Основные конструктивные элементы зданий
учебно-методический материал по технологии (6 класс) по теме

             ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ

                       ЭЛЕМЕНТЫ ЗДАНИЙ

                  ОБЩИЕ  СВЕДЕНИЯ  О  ЗДАНИЯХ

   Жилые, общественные и производственные здания представляют собой сооружения, предназначенные для размещения людей и различного оборудования и защиты их от воздействия окружающей среды. Все здания состоят из одинаковых по назначению частей:

 – фундамента, служащего основанием здания и передающего нагрузку от всего здания на землю;

– каркаса — несущей конструкции, на которой устанавливаются ограждающие элементы здания; каркас воспринимает и перераспределяет нагрузки и передает их на фундамент;

– ограждающих конструкций, изолирующих внутренний объем здания от воздействия внешней среды или разделяющих отдельные части внутреннего объема между собой; к ограждающим конструкциям относятся стены, перекрытия и кровли, причем в малоэтажных зданиях стены и перекрытия часто выполняют функцию каркаса.

   С глубокой древности жилые и культовые сооружения возводили из природных материалов — камня и дерева, причем из них выполняли все части здания: фундамент, стены, кровлю. Такая универсальность материала имела существенные недостатки. Строительство каменных зданий было трудоемко; каменные стены для поддержания в здании нормального теплового режима приходилось делать очень толстыми (до 1 м и более), так как природный камень — хороший проводник теплоты.

      Для устройства перекрытий и кровли ставили много колонн или делали тяжелые каменные своды, так как прочности камня недостаточно для перекрытия больших пролетов. У каменных зданий, правда, было одно положительное качество—долговечность. Менее трудоемкие, но недолговечные деревянные здания часто уничтожались пожарами

             ОСНОВНЫЕ КОСТРУКТИВНЫЕ   ЭЛЕМЕНТЫ  ЗДАНИЙ

Фундаменты

   Строительство любого здания всегда начинается с фундамента. Это один из самых важных элементов дома. В зависимости от свойств грунта, величины нагрузок на фундамент и чувствительности строения к изменениям основания, определяется и его вид.

  Ленточный фундамент – это железобетонная полоса, идущая по периметру всего здания. Ленту закладывают под все несущие стены застройки, сохраняя одинаковую форму поперечного сечения по всему периметру.

   1.МОНОЛИТНЫЙ ФУНДАМЕНТ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ. 

   Современные строительные технологии предлагают решения, которые позволяют сочетать относительную дешевизну с очень хорошими практическими результатами. При строительстве зданий применяют малозаглубленные ленточные фундаменты из монолитного железобетона. В фундаменте выполняется монолитная замкнутая железобетонная лента глубиной не менее 140-150см. Необходимую "жесткость" ленточному фундаменту придает металлический каркас (армирование).

Изготовление фундамента 

   Для укладки ленточного фундамента выкапывается траншея под ленту фундамента глубиной около 30см, делается песчаная подушка в 30см, которая тщательно уплотняется, затем устанавливается арматурный каркас и опалубка до уровня 50см над землей, после чего осуществляется заливка фундамента товарным бетоном. Ширина ленточного фундамента выбирается в зависимости от предполагаемого материала стен. Данный тип хорошо себя проявляет для строительства деревянных домов (бревенчатых, брусовых и каркасных) в 1 - 2 этажа.          Небольшое количество материалов и работ в совокупности с высокой прочностью и скоростью возведения делают этот вид фундамента оптимальным решением для строительства деревянного дома.

  2.ЗАГЛУБЛЕННЫЙ СБОРНО-МОНОЛИТНЫЙ ФУНДАМЕНТ.

   Данный вид фундамента является «золотой серединой» между фундаментом мелкого заложения и глубокого заложения. По стоимости он незначительно дороже первого, но по несущей способности практически не уступает фундаменту глубокого заложения. У него подземная часть ленты – монолитная, а надземная – из блоков, уложенных в два ряда на цементный раствор. Заглубление составляет 90см от поверхности (30см – песчаная подушка, 60см – монолитный железобетон). Под внутренние стены, а также под террасы и входные группы допускается изготавливать фундамент в виде заглубленных монолитных свай с шагом 2-2.5м

3. МОНОЛИТНЫЙ   ФУНДАМЕНТ   ГЛУБОКОГО   ЗАЛОЖЕНИЯ

Используется для домов с тяжелыми стенами или тяжелыми перекрытиями. Закладывается данный фундамент ниже глубины промерзания грунта. Этот вид самый дорогой из-за значительных расходов на материал. При строительстве деревянных домов использование данного вида рационально лишь в том случае, если Заказчик планирует в перспективе отделывать дом кирпичом. В остальных случаях мы рекомендуем использовать фундамент мелкого заложения или ленточно-свайный.

             ОСНОВНЫЕ КОСТРУКТИВНЫЕ   ЭЛЕМЕНТЫ  ЗДАНИЙ

Стены

        ОСНОВНЫЕ КОСТРУКТИВНЫЕ   ЭЛЕМЕНТЫ  ЗДАНИЙ

Перекрытия и полы

Виды полов

   Полы гражданских зданий многообразны по своему конструктивному составу и применяемым материалам. Классификация полов проводится обычно по следующим признакам:

   - по месту устройства: на перекрытиях или по грунту, в подвалах или на первых этажах бесподвальных зданий;

   - по материалу покрытия: деревянные, бетонные, керамические. Одежда деревянных полов - доски или паркет. Паркет -  небольшие дощечки, называемых паркетной клепкой и изготовляемые, главным образом, из твердых древесных пород: дуба, бука, клена и пр.. Одежда керамических полов - разные по форме (квадратных, восьмигранных, шестигранных) и цвету плитки размерами 100X100 и 150X150 и толщиной 10—13 мм.

       Керамические плитки укладывают на цементном растворе. В местах примыкания керамических полов к стенам помещения укладывают специальные керамические плинтусы.

   - по виду покрытия пола: сплошные, штучные, рулонные (линолиум).

В массовом жилищном строительстве, а также в детских, лечебных и других подобных помещениях широко используются полы из линолеума, наклеиваемого на цементную стяжку клеем. Полы из линолеума достаточно теплые, упругие и обладают повышенной звукоизоляцией. Весьма распространенный вид синтетического линолеума — теплозвукоизоляционный линолеум на мягкой пористой основе.

Виды перекрытий

         В  зависимости    от    конструктивной    схемы  перекрытия  могут  быть

 по балкам или панельные. Перекрытия можно разделить на устраиваемые из мелкоразмерных элементов и из крупноразмерных элементов. Мелкоразмерные конструкции междуэтажных перекрытий применяют, главным образом, при индивидуальном строительстве и строительстве небольших гражданских сооружений.

Требования, предъявляемые к перекрытиям

    Перекрытия служат для разделения здания по высоте на этажи, воспринимают нагрузки от находящихся в здании людей, оборудования  обеспечения жесткости зданий и сооружений. Основные требования, предъявляемые к перекрытиям:

  - прочность, т. е. способность выдерживать все действующие на них нагрузки;

   - жесткость, устанавливаемая пределом допускаемых прогибов;

   - звукоизоляционные свойства;

   - индустриальность изготовления и монтажа;

   - экономичность.

Чердачные перекрытия, над подвалами и в санитарных узлах,технико-экономические показатели перекрытий

    Чердачные перекрытия по материалу и конструкциям аналогичны междуэтажным. Поскольку они находятся в различных температурных режимах, их конструируют с введением пароизоляции и тепловой изоляции из малотеплопроводных материалов. Толщина указанных защитных слоев определяется теплотехническим расчетом в зависимости от температурных климатических условий.

Конструкции сборных перекрытий из деталей заводского изготовления

     По форме и конструкции панели перекрытий подразделяются на сплошные (однослойные, слоистые и с вкладышами), ребристые, укладываемые ребрами вверх или вниз, пустотелые с круглыми пустотами и др.  

Сборные перекрытия из деталей заводского изготовления

    В современных условиях индустриального строительства наиболее широкое применение получили сборные железобетонные перекрытия заводского изготовления. Это перекрытия главным образом панельные. Они состоят из железобетонных крупноразмерных панелей различных звукоизоляционных прослоек и пола. В соответствии с номенклатурой железобетонных изделий панели изготавливают в заводских условиях различных размеров с круглыми пустотами.

        ОСНОВНЫЕ КОСТРУКТИВНЫЕ   ЭЛЕМЕНТЫ  ЗДАНИЙ

Крыши и кровли

     Когда мы говорим про «виды кровли» и «виды крыш домов», не всегда четко понимаем разницу между этими двумя понятиями. Поэтому прежде чем рассказать о том, какие бывают крыши, выясним различия в понятиях «крыша» и «кровля».

    Чем крыша отличается от кровли?

   Крыша (в традиционном понимании) — часть конструкции здания, которая обеспечивает его защиту от всех типов атмосферных осадков, сохраняет тепло либо защищает от перегрева. То есть это вся верхняя конструкция сооружения.

    Для современного каменного здания с плоской конструкцией — это плиты  перекрытия,  тепло- и  гидроизоляция.

    Для дома с наклонной (скатной) конструкцией в это понятие входит несущая стропильная система либо фермы, утеплитель, гидро- и ветроизоляция, трубы, флюгеры и кровля.

   Вообще-то, крыша — понятие дореволюционное и безграмотное, и должен применяться исключительно прогрессивный термин «покрытие».

     Кровля — это только оболочка, защищающая покрытие от атмосферных воздействий. Несущие функции кровля не выполняет. То есть плиты перекрытия, стропильная система, балки, утеплитель к кровле не относятся. Настилаемый на подготовленную поверхность материал: рубероид и шифер, ондулин, немецкую черепицу и новорусскую    медь      называют кровельным покрытием.

Односкатная конструкция

Двускатная конструкция

ШАТРОВАЯ КРЫША

МАНСАРДНАЯ  КОНСТРУКЦИЯ

       Бесчердачные (совмещенные) покрытия могут быть скатными и плоскими. С плоскими совмещенными конструкциями мы знакомы по панельным «хрущевкам». Как видно из наименования, чердачная крыша имеет чердак, бесчердачная — нет.

       Русская изба, да и вообще большинство типов традиционного жилища всех стран и народов имеют проветриваемый чердак.

         Устройство мансарды позволяет использовать чердак как полноценную жилую площадь.

       Бесчердачная и мансардные крыши требуют хорошей теплоизоляции верхнего этажа.

      Основные элементы двускатной крышы: конек, наклонное ребро, ендова (разжелобок). Свесы подразделяют на карнизные (нижние) и фронтонные (торцевые или щипцовые).

     Рассмотрим, какие бывают крыши домов в зависимости от конфигурации. Формы скатных крыш очень разнообразны. Чаще применяют наиболее простые по конструкции и рациональные односкатные и двускатные конструкции крыш.

     Крыша с одним скатом максимально проста конструктивно, имеет минимальное количество деталей, нет необходимости в специальных вентиляционных элементах. Односкатная крыша не имеет ендов, ребер и коньков, которые больше всего подвергаются атмосферным воздействиям. Простая по форме крыша с уклоном в одну сторону подвергается равномерному воздействию осадков, ультрафиолета и ветра. Снеговая нагрузка также распределяется равномерно. При прочих равных условиях односкатная крыша прослужит немного дольше. И стоить будет меньше: проще стропильная система, минимальное количество не всегда дешевых дополнительных элементов.

     Двускатная конструкция - самая распространенная в мире форма. Двускатная  крыша традиционна почти для всех стран, где случаются хоть какие-то осадки. Соорудить несущую конструкцию для двух скатов ненамного сложнее, чем для одного. Двускатная крыша проста в исполнении, очень прочна, экономна по материалам, ее не сложно возвести самостоятельно. Фронтоны служат лучшим, чем скаты, местом размещения окон. Скаты не обязательно должны иметь одинаковый уклон, форма крыши может быть несимметрична.

    Шатровой называют четырехскатную крышу, все грани (скаты) и ребра которой сходятся в одной верхней точке.

    Скаты со всех сторон дома позволяют сделать большие навесы по периметру всего сооружения, обеспечив стенам наилучшую защиту от осадков.

        Крышу с количеством скатов более четырех называют многоскатной.   Многоскатная  крыша сложна в устройстве.

       Максимальный износ кровельного покрытия в холодном климате происходит в ендове, так как там дольше лежит снег и лед.

       ОСНОВНЫЕ КОСТРУКТИВНЫЕ   ЭЛЕМЕНТЫ  ЗДАНИЙ

ПЕРЕГОРОДКИ И ЛЕСТНИЦЫ

    Перегородки опираются на перекрытия и делят помещения на отдельные комнаты. В жилых зданиях перегородки подразделяют на межквартирные, межкомнатные, на перегородки, ограждающие санитарные узлы в кухни.

    По способу возведения перегородки бывают сборными, монтируемыми из крупноразмерных элементов; выполняемыми на месте из штучных материалов (плит, кирпича, камней, пиломатериалов) или монолитного железобетона,

    В зависимости от конструкции перегородки могут быть массивными сплошными и слоистыми, с воздушной прослойкой или со сплошными звукоизолирующими прокладками из минеральной ваты, древесноволокнистых плит и других материалов.

    В соответствии с назначением перегородки должны обладать определенными звукоизоляционными качествами, огнестойкостью и прочностью.

    К перегородкам санузлов и кухонь предъявляют повышенные требования к гигиеничности отделки поверхности, кроме того, перегородки санузлов должны быть влагоустойчивыми.

   Толщина их равна 5, 8, 10 и 12 см.

   Перегородки (за исключением столярных) нельзя ставить на

Рис. 1. Вид на каркасно-обшивную деревянную перегородку

Рис. 2. Перегородка из гипсокартона: а — вид; б — фрагмент: 1 — листы ГКЛ (гипсокартонные листы); 2 — каркас из металлического профиля; 3 — изоляционный материал «Технолайт»; 4 — отделочный материал.

          Общие требования и классификация лестниц

   Лестницы служат путями сообщения между этажами и путями эвакуации. Они состоят из маршей, лестничных площадок и ограждений с перилами. Уклон и ширина должны соответствовать нормам для зданий и лестниц рассматриваемого назначения.

   Лестницы   должны  быть  достаточно  прочными  и  огнестойкими,

 с количеством ступеней в марше не менее 3 и не более 16. Минимальная ширина лестничных маршей в двухэтажных зданиях — 90 см, а в зданиях выше двух этажей — 105 см.

   Высота ступеней не должна превышать 17 см.

                               Ограждение лестниц должно иметь высоту не менее 0,9 м

и быть надежно закреплено в несущих конструкциях. Стены и перекрытия над лестничными клетками, вестибюлями и проходами к наружному выходу в многоэтажных зданиях устраивают из несгораемых материалов.

   В лестничных клетках не допускается устройство складских или других помещений. Освещение лестничной клетки — естественное.

   В жилых домах высотой до пяти этажей для выхода из лестничной клетки на чердак в перекрытии над клеткой устраивают люк; лестница к люку представляет собой стальную наглухо или шарнирно закрепленную стремянку.     Помещение, в котором размещают лестницы, называют лестничной клеткой. Марш представляет собой конструкцию, состоящую из ступеней и поддерживающих их балок.

    По расположению в здании лестницы могут быть наружными и внутренними,  а по назначению — основными, запасными, пожарными, аварийными. В южных районах аварийные и пожарные лестницы и основные лестницы небольших зданий устраивают снаружи.

    Наклонные плоскости, соединяющие вместо обычных лестниц этажи или смежные помещения с разными уровнями пола, называют пандусами. В некоторых зданиях можно встретить винтовые лестницы. В общественных зданиях с большим людским потоком устраивают двигающиеся лестницы (эскалаторы).   

         В зависимости от материала, применяемого для устройства лестниц, различают:

а) деревянные лестницы;

б) лестницы из отдельных каменных или железобетонных ступеней;

в) железобетонные (сборные и монолитные);

г) стальные лестницы.

   Деревянные лестницы допускаются в зданиях не выше двух этажей и только в тех случаях, если помещения в них не пожароопасные.