Тема 1.1. Здания и требования к ним, нагрузки и воздействия

В строительной практике различают понятия «со­оружение» и «здание».

Сооружением принято называть все, что искусственно создано человеком для удовлетворения материальных и духовных потреб­ностей общества.

Среди разнообразных сооружений особую группу составляют здания.

Здание — надземное сооружение, имеющее внутреннее про­странство, предназначенное и приспособленное для той или иной человеческой деятельности (например, жилые дома, заводские корпуса, школы).

Все прочие надземные, а также подземные и подводные соору­жения относят к инженерным, т.е. к сооружениям, предназначенным для выполнения сугубо технических задач (мост, телевизионная мачта, туннель, метро, резервуар, дороги).

Внутреннее пространство здания разделяется на отдельные по­мещения.

Помещение — огражденное со всех сторон пространство внутри здания, не имеющее подразделений (жилая комната, аудитория, коридор, цех).

Помещения, расположенные в одном уровне, образуют этаж.

Этажи разделяются перекрытиями.

Все здания состоят из отдельных взаимно связанных между со­бой частей и элементов, которые представляют собой три большие группы:

• объемно-планировочные элементы, т.е. крупные части, на которые можно расчленить весь объем здания (этаж, отдельные поме­щения, часть здания между основными расчленяющими его стенами);

• конструктивные элементы, определяющие структуру здания (фун­дамент, стены, перекрытия, крыша);

• строительные изделия — сравнительно мелкие детали, из которых состоят конструктивные элементы (отделочные камни, панели, плиты, ступени).

Здания в зависимости от назначения принято подразделять:

• на гражданские — жилые и общественные, предназначенные для обслуживания бытовых и общественных потребностей чело­века;

• промышленные — сооруженные для размещения орудий произ­водства и выполнения трудовых процессов, в результате которых создается промышленная продукция;

• сельскохозяйственные — обслуживающие потребности сельско­го хозяйства (предназначенные для содержания животных).

Форма здания в плане, его габариты, а также размеры отдель­ных помещений, этажность и другие характерные признаки опре­деляются в ходе его проектирования с учетом назначения.

Здания любого типа должны удовлетворять функциональным, техническим, художественным и экономическим требованиям.

Требование функциональной (технологической) целесообразности подразумевает соответствие здания тому процессу, для которого оно предназначено (удобство проживания, отдыха, труда).

Необходимо различать главные и подсобные функции. Так, в здании школы главной функцией являются учебные занятия, по­этому школьное здание в основном состоит из учебных помещений. Наряду с этим в школьном здании осуществляются и подсобные функции: питание, общественные мероприятия, руководство. Для них предусматриваются специальные помещения: столовые, буфеты, актовый зад. Перечисленные функции для этих помещений будут главными. Им же соответствуют свои подсобные функции.

Все помещения в здании, отвечающие главным и подсобным функциям, связываются между собой коммуникационными поме­щениями, основное назначение которых — обеспечивать движение людей (коридоры, лестницы).

Чтобы правильно запроектировать помещение, создать в нем оптимальную среду для человека, необходимо учитывать все требо­вания, определяющие качество среды.

Качество среды зависит от таких факторов, как:

• пространство для деятельности человека;

• размещение оборудования;

• состояние воздушной среды (температура, влажность, воздухо­обмен);

• звуковой режим (обеспечение слышимости и защита от шумов);

• световой режим;

• видимость и зрительное восприятие;

• обеспечение удобств передвижения и безопасной эвакуации людей.

Требования технической целесообразности здания определяются решением его конструкций, которое должно учитывать все внешние

воздействия, воспринимаемые зданием в целом и его отдельными элементами (рис. 1.1). Поведение строительных материалов и кон­струкций под воздействием внешних сил и нагрузок изучает строи­тельная механика.

Силы, действующие на здание непрерывно, называются посто­янными нагрузками, действующие в отдельные отрезки времени, называются временными. К постоянным нагрузкам относится соб­ственный вес здания, который состоит из веса конструктивных эле­ментов, составляющих его несущий остов. Собственный вес дей­ствует постоянно во времени и по направлению сверху вниз. На­пряжения в материале несущих конструкций в нижней части зда­ния будут больше, чем в верхней. Все воздействие собственного веса передастся на фундамент, а через него— на грунт основания.

К временным нагрузкам относится ветровая нагрузка. Ветер ме­няет как направление, так и скорость. Сильные порывы ветра со­здают ударное, динамическое воздействие на здание, что усложняет условия для работы конструкции.

Рис 1.1 Внешние воздействия на здания

Снеговая нагрузка также относится к временным нагрузкам. Снеговой покров из-за ветра ложится неравномерно на кровлях, создавая асимметрическую нагрузку, которая вызывает дополнительные напряжения в конструкциях. К временным относится полезная нагрузка (от людей, технологи­ческого оборудования, складируемых материалов).

К несиловым нагрузкам относят:

• температурные воздействия (приводят к изменению линейных размеров конструкций);

• воздействия атмосферной и грунтовой влаги (вызывают изме­нение свойсв материалов конструкций);

• движение воздуха (влияет на микроклимат в помещении);

• воздействие энергии солнца (вызывает изменение физико-тех­нических свойств материалов конструкций);

• действие шума, нарушающее нормальный акустический режим помещения.

Кроме постоянных и временных существуют особые воздействия па здания. К ним относят: сейсмические нагрузки от землетрясе­ния, взрывные воздействия, воздействия от неравномерных дефор­маций основания при замачивании просадочных грунтов и др.

По месту приложения усилий нагрузки разделяются на сосредо­точенные (вес оборудования), и равномерно распределенные (соб­ственный вес, снег).

По характеру действия нагрузки могут быть статическими, т.е. постоянными по величине во времени, например собственный вес конструкций, и динамическими (ударными), например порывы ветра.

Таким образом, на здание действуют различные по величине, направлению, характеру действия, месту приложения нагрузки. Может возникнуть такое сочетание нагрузок, при котором они все будут действовать в одном направлении, усиливая друг друга. Имен­но на такие неблагоприятные сочетания нагрузок рассчитывают конструкции зданий.

С учетом восприятия указанных нагрузок и воздействий здание должно обладать прочностью, устойчивостью и долговечностью.

Прочностью здания называется способность воспринимать воз­действия без разрушения и существенных остаточных деформаций.

Устойчивостью здания называется способность сохранять равно­весие при внешних воздействиях сопротивляться опрокидывающим и сдвигающим усилиям.

Долговечность означает прочность, устойчивость и сохранность нормальных эксплуатационных качеств здания и его элементов во времени.

Пожарно-техническая классификация строительных конструк­ций зданий и помещений основана на их разделении по свойствам, вызывающим

опасные факторы пожара и его развитие, — пожарной опасности, а по свойствам сопротивляемости воздействию пожара и его распространению — огнестойкости.

Показателем огнестойкости конструкций является предел огне­стойкости, пожарную опасность характеризует класс се пожарной опасности.

Предел огнестойкости конструкций устанавливается по времени (в мин) наступления одного или последовательно нескольких норми­руемых для данной конструкции признаков предельных состояний:

• потери несущей способности (R);

• потери целостности (E);

• потери теплоизолирующей способности (I).

По пожарной опасности конструкции подразделяются на четыре класса:

КО— непожароопасные;

К1 —малопожароопасные;

К2 —умеренно пожароопасные;

КЗ — пожароопасные.

Здания по степеням огнестойкости подразделяются на пять сте­пеней (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Пределы огнестойкости конструкций в зависимости от степени огнестойкости здания

Требования архитектурно-художественной выразительности заключаются в том, что здание должно быть привлекательным по своему внешнему (экстерьеру) и внутреннему (интерьеру) виду, благоприятно воздействовать на психологическое состояние и сознание людей.

Экономическая целесообразность предусматривает оптимальные для заданного вила здания затраты труда, средств, времени на его возведение. Основными критериями экономичности являются еди­новременные капитальные вложения (экономичность при возведе­нии здания), эксплуатационные расходы (экономичность в процессе эксплуатации), стоимость износа и восстановительная стоимость здания.

Экономичность архитектурно-конструктивных решений нахо­дится в прямой записи мости от целесообразности принятых техни­ческих решений, рациональности объемно-планировочных реше­ний, умелого использования строительных ресурсов.

Поиск по сайту: