Меню

Фундамент это ограждающая конструкция или несущая



Сайт инженера-проектировщика

Конструктивные элементы зданий

Проектирование конструктивных элементов зданий

Конструктивные элементы зданий разделяют на ограждающие, которые отделяют помещения от внешней среды или друг от друга; несущие, принимающих нагрузки, действующие в здании; и элементы, которые совмещают ограждающие и несущие функции. Основные конструктивные элементы зданий — это фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия, перегородки, лестницы, крыши (рис. 1).

Рис. 1. Объемно-планировочные и конструктивные элементы здания: 1 — лестничная клетка; 2 — комната; 3 — фундамент; 4 — перекрытие над подвалом; 5 — внутренняя стена; 6 — перегородка; 7 — межэтажное перекрытия; 8 — наружная стена; 9 — чердачное перекрытие; 10 — крыша; 11 — окно; 12 — лестницы; 13 – двери

Фундаменты — это подземные части зданий, воспринимающих нагрузки от расположенных выше конструкций, которые передают их на основание (грунт). Нижнюю плоскость фундамента, которая соприкасается с основанием (грунтом), называют подошвой. Фундаменты являются несущими конструкциями, а если они применяются для образования подвалов, то одновременно и ограждающими.

Стены — вертикальные конструкции, отделяющие помещения от внешнего пространства (наружные стены) или от других помещений (внутренние). В этом заключается их ограждающая функция. Если стены несут нагрузку только от собственного веса, они — самонесущие, они выполняют только ограждающую (защитную, изолирующую и т.п.) функцию. Когда стены воспринимают еще нагрузки от перекрытий и крыши, которые опираются на них, тогда их называют несущими, хотя одновременно они выполняют и ограждающую функцию. Если стены сами опираются на колонны или на междуэтажные перекрытия, они выполняют лишь ограждающую функцию и является навесными. По своему местонахождению в здании, стены могут быть продольными и поперечными; последние, если они внешние, называют торцевыми. Также стены могут быть внутренними и наружными.

Перекрытия — горизонтальные конструкции, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи и предназначенные для размещения на них людей, мебели и оборудования. Они воспринимают эти нагрузки и передают их на вертикальные несущие конструкции (стены, столбы, колонны). Как структурные части здания, перекрытия выполняют также и ограждающую функцию (сверху и снизу смежных помещений). Кроме того, они имеют важное значение в обеспечении пространственной устойчивости и жесткости зданий. В зависимости от местонахождения в здании перекрытия бывают:

— нижние, отделяющие первый (нижний) этаж от грунта;

-надподвальные, отделяющие подвальный или цокольный этаж;

— межэтажные, разделяющие смежные по высоте этажи;

— чердачные или верхние (при отсутствии чердака), т.е. отделяют чердак и верхний этаж.

Функции их, как ограждающих конструкций, разные: межэтажные являются внутренними ограждающими конструкциями и их основная функция с точки зрения строительной физики — звукоизоляционная, другие перекрытия являются внешними, и их основная функция — теплоизоляция помещений. Сверху перекрытия обычно имеют пол — конструктивный элемент в виде настила, по которому ходят.

Отдельные опоры — это стойки (колонны, столбы) для поддержки перекрытий, стен или крыши; они передают их нагрузки на фундаменты. Перекрытия опираются на колонны, но чаще — на положенные по колоннам балки перекрытий (прогоны или ригели). Колонны и балки образуют каркас зданий, который для обеспечения геометрической неизменяемости имеет вертикальные связи или железобетонные диафрагмы (т.е. тонкие жесткие стенки), соединенные с колоннами и балками. При отсутствии связей или диафрагм узлы сопряжения между колоннами и балками должны быть жесткими (не шарнирными). Все элементы каркаса являются несущими.

Крыша — верхняя часть здания, отделяющая его внутреннее пространство от внешней среды, она защищает здание от атмосферных осадков и других нагрузок и действий сверху. Для водоотведения, крышу выполняют со склонами (наклонными плоскостями), которые образуют верхнюю водонепроницаемую оболочку — кровлю. Под ней крыша имеет внутреннее пространство — чердак. Нагрузки на крышу воспринимают ее несущие элементы — стропила. Таким образом, крыша соединяет несущую и ограждающую функции, а кровля выполняет только ограждающую функцию. Крыша вместе с чердачным перекрытием называется покрытием. Во многих зданиях крыша не имеет чердака. Тогда функции чердачного перекрытия и крыши сочетают в одной конструкции — совмещенном покрытии.

Читайте также:  Узел свайного фундамента для кирпичного здания

Перегородки — тонкие внутренние стенки, разделяющие внутреннее пространство в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются на перекрытия и никакой нагрузки (кроме собственного веса) не несут, поэтому являются ограждающей частью здания.

Лестницы служат для сообщения между этажами, выдерживают нагрузку от веса людей и другие. Их, как правило, располагают в отдельных помещениях — лестничных или лестнично-лифтовых клетках. Поэтому лестницы являются несущими конструкциями, а клетки — совмещают несущие и ограждающие функции. При этом лестничные или лестнично-лифтовые клетки образуют пространственную жесткую конструктивную и объемно-планировочную структурную часть здания, которая называется ядром жесткости.

Для естественного освещения помещений и их проветривания служат окна — застекленные конструкции вставляются в оконные проемы внешних или (реже) внутренних стен. Сообщение между помещениями на одном этаже, а также между помещениями и внешним пространством осуществляют с помощью дверей — глухих или частично (иногда целиком) остекленных конструкций, которые вставляют в дверные проемы внутренних и внешних стен.

Многоэтажные, преимущественно, жилые или общественные здания могут иметь летние помещения, которые обеспечивают связь внутренних помещений на этажах с внешним пространством. К ним относятся балконы, лоджии и эркеры, а также террасы, веранды.

Балконы — это вынесены за плоскость наружной стены пространства, которые ограждены консольно (то есть без опор на свободных концах) площадками.

Лоджии, в отличие от балконов, имеют по боковым сторонам глухие опоры — стены на всю ширину площадки (выносные лоджии) или являются открытыми, отгороженными внутренними помещениями (встроенные лоджии).

Эркеры — это частично вынесены за плоскость наружной стены внутренние помещения, имеющие с трех сторон окна.

Террасы — крытые или открытые площадки, пристроенные к одноэтажным домам или устроены на плоских покрытиях многоэтажных зданий.

Веранды — неотапливаемые застекленные помещения перед входом в основные помещения малоэтажных преимущественно приусадебных домов.

Другие архитектурно-конструктивные элементы зданий:

отмостки — асфальтовые полосы, выполненные вплотную вокруг здания с уклоном наружу для отвода воды (дождевой, талой)

фонари верхнего естественного света — остекленные конструкции, которые устраивают в покрытиях;

тамбуры — небольшие огороженные помещения на первом этаже с двумя парами дверей внутри или снаружи зданий, служащих для сохранения в них тепла в зимний период при открывании дверей;

козырьки — небольшие навесы над входными дверями зданий, а также над верхними балконами и лоджиями;

крыльца — входные площадки для наружных дверей; тому подобное.

Источник

Основные конструктивные элементы и схемы зданий. Несущие и ограждающие конструкции. Нагрузка и воздействия на здание

Конструктивные элементы зданий и сооружений подразде­ляют на несущие и ограждающие.
Несущие элементы — фунда­менты, стены, каркасы, перекрытия и покрытия. Они воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки, которые возникают в ре­зультате действия массы оборудования, людей, снега, собствен­ной массы конструкций, действия ветра.
Ограждающие элементы — наружные и внутренние стены, полы, перегородки, заполнения оконных и дверных проемов. Они защищают внутрен­ние помещения от атмосферных воздействий, позволяют поддерживать внутри зданий требуемые температурно-влажностные и акустические условия. Кроме того, некоторые конструк­тивные элементы совмещают несущие и ограждающие функции, например стены и покрытия в бескаркасных зданиях.
Фундаменты—подземные конструкции, воспринимающие на­грузки от здания и передающие их на основание. Основанием служат слои грунта, располагающиеся под зданием и обладаю­щие необходимой несущей способностью.
Наружные стены— это вертикальные ограждающие конструкции.
Внутренние стены разделяют здание на отдельные помещения.
Перегородки—лег­кие стены, разделяющие помещения на отдельные части: ком­наты, коридоры
Колонны—отдельно стоящие опоры, вос­принимающие нагрузки от вышерасположенных элементов зда­ния. Применяют преимущественно сборные железобетонные колонны заводского изготовления прямоугольного или квадратного сечения. Для каркасов зданий, оборудованных мостовыми кранами, применяют колонны прямоугольного сечения и двухветьевые.Они состоят из двух частей: надкрановой и подкрановой. Надкрановая часть—надколонник—служит для опирания несу­щей конструкции покрытия. Подкрановая часть передает на­грузку на фундамент от надколенника, а также от подкрановых балок, которые опираются на выступы консоли колонны. Край­ние колонны крановых пролетов имеют односторонний выступ-консоль, средние—двухсторонние консоли.
Ригели перекрытий– элемент каркаса многоэтажного здания. Они лежат на выступах-консолях колонн, образуя железобетонные рамы. На ригели опираются плиты междуэтажных перекрытий.Междуэтажные перекрытия разделяют здание по высоте на этажи, непосредственно воспринимают полезные (функциональные) нагрузки.
Покрытие—верхняя ограждающая кон­струкция, предохраняющая здание от атмосферных осадков.

Читайте также:  Заливка ленточного фундамента миксером по лотку

Нагрузки, возникающие на стадии эксплуатации сооружений, следует учитывать в соответствии с пп. 1.6 — 1.9.

1.6. К постоянным нагрузкам следует относить:

а) вес частей сооружений, в том числе вес несущих и ограждающих строительных конструкций;

б) вес и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление..

1.7*. К длительным нагрузкам следует относить:

а) вес временных перегородок, подливок и подбетонок под оборудование;

б) вес стационарного оборудования: станков, аппаратов, моторов, емкостей, трубопроводов с арматурой, опорными частями и изоляцией, ленточных конвейеров, постоянных подъемных машин с их канатами и направляющими, а также вес жидкостей и твердых тел, заполняющих оборудование;

в) давление газов, жидкостей и сыпучих тел в емкостях и трубопроводах, избыточное давление и разрежение воздуха, возникающее при вентиляции шахт;

г) нагрузки на перекрытия от складируемых материалов и стеллажного оборудования в складских помещениях, холодильниках, зернохранилищах, книгохранилищах, архивах и подобных помещениях;

д) температурные технологические воздействия от стационарного оборудования;

е) вес слоя воды на водонаполненных плоских покрытиях;

ж) вес отложений производственной пыли, если ее накопление не исключено соответствующими мероприятиями;

з) нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий с пониженными нормативными значениями, приведенными в табл. 3;

и) вертикальные нагрузки от мостовых и подвесных кранов с пониженным нормативным значением, определяемым умножением полного нормативного значения вертикальной нагрузки от одного крана (см. п. 4.2) в каждом пролете здания на коэффициент: 0,5 — для групп режимов работы кранов 4К-6К; 0,6 — для группы режима работы кранов 7К; 0,7 — для группы режима работы кранов 8К. Группы режимов работы кранов принимаются по ГОСТ 25546-82;

м) воздействия, обусловленные деформациями основания, не сопровождающимися коренным изменением структуры грунта, а также оттаиванием вечномерзлых грунтов;

1.8*. К кратковременным нагрузкам следует относить:

а) нагрузки от оборудования, возникающие в пускоостановочном, переходном и испытательном режимах, а также при его перестановке или замене;

б) вес людей, ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования;

в) нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий с полными нормативными значениями, кроме нагрузок, указанных в п. 1.7, а, б, г, д;

г) нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (погрузчиков, электрокаров, кранов-штабелеров, тельферов, а также от мостовых и подвесных кранов с полным нормативным значением);

д) снеговые нагрузки с полным расчетным значением;

е) температурные климатические воздействия с полным нормативным значением;

ж) ветровые нагрузки;

з) гололедные нагрузки.

(Измененная редакция. Изм. № 2).

1.9. К особым нагрузкам следует относить:

а) сейсмические воздействия;

б) взрывные воздействия;

в) нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования;

г) воздействия, обусловленные деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта (при замачивании просадочных грунтов) или оседанием его в районах горных выработок и в карстовых.

Читайте также:  Изоляция фундамента от блоков

Источник

16. Несущие и ограждающие конструкции.

Несущие и ограждающие конструкции

Несущие конструкции — это совокупность конструктивных элементов сооружения, которые способны при взаимодействии обеспечивать устойчивость постройки, прочность, и выдержать нагрузки. Все остальные конструкции здания являются ограждающими. Ограждающая конструкция — это строительная конструкция, разделяющая здание на отдельные помещения и ограничивающая его объем. Такие конструкции применяются для защиты помещения сооружения от различных воздействий: ветра, шума, температуры, влаги и т.п.

К несущим конструкциям относятся столбы, колонны, стены, фермы, балки и другие подобные сооружения. Строительные конструкции ограждающей направленности — это перекрытия, покрытия, перегородки, стены. Несущие и ограждающие конструкции имеют скорее условное различие, т.к. их функциональное назначение едино.

Нагрузки, для которых создают противодействие несущие конструкции, делят на несколько видов:

К постоянным нагрузкам относят собственный вес конструкции здания, давление ограждающих конструкций, отделочного материала, грунта на стены подвала. Временные делят на кратковременные и длительные. Таковыми являются нагрузки от находящихся в здании вещей (мебели, оборудования, имущества), веса людей; а также воздействие снега, ветра, температуры. Нагрузки от движения, торможения крана и тележки крана называют крановыми нагрузками. Нагрузки от осадки или просадки грунтов, взрывов и аварий, вибраций или сейсмическое воздействие — это специальные (особые) нагрузки. Основываясь на данной классификации, производят расчеты для строительства здания и обустройства в нем несущих конструкций.

Все несущие и ограждающие конструкции должны быть прочными и надежными, а их размер, конфигурация и материал могут быть различны.

Материал несущей конструкции

Может являться каркасом некоторых каменных построек. Изготавливается из тяжелого бетона. Чаще всего применяются железобетонные балки, которые различаются по размерам, форме, типу и способу изготовления. Для укрепления конструкций и повышения долговечности здания также используют железобетонные перемычки (перекрывают оконные и дверные проемы). Данный материал требует при монтаже использование тяжелой грузоподъемной техники.

В качестве данной несущей конструкции используют балки двутаврового сечения. Благодаря данному материалу, появляется возможность перекрытия больших пролетов. Но здесь также необходимо использовать подъемный кран.

Чаще всего используют хвойные породы деревьев. Такая конструкция имеет небольшой вес. У деревянной несущей конструкции существует большой недостаток в ее недолговечности, т.к. дерево подвержено гниению. Применяются деревянные балки при пролетах не более 5-6 метров.

Широко распространен. Является современным строительным материалом. Получил большое признание, благодаря своим высоким характеристикам по прочности. Клееный брус способен выдержать значительные нагрузки при эксплуатации. Используют для перекрытия 15-метровых пролетов и более. Применяется при устройстве балконов, полов, перекрытий. Клееная балка не подвержена поражению грибком и при нагрузке не деформируется.

Ограждающие конструкции делятся на внешние и внутренние. Для разделения внутреннего пространства или звукоизоляции служат внутренние ограждающие конструкции, внешние — для защиты от атмосферных воздействий. Также, ограждающие конструкции классифицируются на простые и составные. Выбор той или иной зависит от конструкторского решения. По способу изготовления: возводимые на месте и сборные ограждающие конструкции.

К ограждающим конструкциям предъявляют определенные эксплуатационные качества. Наружные должны соответствовать климатическим параметрам, а также обеспечивать комфортные условия для жизнедеятельности. Внутренние должны изолировать надлежащим образом от влаги, воздушных и ударных шумов. И несущие и ограждающие конструкции обязательно должны обладать жесткостью, устойчивостью, прочностью и огнестойкостью.

Чаще всего при строительстве многоэтажных домов, используют металлические конструкции. Обычно они представлены сборным или железобетонным монолитным каркасом. Как ограждающие конструкции используют легкую стальную конструкцию. По своим техническим характеристикам, они превосходят бетон и кирпич. Использование данных конструкций подразумевает внешнюю эстетичность здания, долговечность и низкую себестоимость.

17. Понятие о прочности, жесткости и устойчивости.

Источник