Конструктивные и пространственные модули при проектировании
АРХИТЕКТОНИКА КОНСТРУКЦИЙ
Методические указания по проектированию
для студентов направления подготовки 072500.62 – Дизайн (бакалавриат) и 072500.68 - Дизайн (магистратура)
Составитель
А. Н. Фешин
Санкт-Петербург
Утверждено на заседании кафедры
Дизайна пространственной среды
5 декабря 2013 г., протокол № 5
Рецензент А. В. Зуев
Методические указания по направлениям 072500.62, 072500.68 – Дизайн по очной и заочной (вечерней) формам обучения / сост. А. Н. Фешин. – СПб.:
ФГБОУ ВПО «СПГУТД», 2014 г. – 39 с.
Методические указания разработаны в соответствии с требованиями
Федеральных государственных образовательных стандартов.
Оригинал подготовлен автором.
Подписано в печать г. Формат 60x84 1/16.
Усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ
Отпечатано в типографии ФГБОУ ВПО «СПГУТД»
Электронный адрес: http://publish.sutd.ru
191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, 26
Содержание
1. Введение…………………………………………………………………………...4
2. Конструктивные и пространственные модули при проектировании……........6
3. Основания и фундаменты ………………………………………………………12
4. Стены ………………………………………..…………………………………...18
5. Перекрытия ………………………………………………………………...........24
6. Скатные крыши по деревянным стропилам ..……………..……....…………...27
7. Лестницы ....………………..……………………………………………….……32
8. Заключение ………………………………………………………..…….……….36
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Таблица для выбора балок междуэтажных и чердачных перекрытий ...…………………………………………………………..…………...37
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Таблица для подбора сечений стропильных ног из сосновых брёвен или досок под кровли из стали, битумной и композитной черепицы ……….. ……………………………………………………………………..……....38
Библиографический список…………………………...…………...………...…….39
Введение
Архитектоника (от греч. architektonike — строительное искусство),единство закономерностей строения, присущих конструктивной системе.Архитектоника выявляется в распределении объёмов конструкций, в ритмическом строе форм, в пропорциях. Наиболее существенные стороны элементов системы называют структурой.
Системы, основанные на статике и равновесии, возникли в первых сооружениях построенных человеком - это колонны и балки, при дальнейшем развитии строительства появились арки и своды и неизменно использовались до конца XIX в. Это объясняется тем обстоятельством, что технические возможности общества не выходили за пределы использования материалов и конструкций, работающих на сжатие. Пиком возможностей этих материалов и конструкций явилась эпоха Готики. В разные исторические периоды применялись разнообразные строительные материалы и технологии, существенно влияющие на создание архитектурных конструкций. Современный уровень развития техники, использование железобетона, стекла, пластических масс и других новых материалов позволяют создавать необычные формы зданий в виде шара, спирали, цветка и т.п. Тектоника современных сооружений может строиться на напряженном равновесии, на растяжении, и на сочетании конструктивных систем в зависимости от функционального назначения объектов. Внимательно спроектированная и прочувствованная конструкция с тщательно выполненными узлами и элементами обладает собственной художественной ценностью и формирует выразительность сооружения. Современные компьютерные технологии и программы позволяют моделировать и просчитывать конструктивные формы любой конфигурации, материалы становятся все более прочными и выдерживают огромные растягивающие усилия при минимальных сечениях, появилась необходимость в разработке конструктивных систем, работающих в основном на растяжение, а не на сжатие. Сегодня наблюдается тенденция сближения искусственных систем с «природными конструкциями» по принципам формообразования и конструирования.
Примеры современных конструктивных структурных решений:
- Использование принципов структуры растений и животных: конструкция листа обладает достаточной механической прочностью, которая в значительной степени зависит от жилок, пронизывающих его плоскость от основания до верхушки. Используя этот принцип итальянский архитектор П. Нерви сконструировал плоское ребристое покрытие фабрики Гатти в Риме и покрытие большого зала Туринской выставки, добившись большой конструктивной и эстетической выразительности.
На основе принципов построения природных высотных конструкций строители проектируют высотные здания нового типа – типа стволовой конструкции.
По принципу строения стебля пшеницы спроектировано несколько высотных зданий, у которого основание более узкое, чем средняя часть. Упругие демпферы, разделяющие здание по высоте на несколько элементов, снижают силу ветрового напора и сокращают нагрузку на основание.
- С развитием городов возникла задача проектирования значительных по объему и размеру зданий без тяжелых трудоемких покрытий и промежуточных опор. Поэтому легкие и прочные, тонкостенные и экономичные природные конструкции заинтересовали архитекторов. Принцип конструкции этих оболочек лег в основу создания легких, большепролетных стальных и железобетонных покрытий различной кривизны, которые нашли широкое применение при строительстве спортивных комплексов, кинотеатров, выставочных павильонов и т.д.
Организации живых моделей привел к появлению в архитектуре совершенно новой области строительной техники – созданию пневматически напряженных конструкций. Пневматическое напряжение, создаваемое избыточным давлением газа или жидкости, обеспечивает гибкой герметичной оболочке несущую способность и устойчивость при любых видах нагрузок. Важнейшими преимуществами надувных систем являются экономичность, малый вес, транспортабельность, компактность, быстрота монтажа, поэтому принцип тургора получил сейчас широкое применение особенно при сооружении временных построек: выставочных и ярмарочных павильонов, спортивных залов, туристических лагерей, овощехранилищ и пр. Наиболее распространенными формами надувных построек пока являются цилиндрический свод и сферический купол, возможно огромное разнообразие пневматических конструкций.
Вантовые конструкции – висячие покрытия, являются наиболее эффективным решением для покрытия зданий с большим пролетом, практически всех конструкций мостов и путепроводов.
Целью пособия является изложение основ проектирования конструкций малоэтажных жилых зданий, не требующих сложных расчётов.
Рассматриваются принципы конструирования зданий, их архитектоническое взаимодействие, как из индустриальных сборных элементов, так и конструкций с применением местных строительных материалов.
Конструктивные и пространственные модули при проектировании
Принципы гармонии мерностей предлагались различными людьми и складывались в модульные системы.
На (рис. 1 а, б) представлены схемы геометрических пропорций, логарифмической спирали по отношению функции «золотого сечения» и схема взаимосвязей пропорций фигуры человека, разработанная Ле Корбюзье с использованием модульной системы.
В качестве модуля принимают меру длины одного из элементов объекта:
1) элемент сооружения (определяется независимо от абсолютных размеров);
2) размер, связанный с размерами тела человека.
а)
б)
Рис. 1. а – «квадратура круга» Леонардо да Винчи; пропорции фигуры человека;
б – «Модулор» Ле Корбюзье
В основе модульной системы средневековой архитектуры предположительно был использован фут. В Италии некоторые сооружения построены на использовании модуля в виде квадрата или прямоугольника. Храм Василия Блаженного в Москве при всем своем многообразии сложен из одного вида фигурных кирпичей (рис. 2).
а) б)
Рис. 2. Храм Василия Блаженного: а – план; б – западный фасад
Применение модульного проектирования считается высшей формой деятельности в области стандартизации. При этом стандартизация выявляет и закрепляет наиболее перспективные методы и средства проектирования. Этот метод способствует унификации структурных элементов изделий.
В современной действительности используется модульные системы, основанные на единицах измерений: метр и фут.
В нашей стране, модульная система строится на применении основного модуля, равного I00 мм. Производные модули образуются умножением или делением величины основного модуля на целые числа.
Для точного определения взаимного расположения вертикальных элементов несущего остова здания (стен и колонн) в архитектурно - строительных чертежах применяют систему разбивочных осей. Линии продольных осей обычно маркируются буквами, а поперечных – цифрами. Положение всех конструктивных элементов определяется по отношению к разбивочным осям. Разбивочные оси, как правило, совпадают:
- во внутренних стенах и колоннах – с их геометрическими осями;
- в ненесущих наружных стенах – с их внутренней гранью;
В несущих наружных стенах оси располагаются с некоторой привязкой относительно их внутренней грани, зависящей от конструкции стены и типа перекрытия (рис. 3).
К зданиям предъявляется ряд требований, которым должны удовлетворять их объемно-планировочные и конструктивные решения.
1.1. Функциональные требования определяются назначением здания. В соответствии с ними устанавливаются площади и размеры отдельных помещений, а так же их взаимосвязь.
Проектирование конструкций зданий с точки зрения этой группы требований предполагает прежде всего выбор конструктивной схемы здания (с несущими стенами, с неполным, либо с полным каркасом) и назначение основных геометрических (пространственных) параметров здания (расстояния между несущими стенами или шага колонн, расположения лестниц, высот этажей, габаритов здания в плане). При этом не следует забывать о необходимости размещения инженерных коммуникаций, естественном освещении, о возможности трансформации помещений и других проектных решениях. Таким образом, при размышлениях о структуре сооружения следует выявить взаимосвязь пространств с расположением вертикальных несущих элементов и о том, как перекрыть образовавшиеся между ними пролеты.
1.2. Весьма важны требования строительной физики. Для поддержания в здании необходимой постоянной температуры следует правильно выбрать конструкцию наружных стен, покрытий и заполнений световых проемов. Минимальную необходимую толщину наружных стен из однородного материала (деревянного бруса, кирпича, камня), целесообразное решение сложной конструкции стены или перекрытия (с применением эффективного утеплителя), определяют на основе теплотехнического расчета.
а)
б)
Рис. 3. а – расположение осей, план; б – разрезы
Конструктивные решения перекрытий и перегородок проверяют на звукопроводность акустическим расчетом.
Размеры и оптимальное расположение световых проемов связано с общей структурой проектируемого пространства и на основе расчета естественного освещения помещений, где это необходимо.
1. 3. Наиболее общее конструктивное требование к зданиям – обеспечение их долговечности, т.е. нормальной эксплуатации в течение заданного периода с учетом характера, назначения и класса здания. Понятие о классе здания определяет совокупность требований, предъявляемых к зданиям в зависимости от их назначения и значимости. Для каждого класса установлены требования к долговечности и огнестойкости основных конструктивных элементов. Они выполняются применением соответствующих строительных материалов и изделий, защитой их от физических, химических, биологических и др. воздействий, а так же противопожарными мероприятиями. При проектировании конструкций здания их обязательно рассчитывают на прочность, жесткость и устойчивость. Это помогает правильно определить форму и размеры сечений конструктивных элементов. Современный инженер стремится создавать конструкцию вполне конкретной прочности, гарантирующей надежность ее функционирования на весь срок службы.
1.4. Экономичность выбираемых технических решений – одно из важнейших требований, предъявляемых к проектам зданий. Основные критерии экономичности проектируемого здания – его строительная стоимость, стоимость эксплуатации и срок амортизации. На стоимость строительства значительное влияние оказывает уменьшение веса здания, позволяющее значительно, снизить нагрузку на фундаменты, сократить расходы по доставке материалов и изделий на строительную площадку, подъему и установке на место конструкций и деталей. Эта цель достигается применением легких утеплителей, высокопрочных бетонов, высоких марок стали и т.п. Существенно удешевляет строительство и рациональное использование местных строительных материалов, не требующих расходов на дальние перевозки. Выбирая конструкцию и строительные материалы, также следует учитывать эксплуатационные расходы. Стоимость амортизации здания связана с его долговечностью. Чем долговечнее здание, тем меньше величина ежегодной амортизации.
Основание и фундаменты
2. 1. Геологические породы, залегающие в верхних слоях земной коры и используемые в строительных целях, называются грунтами. Слои грунтов, непосредственно воспринимающих нагрузку от здания, называется основанием. Основание, используемое без укрепления грунтов, считается естественным. Искусственное основание получают путем проведения мер по усилению грунтов.
Работа грунта под нагрузкой происходит следующим образом.
Под действием нагрузки от фундаментов в грунтах основания возникает давление, величина которого зависит от собственного веса грунта и веса здания. Под фундаментом грунт уплотняется, возникают деформации основания, вызывающие осадку фундамента, а вместе с ним и здания. Небольшие осадки, равномерные по периметру здания, воспринимаются без разрушающих деформаций. По чувствительности к неравномерным осадкам наземные конструкции разделяются на малочувствительные и чувствительные. Малочувствительны к неравномерным осадкам конструкции, проседающие как одно пространственное целое (например, здания на сплошных фундаментных плитах), а также конструкции, состоящие из шарнирно связанных между собой элементов. Чувствительны к неравномерным осадкам конструкции с жестко связанными между собой элементами, взаимное смещение которых может вызвать в несущих конструкциях здания значительные деформации и местные повреждения.
Грунтам оснований присваиваются наименования в описаниях результатов инженерно- геологических изысканий, проектов оснований и фундаментов в соответствии с классификацией. По ней различают грунты: скальные, крупноблочные, песчаные и пылевато-глинистые. В большинстве случаев основания, сложенные скальными грунтами, являются достаточно прочными и несжимаемыми. Исключение составляют водорастворимые и сильно выветрившиеся породы. Основания, сложенные крупнообломочными грунтами, надежны. Песчаные грунты, как правило, хорошие основания. С увеличением размера частиц и плотности сложения несущая способность таких оснований возрастает, а их деформации невелики и быстро затухают. Увлажнение песчаных грунтов снижает их несущую способность, причем снижение тем больше, чем меньше размеры частиц грунта.
Особенно сильно это влияет на грунты с глинистыми или илистыми примесями. Такие грунты в водонасыщенном состоянии становятся текучими, и потому их называют плывунами. Возведение зданий на таких грунтах весьма затруднительно.
Глинистые грунты относят к связным грунтам – их частицы скреплены силами внутреннего сцепления. Они состоят из мельчайших минеральных плоских частиц, а так же песка и иногда растительных остатков. Эти примеси уменьшают водонепроницаемость глины и ее прочность. В зависимости от количества содержащихся в грунте глинистых частиц и песка, а так же пластичности грунта различают супеси, суглинки и глины. Глинистые грунты пластичны, т.е. способны при добавлении воды переходить из твердого состояния в пластичное, а при дальнейшем увлажнении – в текучее состояние. От степени влажности существенно зависят строительные свойства глинистых грунтов. В сухом и маловлажном состояниях они служат хорошим основанием, но их несущая способность в разжиженном состоянии значительно снижается. Расширение воды при замерзании в порах глинистых грунтов основания вызывает увеличение объема грунта. При замерзании влажных глинистых грунтов основания силы пучения бывают столь велики, что они приподнимают неправильно заложенные фундаменты и могут явиться причиной деформации здания.
В особую категорию следует выделить следующие типы грунтов: просадочные, набухающие и вечномерзлые. Просадочные – это пылевато – глинистые грунты, которые при замачивании из-за содержания в них растворимых солей дают значительную просадку. В необводненном состоянии такие грунты имеют удовлетворительную несущую способность. При проектировании и строительстве на просадочных грунтах должны выполняться специальные мероприятия по укреплению основания, либо по защите его от увлажнения. Набухающие грунты способны при увлажнении увеличиваться в объеме, а при снижении влажности возможна их усадка. При устройстве оснований и фундаментов в этих условиях прибегают к конструктивным мероприятиям, позволяющим снижать неблагоприятные последствия набухания или усадки. Вечномерзлые грунты характеризуются наличием в порах воды, находящейся в замершем состоянии в течении трех и более лет. Существует два основных принципа строительства на таких грунтах:
1. С сохранением вечной мерзлоты в процессе строительства и всей эксплуатации здания;
2. С предварительным оттаиванием вечной мерзлоты и последующим поддержанием такого состояния грунта в течение всего срока службы здания.
Грунтовые воды образуются в результате проникновения в грунт атмосферных осадков. Проходя через водопроницаемые слои грунта, вода удерживается водопроницаемым слоем и течет по его склону.
Уровень грунтовых вод зависит от дождей, таяния снегов, изменения уровня воды в находящихся поблизости водоемах, проводимых недалеко земляных или дренажных работ и других причин. Грунтовые воды, просачиваясь через различные слои грунтов, растворяя содержащиеся в них вещества и газы, образуют растворы, разрушительно действующие на материалы фундаментов. Такие грунтовые воды называются агрессивными. Когда в грунтах основания содержаться текучие воды со скоростями течения, при которых возможно размывание грунтов, принимают меры защиты основания: дренаж, водопонижение, шпунтовые ограждения и другие.
2. 2. Фундаментом называется подземная часть здания, воспринимающая все нагрузки, возникающие в надземных частях, и передающая их на основание. Конструкции фундаментов проектируют с учетом характера несущего остова зданий и степени чувствительности их к возможным осадкам, характера геологических и гидрогеологических условий участка, условий района строительства, наличие местных строительных материалов и средств механизации.
По виду конструкции различают фундаменты ленточные, столбчатые, свайные и плитные. В зависимости от технологии возведения фундаменты бывают сборными и монолитными. Сборные конструкции изготавливаются на заводах и доставляются на строительную площадку, где монтируются в проектное положение. Монолитные конструкции возводятся непосредственно на строительных площадках в опалубочных формах.
Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стену, равномерно загруженную вышележащими несущими или самонесущими стенами или колоннами каркаса.
Монолитные ленточные фундаменты (рис. 4, б) выполняют из бута, бутобетона, бетона. Для передачи нагрузки на большую площадь основания при слабых грунтах или тяжелых зданиях применяют уширение к подошве. С целью исключения появления растягивающих усилий уширение производится уступами.
Сборные ленточные фундаменты (рис. 4, а) сооружают из фундаментных стеновых блоков и фундаментных блоков-подушек.
Столбчатые (свайные) фундаменты в зданиях с несущими стенами устраиваются в тех случаях, когда нагрузки на основание малы или когда слой грунта, служащий основанием, залегает на значительной глубине 3 – 5 м (рис. 5).
а) б)
Рис. 4. а – сборный ленточный фундамент; б – монолитный ленточный фундамент
а) б)
Рис. 5. Свайный фундамент: а – разрез; б – план
На столбчатые фундаменты под стены укладывают перемычки или фундаментные балки. Столбчатые фундаменты стаканного типа под колонны каркасных зданий показаны на (рис. 6).
Глубину заложения ленточных и столбчатых фундаментов при проектировании определяют на основе исходных требований, оговоренных в задании на выполнение проекта, район строительства, тип и состояние грунтов основания, этажность и конструкции здания, индустриализация и экономика строительства.
Рис. 6. Сборный фундамент для каркасных зданий: разрез
В случае, когда основание фундамента состоит из пучинистых или склонных к пучению грунтов, крупнооболомочных с глиняным заполнением, пылеватых и мелкозернистых песков, супесей, суглинков и глин глубины заложения фундаментов наружных стен и колонн назначают в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания грунтов.
Нормативные значения промерзания грунтов определяются по СНиП 2.02.01-83. Глубина заложения фундаментов под наружные стены и колонны отапливаемых зданий при непучинистых грунтах и под внутренние стены и колонны отапливаемых зданий при любых грунтах не зависит от глубины промерзания и может быть принята минимальной – 0,5 м от уровня проектной планировочной отметки поверхности земли.
Свайные фундаменты в малоэтажных зданиях применяются редко, лишь при строительстве на слабых сильносжимаемых водонасыщенных грунтах. Сплошные фундаменты применяют в малоэтажных зданиях для защиты подвала от грунтовых вод, когда пол подвала должен выдерживать большое гидростатическое давление. Плитный монолитный железобетонный фундамент так же целесообразен при низкой несущей способности грунтов и высоком уровне грунтовых вод.
4. Стены
3. 1. Каменные стены малоэтажных зданий возводят из кирпича глиняного и силикатного, керамических блоков, искусственных естественных камней правильной форы. Несмотря на трудоемкость ручной кладки, каменные конструкции занимают и будут занимать значительное место в строительстве благодаря архитектурным преимуществам в части свободы планировки здания и разнообразия его объемной формы, а также капитальности и эксплуатационным достоинствам.
В малоэтажных зданиях нагрузка на стены обычно не велика.
Поэтому их толщины часто определяют не расчетом на прочность, а конструктивными соображениями или теплотехническим расчетом.
Каменные стены возводят укладкой горизонтальных рядов кирпича или камней по слою раствора с взаимной перевязкой швов. Для обеспечения высокой производительности труда сплошную укладку стен или кирпича выполняют преимущественно шестирядной - пять ложковых и один перевязочный тычковый ряд (рис. 7).
Рис. 7. Кирпичная стена многорядной кладки
Кладку из искусственных и природных камней выполняют двух – или трехрядной (рис. 8).
Чтобы улучшить теплотехнические и экономические показатели, кирпичные стены выполняют из эффективных облегченных кладок, в которых часть кирпича внутри стены заменена монолитным легким бетоном, легкобетонными вкладышами, плитами из эффективного утеплителя или засыпками (рис. 9, 10).
а) б)
Рис. 8. Стена из камней: а – двухрядная кладка; б – трёхрядная кладка
Взаимную статическую работу каменных слоев стен облегченной кладки обеспечивают поперечными горизонтальными диафрагмами / сплошным рядом кладки через каждые пять рядов / или вертикальными кирпичными стенками- диафрагмами шагом 0,65 или 1,17 м. В уровне перекрытий и перемычек в облегченных кладках дают 1 – 2 ряда сплошной кладки.
Проемы в стенах для установки оконных и дверных блоков назначают в соответствии с объемно-планировочными и структурными решениями зданий.
Рис. 9. Облегчённые кладки стен: разрезы
Рис. 10. Многослойная кирпичная кладка с эффективным утеплителем: разрез
Для удобства установки и уменьшения инфильтрации холодного воздуха проемы снабжаются четвертями - выступами наружного края кладки в боковых и верхних притолках проема на четверть длины кирпича, т.е. на 62, 5 см
(рис. 9). Проём с горизонтальным верхним элементом, как правило, перекрывают сборными железобетонными или монолитными перемычками, в арочных проёмах кирпичных стен возможны перемычки повторяющие их форму.
Рис. 11.Оформление оконного проёма в кирпичной стене брусковыми перемычками: разрез
3.2. Основу стен бревенчатых домов составляют срубы, выполняющиеся из круглых бревен диаметром 180- 240мм. Каждое бревно пазом, вытесанным с нижней стороны, укладывается на круглую поверхность предыдущего бревна
прокладкой слоя пакли или специального уплотняющего материала.
На смену бревенчатому рубленому дому пришло брусчатое индустриальное домостроение (используется «калиброванный»- т.е. обработанный до правильной цилиндрической формы брус или клееный брус, состоящий из ламелей (досок), связанных между собой клеем), позволяющее значительно сократить расход леса и снизить трудоемкость строительства. Толщина брусьев принимается от 150 до 240 мм.
Между брусьями прокладывают уплотнительную прокладку. Свободная длина бревенчатых и брусчатых стен не должна превышать 6,5 м, клееный брус таких ограничений не имеет. При большой длине во избежание выпучивания бревен, брусьев ставятся вертикальные сжимы.
Брусчатые и бревенчатые дома дают значительную осадку, из клееного бруса она меньше.
Поэтому над дверными и оконными коробками таких домов оставляют зазор размером 5 % высоты проема заполняемый уплотнителем.
3. 3. Несущей конструкцией деревянных каркасных домов служит каркас, состоящий обычно из стоек сечение 50 x 80 мм и горизонтальных элементов из брусков такого же сечения. Стойки устанавливаются с модульным шагом 600мм в осях и прибиваются гвоздями к нижней и верхней обвязками. Для двухэтажных зданий устанавливается платформенный каркас, в котором стойки второго этажа опираются на перекрытия нижнего этажа. В углах здания в стойки деревянного каркаса заподлицо врезаются раскосы жесткости (рис. 12).
Рис. 12. Конструкция каркасного дома
Наружные каркасные стены утепляются плитными или рулонными материалами. С внутренней стороны утеплителя укладывается пароизоляция.
Для защиты от продувания или случайной влаги наружной стороны утеплителя ветрозащитная мембрана. С наружной и внутренней сторон стены делается обшивка (рис. 13 а, б).
Монтаж каркасных домов производится на заранее подготовленном фундаменте с соблюдением правил гидроизоляции цоколя и деревянных деталей обвязки.
Сборные щитовые дома - наиболее эффективный вид индустриальных деревянных домов. Эти дома поставляются в виде изготовленных на заводе утепленных щитов наружных и внутренних стен, перекрытий, полов, элементов крыши, лестниц и др. При разработке планировочных решений щитовых зданий опираются на модуль 600 мм, соответствующий ширине листовых и плитных теплоизоляционных и облицовочных материалов. Расстояние между щитовыми стенами обычно принимают 3 или 3,6 м. Щиты стен выпускаются с установленными в них оконными и дверными блоками. Размеры основных щитов стен – 2560 x 1200 мм.
а) б)
Рис. 13. а – разрез стены каркасного дома; б – наружный стеновой дощатый щит
Доборные щиты могут иметь ширину 600 мм. Стойки в щитах располагаются через 400 или 600 мм (рис. 13, б).
В стенах каркасных домов могут также применяться клеефанерные щиты. Они изготавливаются с обшивкой большеразмерными листами водостойкой фанеры толщиной 8 мм, приклеенными к раме из деревянных брусков. Из-за клеевых соединений щит имеет большую жесткость и прочность. В качестве утеплителя используются эффективные теплоизолирующие материалы. Размеры стеновых щитов обычно бывают 2500 x 1200 x 110 или 2800 x 1200 x 110 мм. Монтируют щитовые дома на готовом фундаменте со сплошным цоколем. По гидроизоляции укладывают утепленную подушку, а по ней – обвязку из брусьев сечением 50 x 80 мм. Установку стеновых щитов начинают с углов здания. Щиты крепятся между собой, к нижней обвязке и поддерживаются временными подкосами. Стыки щитов наружных стен перекрываются полосами гидроизоляционных материалов и закрываются деревянными нащельниками. Поверх стен укладывают обвязку и крепят к щитам гвоздями.
Перекрытия
Перекрытие должно быть достаточно жестким и прочным. Прогиб междуэтажных перекрытий не должен превышать 1 / 250 пролета. Высоту конструкции междуэтажного перекрытия следует делать минимальной, чтобы неоправданно не увеличивать кубатуру здания и, следовательно, его стоимость.
Требования теплозащиты предъявляют к перекрытиям чердачным, над проездами, над подпольями и над неотапливаемыми подвалами.
Для обеспечения изоляции помещения от воздушного шума масса конструкции перекрытия в жилых домах должна быть не менее 400 кг/м2 и должны отсутствовать щели и неплотности. Ударные шумы гасятся упругими прокладками между конструкциями пола и перекрытия или непосредственно упругими материалами пола.
По видам конструкций различают балочные и плитные перекрытия.
4. 1. Простейшая конструкция перекрытия по деревянным балкам состоит из несущих балок. Уложенных через 600- 1000 мм, накатом по черепным брускам с засыпкой и дощатого пола по лагам или непосредственно по балкам (рис. 14). Деревянные балки применяют по расчету прямоугольного сечения из хвойных пород. Длина балок, как правило, не должна превышать 6,5 м. Высота балки составляет 1/ 20- 1/ 25 пролета. Величина опирания балок на стены принимается 120 – 180 мм. Концы деревянных балок, заделываемых в наружные стены, антисептируют и защищают от увлажнения. Сечения балок можно подобрать по таблице приложения 1. В местах соприкосновения деревянных перекрытий с участками стен, имеющими дымовые каналы, устраивается разделка (рис. 15). Конец укороченной балки опирают на ригель, опертый или подвешенный на хомутах к двум соседним балкам.
Рис. 14. Фрагмент перекрытия по деревянным балкам: разрез
Рис. 15. Устройство разделки
4.2. Перекрытия по железобетонным балкам таврового сечения допускаются лишь в отдельных случаях при наличии соответствующей производственной базы.
Плитные перекрытия монтируются из железобетонных панелей или устраиваются монолитные плиты. Концами панели опираются на несущие кирпичные стены на 120 мм или прогоны. Железобетонные плиты заводского изготовления. Используются следующие типы панелей перекрытий: сплошного сечения толщиной 120 мм, 160 мм ; многопустотные панели высотой сечения 220 мм. Панели толщиной 120 мм применяют для перекрытия пролетов 2.4, 2.7, 3.0, 3.3, 3.6, 3.9, 4.2, 4.5 м. Панели изготавливаются размерами на конструктивно- планировочную ячейку « на комнату». Только при полетах 4.2 и 4.5 м для перекрытия ячейки применяют два изделия.
Рис. 16. Железобетонные панели с круглыми пустотами
Панели толщиной 160мм применяются длиной 4.8, 5.4, 6.0, 6.6 м. Многопустотные панели с круглыми пустотами ( рис. 16) имеют высоту 220 мм, ширину 990, 1190, 1490, 1790 мм и применяются при пролетах 2.4, 3.0, 4.8, 6.0, 6.6, 7.2, 9.0 м. Панели поставляются глухими и с отверстиями для пропуска сантехнических устройств.
Монолитные плоские железобетонные перекрытия пролётом до 6.6 м. обычно толщиной до 160мм, при пролётах до 7.5 м. до 250мм, при больших пролётах монолитные сплошного сечения перекрытия неэффективны.
Ребристые панели применяются ребрами вниз, создавая междуэтажное перекрытие с раздельным подвесным потолком, или ребрами вверх, усложняя конструкцию пола. С точки зрения статической работы конструкции предпочтителен первый вариант. При пролетах до 3 м высота ребер равна 100 – 120 мм, при пролетах от 3 до 6.6 м – 200 – 220 мм, а в панелях с предварительно напряженной арматурой- 160- 180 мм. Ширина панелей изменяется от 0,8 м до 2 м (рис. 17).
Рис. 17. Железобетонная ребристая панель перекрытия: разрез
Чердачные перекрытия, выполненные из железобетона, имеют слой утеплителя, уложенного по пароизоляции из одного или двух слоев рулонного материала на мастике. В качестве утеплителя применяются минераловатные плиты, плиты из ячеистого бетона, сыпучие материалы (керамзит, шлак) и т.д.
Рис. 18. Плоская эксплуатируемая кровля: разрез