2. Повреждения элемента – это неисправность элемента здания или его составных частей, вызванная внешним воздействием или внутренним дефектом. Повреждения могут приводить к разрушениям или обрушениям конструкций (авариям).
Наиболее уязвимыми местами конструкций и зданий является:
1. Места сопряжения материалов в конструкциях
2. Места излома конструкций
3. Места пропуска через конструкции трубопроводов и кабелей
Аварийное состояние здания определяется наступлением аварийного состояния хотя бы одного из несущих элементов либо предельного состояния, которое вызвало недопустимый крен фундамента. Аварийное состояние, как правило, связано с выселением людей и последующим капитальным ремонтом.
^ Капитальность здания – это совокупность признаков долговечности и огнестойкости зданий. Чем выше эти признаки, тем выше группа капитальности. При самых высоких показателях этих признаков здания относят к первой группе капитальности.
^ 2. Основные положения проектирования здания
2.1 Технико-экономические показатели проекта
Проект – это комплекс проектных решений, которые оформляют в виде комплекта технических документов.
Состав технических документов: чертежи, расчеты, макеты, описания с обоснованием принятых проектных решений, сметы и прочие материалы, позволяющие судить о технических, экономических и эксплуатационных качествах будущего строения. Затраты на проектирование составляют от 2 до 10% стоимости строительства.
При составлении проектов гражданских и промышленных зданий проектировщики руководствуются Инструкцией о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений (СНиП 11-01-95).
Для оценки разработанного проекта используется ряд технико-экономических показателей, которые характеризует рациональность и экономичность проектного решения.
Основным показателем проекта является сметная стоимость строительства, которая обосновывается в сметной документации.
^ Рациональность проектного решения характеризуют следующие показатели:
I. Показатели объемно-планировочных решений зданий:
1. площадь застройки – площадь в пределах внешнего периметра здания, измеренная по первому этажу.
2. жилая площадь (площадь рабочих помещений) – площадь, измеренная на уровне пола между плинтусами.
3. подсобная (вспомогательная) площадь – включает площади нежилых помещений (коридоров, санузлов, вестибюлей).
4. общая площадь – представляет собой сумму жилой площади и площади нежилых помещений.
5. приведенная общая площадь – рассчитывается только для жилых помещений и включает дополнительно с определенными коэффициентами площадь летних помещений (балконов, лоджий, террас).
6. поэтажная площадь коммуникационных помещений жилых зданий – это площадь внеквартирных лестничных клеток, лифтовых шахт, вестибюлей.
7. периметр наружных стен типового этажа (для промышленных зданий рассчитывают площадь наружных ограждений).
8. строительный объем надземной части здания определяется путем перемножения площади застройки на высоту. Измеряется от уровня пола первого этажа до верха чердачного перекрытия (или верха покрытия при бесчердачных зданиях).
II. Показатели эффективности. Показателем эффективности является количество площади или кубатуры здания, отнесенные к рассчитанной единице измерения.
За расчетную единицу измерения принимается:
1. для жилых домов – один заселяемый человек.
2. для учебных зданий – один учащийся.
3. для зрелищных зданий – один зритель.
4. для магазинов – одно торговое место.
5. для зданий общественного питания – одно посадочное место.
6. для промышленных зданий – количество выпускаемой продукции.
Экономичность проектного решения характеризуют следующие показатели:
1. стоимость и трудоемкость возведения здания в целом, его отдельных конструкций, а также стоимость 1м2 и 1м3 здания.
2. расход основных строительных материалов на 1м2 и 1м3 здания.
3. стоимость и трудоемкость возведения здания, приходящиеся на расчетную единицу измерения.
4. коэффициент сборности – определяется как отношение стоимости сборных конструкций и стоимости их монтажа и общей стоимости здания.
5. вес 1м3 здания.
^ 2.2 Строительные нормы и правила
Действующие в России нормы и правила (СНиП) представляют собой государственный нормативный документ. В нем содержаться основные требования к проектированию и строительству всех видов зданий и сооружений за исключением временных.
СНиП состоят из 4х частей, каждая из них делится на главы:
Часть 1 «Строительные материалы, изделия, конструкции и оборудование».
Часть 2 «Нормы строительного проектирования».
Часть 3 «Правила производства и приемки строительных работ».
Часть 4 «Сметные нормы и правила».
Главы СНиП издаются под соответствующим названием отдельными выпусками.
^ 3. Принципы объемно-планировочных и конструктивных решений жилых и общественных зданий
3.1 Основные понятия о строительных системах
Под строительной системой понимается способ возведения зданий, то есть совокупность методологических, нормативных и организационно-производственных принципов проектирования. Эти принципы направлены на достижение наиболее эффективных технико-экономических показателей строительства и эксплуатации зданий, отвечающих наилучшим образом, конкретным требованиям среды обитания людей и производства.
Выделяют три основные строительные системы, которые отличаются применяемыми методами проектирования и строительства.
1. Традиционная строительная система.
В основном предусматривает строительство индивидуальных зданий и сооружений, которые отличаются уникальными архитектурными, объемно-планировочными, конструктивными решениями. Основана на традиционных приемах (кирпичная кладка, деревянное зодчество). Для этой системы характерна относительно небольшая доля применяемых методов современного индустриального строительства. Система применяется там, где нельзя или нецелесообразно используются типовые решения зданий. В то же время система не исключает частичного использования строительных элементов и деталей заводского изготовления.
2. Полносборная строительная система.
Ориентирована на строительство типовых гражданских зданий, а также зданий производственного назначения со 100%-ным использованием строительных элементов, а также деталей заводского изготовления. Основная область применения – крупнопанельное домостроение. Такие дома часто имеют встроенные или пристроенные предприятия торговли или бытового обслуживания. Разновидностью полносборной системы является объемно-блочная система. Она ориентирована на монтаж жилых многоэтажных домов из объемных блоков. Такие блоки включают:
– железобетонные стены;
– перекрытия;
– элементы отделки;
– проемы;
– инженерные коммуникации.
3. Монолитная строительная система.
Базируется на применении монолитного железобетона. Конструкция здания может быть либо полностью монолитной, либо сборно-монолитной.
В первом случае все несущие конструктивные элементы здания выполняются путем заливки бетонного раствора в скользящую или переставную опалубку. В опалубке расположен арматурный каркас.
Во втором случае монолитными изготавливаются только фундаменты и каркас здания. Остальные несущие элементы являются сборными или заводского изготовления.
Монолитная система применяется тогда, когда нельзя воспользоваться сборными элементами из-за местных условий, больших нагрузок, архитектурно-планировочных особенностей и сейсмической опасности.
^ 3.2 Объемно-планировочные решения зданий
Объемно-планировочным решением здания называется расположение или компоновка помещений заданных размеров в одном комплексе. Такое расположение должно быть подчинено определенным функциональным, архитектурно-художественным и экономическим требованиям.
Выделяют следующие объемно-планировочные решения.
1. Коридорная система планировки – это такая система расположения помещений в плане здания, при которой они соединены коридором. Помещения могут располагаться как по одну, так и обе стороны коридора (гостиницы, общежития, офисные здания).
2. Анфиладная система планировки – при этой системе помещения соединены друг с другом непосредственно через проемы в стенах или перегородках (музеи, выставочные залы).
3. Зальная система планировки предусматривает одно большое помещение, которое называется главным, вокруг этого помещения группируют остальные необходимые помещения.
4. Ячеистая планировка предусматривает разбивку объема здания на мелкие ячейки (квартиры и комнаты в жилых домах).
Многие здания имеют смешанную систему планировки. Как правило, основная форма помещения прямоугольная, хотя возможны и более сложные формы. Форма здания в плане, как правило, является прямоугольной. Здания могут состоять из нескольких связанных между собой отдельных частей. Возможны и более сложные формы зданий. Как правило, для общественного здания форма плана и здания в целом определяется особенностью функционального процесса.
По расположению помещений в пространстве здания делятся на следующие виды:
1. Одноэтажные;
2. Малоэтажные (2–3 этажа);
3. Многоэтажные;
4. Высотные.
Этажность здания зависит от его назначения, экономических соображений, градостроительных требований, природных условий. Этажность здания определяется количеством наземных этажей, в том числе мансардных. Цокольный этаж входит в расчет этажности, если верх его перекрытия возвышается над уровнем тротуара не менее чем на 2 метра. Если отдельные части здания имеют разное количество этажей, то его этажность определяется по наибольшему количеству этажей в здании.
Цокольным считается этаж, пол которого заглублен не более чем на половину расстояния от пола до потолка.
^ Подвальный этаж – это этаж, пол которого заглублен более чем на половину этой высоты.
Мезонин – это надстройка, которая по площади меньше площади ниже лежащего этажа и имеет с ним внутреннее сообщение.
Мансарда – жилое помещение, которое устроено в габаритах чердачного пространства и находится под общей крышей здания.
Эркер – это полукруглый, треугольный, прямоугольный или многогранный застекленный выступ стены. Обычно находится на втором этаже и выше и увеличивает объем и освещенность внутренних помещений.
На планировку здания влияют расположение лестничных клеток и шахт лифтов, так как в плане каждого этажа они должны занимать одно и то же место.
Современные жилые здания в плане состоят из секций, которые разделены глухими несущими стенами и включают лестнично-лифтовый узел с мусоропроводом (характерно для зданий свыше 5 этажей). В зданиях с количеством этажей более 9 лестнично-лифтовый узел планируют с двумя лестничными клетками, одна из которых является незадымляемой и проходит через балконы и лоджии.
На планировку этажей так же влияет расположение санузлов и кухонь, которые на каждом этаже должны располагаться по одной вертикали друг над другом.
Вертикальные несущие конструкции (стены и колонны) должны пересекать все этажи здания и занимать одно и тоже место в плане на каждом этаже. Только в отдельных случаях несущие стены и колонны верхних этажей могут опираться на горизонтальные несущие конструкции. Поэтому помещения с большими пролетами располагают на верхних этажах, либо выносят в одноэтажные части здания.
^ 3.3 Конструктивные решения зданий
Конструктивное решение зданий должно быть функциональным и техническим целесообразным, экономичным в строительстве и эксплуатации.
Конструктивные элементы здания, размещенные в строго определенном порядке, образуют конструктивную систему, которая способна воспринимать все внешние силовые воздействия и передавать их на основание здания.
Простейшими конструктивными системами являются балка и стойка.
Балка – прямой брус, который опирается на две или большее количество опор. Если балка свободно лежит на двух опорах и перекрывает один пролет, то она называется разрезной однопролетной. Если балка лежит на нескольких опорах и перекрывает несколько пролетов, то она называется неразрезной многопролетной. Балка, жестко заделанная в опору одним концом, и со свободным вторым концом, называется консолью. Балки воспринимают только поперечные (вертикальные) нагрузки и передают их на опоры. Балки работают на изгиб.
Вторая простейшая конструктивная система – стойка – прямой брус, который используют в качестве вертикальной опоры (столб, колонна). Стойка воспринимает продольную (вертикальную) нагрузку и передает ее на фундамент. Стойка работает на сжатие и одновременно на изгиб.
Ели балки или стойки расположены вплотную друг к другу и жестко связаны между собой, то они образуют простейшие плоские конструктивные системы. Первая такая система – плита (горизонтальная панель), вторая – стена (вертикальная панель).
В практике строительства наиболее распространены следующие конструктивные системы зданий.
1. ^ Каркасная система состоит из несущих вертикальных элементов (стоек, столбов, колонн), а также горизонтальных элементов (балок, ригелей). Образовавшийся каркас обладает пространственной жесткостью, то есть способностью сопротивляться внешним нагрузкам и воздействиям в обоих направлениях. На элементы каркаса либо навешивают панели стен и плиты перекрытий, либо производится кирпичное заполнение стен.
2. ^ Бескаркасная система со сплошными несущими стенами представляет собой коробчатую пространственную систему, состоящую из несущих железобетонных панелей или кирпичных стен и плит перекрытий. Например, многоэтажные крупнопанельные дома и кирпичные дома, в которых несущие продольные и(или) поперечные стены, а также перекрытия выполнены из железобетонных настилов.
3. ^ Каркасно-панельная система включает в себя сборный железобетонный каркас, разработанный по связевой расчетной схеме. В этой схеме роль горизонтальных диафрагм жесткости выполняют диски сборных железобетонных перекрытий. Роль вертикальных диафрагм выполняют продольные пилоны, выполненные из железобетонных панелей. Пилон – мощная опора, которая поддерживает перекрытия, своды стен и арки. Каркасно-панельная система применяется в многоэтажных общественных зданиях.
Понятие конструктивной системы определяется методами проектирования и производства строительно-монтажных работ. В отличие от нее конструктивная схема здания определяется способом передачи полезных нагрузок от перекрытий на опоры.
Примеры конструктивных схем зданий:
1. Конструктивная схема с продольными несущими стенами.
2. Конструктивная схема с поперечными несущими стенами.
3. Конструктивная схема с плитами, опертыми по контуру.
^ 4. Конструктивные элементы жилых зданий
и их техническая эксплуатация
4.1 Фундаменты
Служат для передачи нагрузок на грунт. Они являются подземными элементами зданий и устраиваются под стенами и колоннами. В зависимости от материала и конструктивного исполнения выделяют следующие типы фундаментов:
1. Деревянные стулья – короткие бревна, которые закапывают в землю в виде свай. Используют для легких деревянных строений.
2. Бутовые фундаменты – бутовый камень изготавливают из местных известняков, доломитов и песчаников. На 70% это куски камня весом от 20 до 40 кг, оставшиеся 30% это куски камня весом около 5 кг.
3. Кирпичные фундаменты.
4. Бутобетонные фундаменты – бутовая кладка, залитая цементным раствором.
5. Бетонные блоки – делают как сплошными, так и пустотелыми из тяжелого бетона.
6. Сборные железобетонные фундаменты (ленточные выполняют в виде подушек под стены, столбчатые – под столбы и колонны).
7. Монолитные железобетонные фундаменты. Бывают столбчатыми и плитными. Устанавливают под колонны многоэтажных гражданских и промышленных зданий.
Фундаменты делят на столбчатые и ленточные.
На столбчатые фундаменты опираются фундаментные балки (ранд-балки). На них опираются кирпичные стены или стеновые панели.
На ленточные фундаменты опираются непосредственно несущие стены (стеновые панели).
В крупнопанельных зданиях наибольшее распространение получили ленточные сборные железобетонные фундаменты. Они состоят из железобетонных подушек и бетонных панелей технического подполья.
Плоскость, которой фундамент опирается на грунт, называется подошвой фундамента.
Грунт, на который передается нагрузка от фундамента, называется основанием.
Глубина заложения фундамента определяется инженерным расчетом прочности основания (с учетом глубины промерзания грунта и уровня грунтовых вод). Основание для фундамента может быть естественными (грунт или песчаная подготовка толщиной 10 см) или свайными. Свайное основание состоит из железобетонных свай длиной 6–9 м и более.
Если здание имеет подвал, то фундаменты одновременно являются и подвальными стенами. В этом случае глубина заложения фундамента зависит от высоты подвальных стен. В районах вечной мерзлоты фундаменты устраивают на специально подготовленных естественных или свайных основаниях. При этом применяют специальные подсыпки.
^ 4.2 Стены и перегородки
По назначению и месту расположения в здании стены делятся на наружные и внутренние. Кроме того, различают несущие и ненесущие стены.
Несущие (капитальные) стены воспринимают нагрузки от перекрытий и непосредственно опираются на фундамент.
Ненесущие внутренние стены (перегородки) служат для деления в пределах этажа больших ограниченных капитальными стенами помещений на более мелкие. Как правило, под перегородки не требуется устраивать фундамент.
Дата добавления: 2015-09-30; просмотров: 31 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |