Основные конструктивные элементы зданий

Все виды зданий состоят из следующих взаимосвязанных структурных элементов, имеющих определенное функциональное назначение: фундаментов, стен, каркасов и отдельных опор, перекрытий, перегородок, покрытий, лестниц и лифтов, окон, дверей, балконов, лоджий и др. (рис. 2.1.).

Фундаменты – это подземная часть здания, воспринимающая всю нагрузку от здания и передающая эту нагрузку на основание.

Основание – это массив грунта, находящийся под фундаментом и воспринимающий от него всю нагрузку от здания. Основание должно обладать достаточной прочностью, т.е. быть малосжимае- мым при загружении его до определенного предела.

Фундаменты устраивают под стенами и отдельными опорами-стойками (столбами или колоннами). Верхняя поверхность фундамента и горизонтальные площадки уступов фундамента называются обрезом. Нижняя плоскость фундамента, которой он опирается на основание, называется подошвой. Основание под фундаментом сжимается, т.е. дает осадку. Подошва фундамента располагается на некоторой глубине в зависимости от физико-механических характеристик грунта основания и глубины его промерзания. Площадь подошвы фундамента назначается из условия, чтобы нагрузка, передаваемая на грунт основания, не превышала допустимой для этого грунта величины. В зданиях с подвалами стенки фундаментов являются стенами подвалов.

Стены в первую очередь являются ограждающими конструкциями, защищающими здания и их помещения от внешней среды, температурного перепада и шума. В зависимости от местонахождения стены бывают наружными и внутренними, продольными и поперечными. Кроме ограждающих функций стены могут выполнять

Рис. 2.1. Основные конструктивные элементы зданий и воспринимаемые ими воздействия:

1 – подошва фундамента; 2 – надподвальное перекрытие; 3 – фундаменты; 4 – потолок; 5 – нижние перекрытия; 6 – подполье; 7 – перегородка; 8 – нагрузка, воспринимаемая перекрытием; 9 – междуэтажные перекрытия; 10 – продольная внутренняя стена; 11 – наружная стена; 12 – оконный проем; 13 – карниз; 14 – чердачное перекрытие; 15 – чердак; 16 – стропильная нога; 17 – кровля; 18 – дымовая труба; 19 – зонт над дымовой трубой; 20 – коньковый прогон; 21 – подкос; 22 – стойка; 23 – конек; 24 – слуховое окно; 25 – снег; 26 – карниз; 27 – мауэрлат; 28 – оконный переплет; 29 – наружная входная дверь; 30 – крыльцо; 31 – цоколь; 32 – подвал; 33 – грунтовая вода

несущие функции и в зависимости от возможности воспринимать нагрузку они бывают несущими, самонесущими и ненесущими.

Несущие стены воспринимают нагрузки от своей массы, а также от перекрытий и покрытий и опираются непосредственно на фундаменты. Несущими могут быть наружные, внутренние, продольные и поперечные стены.

Самонесущие стены воспринимают нагрузку от собственной массы на всю высоту здания и тоже опираются на фундаменты.

Ненесущие (навесные) стены воспринимают нагрузку от собственной массы в пределах одного этажа или одного монтажного элемента и передают эту нагрузку поэтажно или поэлементно на другие несущие элементы здания.

Каркасы – это комплексные элементы, состоящие из вертикальных несущих конструкций – стоек в виде столбов или колонн, и горизонтальных несущих конструкций – балок, плит или ферм. Элементы каркасов воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки от других элементов (перекрытий, покрытий, ненесущих стен и др.) и от своей массы и передают их на фундаменты.

Перекрытия – это конструктивные элементы, разделяющие здания на ярусы-этажи. Перекрытия воспринимают постоянную и временную нагрузку от своей массы и массы находящихся на них грузов и передают ее на несущие стены или элементы каркаса, а также выполняют ограждающие функции по звукоизоляции примыкающих помещений и их защите от температурных перепадов. Кроме этого, перекрытия являются горизонтальными диафрагмами жесткости зданий, повышая их пространственнуюнеизменяемость.

В зависимости от местоположения в здании перекрытия бывают: междуэтажными, чердачными, надподвальными и нижними.

Перегородки представляют собой тонкие ненагруженные ограждения, устанавливаемые на несущие элементы перекрытий и разделяющие внутреннее пространство этажа здания на отдельные помещения. Кроме этого, перегородки снижают уровень шума, проникающего из соседних помещений.

Покрытия – это конструктивный элемент, защищающий здания от атмосферных воздействий и температурного перепада. По конструктивной структуре покрытие является комплексной конструкцией, состоящей из крыши и чердачного перекрытия. Как правило, крыша защищает здание от атмосферных воздействий, а чердачное перекрытие – от температурного перепада. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. По конструктивному исполнению покрытия бывают скатными и плоскими, чердачными и совмещенными.

Лестницы и лифты служат для сообщения между помещениями, находящимися на разных уровнях. Помещения, в которых располагаются лестницы, называются лестничными клетками. Лестницы состоят из наклонных элементов со ступенями, называемыми лестничными маршами, и горизонтальных элементов, называемых лестничными площадками. Лифты состоят из лифтовых шахт, лифтовых кабин и машинных отделений.

Окна служат для естественного освещения помещений и их проветривания.

Двери служат для сообщения между помещениями в здании и для сообщения между зданием и прилегающей территорией.

Балконы и лоджии предназначены для отдыха на открытом воздухе. Балкон – это консольно выступающая за внешнюю поверхность наружной стены площадка, имеющая с остальных сторон легкие ограждения.

Лоджия – это частично или полностью встроенная в габариты здания площадка, имеющая легкое ограждение со стороны фасада и ограждения в виде стен и перекрытий с остальных сторон.