Здания, предназначенные для социального обслуживания населения и для размещения административных учреждений, называют общественными.
По назначению их классифицируют на следующие: учебные (детский сад, школа и др.); лечебно-профилактические (поликлиники, больницы, профилактории); культурно-просветительные (клубы, театры, музеи); торгово-коммунальные (магазины, столовые, прачечные); транспорта и связи (вокзалы, узлы связи, телевизионные центры); административные для размещения государственных и общественных организаций.
Общественные здания могут иметь следующие схемы планировки: анфиладную (рис. 1.2) — с последовательным размещением помещений, принимаемую в музеях, картинных галереях, универмагах;
коридорную (рис. 1.3) — с расположением помещений по одну или обе стороны коридора; такая планировка целесообразна в административных, учебных, лечебно-профилактических и других зданиях;
• зальную (концентрическую) (рис. 1.4) — характерна для зданий, имеющих залы, вокруг которых размещены вспомогательные помещения; такое решение используют для планировки кинотеатров, цирков и других подобных зданий;
• смешанную — представляющую собой сочетание рассмотренных выше планировочных схем (например, планировка клуба — концентрическая, помещения размещены вокруг зала, но расположение фойе, зала — анфиладное, комнат работы кружков — коридорное).
Основные показатели проектов общественных зданий
Рабочая площадь — сумма всех площадей имеющихся помещений.
Общая площадь — сумма площадей рабочих помещений и площадей коридоров, тамбуров, переходов, помещений технического назначения.
Площадь застройки — площадь, занятая зданием на местности.
Строительный объем надземной части — произведение площади застройки на высоту от уровня чистого пола до верха чердачного перекрытия.
Основы планировки населенных мест
Территория города по своему функциональному назначению делится на зоны: селитебную (жилую); производственную; ланд-шафтно-рекреационную (городские леса, лесозащитные зоны).
При проектировании городов необходимо учитывать направление господствующих ветров, что важно при определении взаимного расположения промышленных и селитебных зон. Для этого строят «розу ветров».
В зависимости от размера города и места его расположения отдельные зоны могут быть в одном или нескольких разобщенных местах.
Селитебная зона делится на городской центр, жилые районы, микрорайоны, входящие в состав жилых районов.
Фундамент— подземная часть здания, воспринимающая нагрузки от вышележащих конструкций и передающая их на грунт.
Стены— вертикальные ограждения, защищающие помещения от воздействия окружающей среды и отделяющие одно помещение от другого. По своему назначению и месту расположения в здании делятся на наружные и внутренние. Стены нередко выполняют несущие функции. По характеру воспринимаемых нагрузок стены могут быть: • несущие — воспринимающие нагрузки от собственного веса и
опирающихся на них конструкций, передающие нагрузку на
фундамент;
самонесущие — воспринимающие нагрузку только от собственного веса в пределах высоты здания и передающие нагрузку на
фундамент;
навесные — воспринимающие нагрузку от собственного веса
(в пределах этажа) и передающие ее на междуэтажное перекрытие.
Отдельные опоры— несущие вертикальные элементы (колонны, кирпичные столбы), передающие нагрузки на фундамент от вышерасположенных элементов.
Перекрытия— горизонтальные несущие конструкции, разделяющие здание на этажи и передающие нагрузку на стены и отдельные опоры. В зависимости от месторасположения в здании перекрытия делятся на междуэтажные, надподвальные, чердачные.
Ригели— горизонтальные конструктивные элементы, воспринимающие нагрузку от перекрытия и передающие ее на колонну.
Перегородки— внутренние ненесущие стенки, разделяющие смежные помещения.
Лестницы— конструкции, служащие для сообщения между этажами, а также для эвакуации людей из здания; бывают внутренние и наружные. Внутренние лестницы располагают в помещениях, называемых лестничными клетками. Конструкция лестниц включает марши, площадки и ограждение.
Крыша— завершающая часть здания, защищающая помещения и конструкции здания от воздействия внешней среды. Она состоит из водонепроницаемой оболочки — кровли и поддерживающих ее несущих элементов.
По конструктивному решению могут быть: чердачными, имеющими пространство между перекрытиями верхнего этажа и крышей; бесчердачными (совмещенными).
• Окна— светопрозрачные ограждения, предназначенные для освещения и проветривания помещения; они состоят из устанавливаемых в проемах коробок и оконных переплетов.
Двери— подвижные ограждения для сообщения между помещениями; состоят из дверных коробок и дверных полотен.
К конструктивным элементам здания относятся также ряд дополнительных: эркеры, лоджии, балконы, веранды, приямки и т.д.
Для обеспечения необходимых эксплуатационных и санитарно-гигиенических условий гражданские здания оборудуются санитар-но-техническими и инженерными устройствами. К ним относятся: отопление, водоснабжение, водоотведение, вентиляция, мусоропровод, газификация, телефонизация и т.д.
Лекция 2Несущий остов и конструктивные системы зданий
Основные конструктивные элементы здания — горизонтальные (перекрытия, покрытия), вертикальные (стены, колонны) и фундаменты, взятые вместе, составляют единую пространственную систему — несущий остов здания.
Основное назначение несущего остова — конструктивной основы здания — состоит в восприятии нагрузок, действующих на здание, работе на усилия от этих нагрузок с обеспечением конструкциям необходимых эксплуатационных качеств в течение всего срока их службы.
Конструктивная системапредставляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость. Горизонтальные конструкции — перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, передавая их поэтажно на вертикальные несущие конструкции. Последние, в свою очередь, передают эти нагрузки и воздействия через фундаменты основанию. Выбор конструктивных систем — один из основных вопросов, решаемых при проектировании зданий.
Различают три основные конструктивные системы зданий: бескаркасная, каркасная и комбинированная (с неполным каркасом) (рис. 2.2).
Бескаркасная система(с несущими стенами) представляет собой жесткую, устойчивую коробку из взаимосвязанных наружных и внутренних стен и перекрытий. Наружные и внутренние стены воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий.
Этот тип зданий, в свою очередь, подразделяется на здания с продольными несущими стенами (плиты перекрытий лежат поперек здания), с поперечными несущими стенами (плиты перекрытий
Рис. 2.2. Конструктивные системы гражданских зданий: а — бескаркасная; б — каркасная; в — комбинированная;
1 — несущие стены; 2 - междуэтажные перекрытия;
3 — колонны; 4 — ригели; 5 — самонесущие стены
лежат вдоль здания) и перекрестные с продольными и поперечными несущими стенами (плиты перекрытий с размерами в плане, равными размерам ячейки между четырьмя стенами, опираются по контуру (рис. 2.3)).
Рис. 3.3. Бескаркасная система зданий:
а — с продольным расположением несущих стен; б— с поперечным
расположением несущих стен; в — перекрестная; 1 — наружные и внутренние
несущие стены; 6 — плиты перекрытия, опертые по контуру
Бескаркасная система является основной в массовом жилищном строительстве домов различной этажности. Размеры жилых ячеек, необходимость членений стенами и перегородками с обеспечением звукоизоляции квартир и другие особенности обусловливают техническую целесообразность и экономическую оправданность применения бескаркасных зданий при строительстве жилищ, а также тех гражданских зданий, в которых преобладает многоячейковая планировочная структура (санатории, больницы, общежития и т.п.). В зданиях с продольным расположением несущих стен применение большепролетных перекрытий (с пролетом 9 и 12 м) приводит к опи-ранию перекрытий только на наружные стены и переходу от традиционных трех- и четырехстенных систем к двухстенной системе. Это позволяет обеспечить высокую свободу планировочных решений жилых домов и встроенных предприятий системы обслуживания, а также простоту модернизации и перепрофилирования зданий.
Каркасная система.Несущими элементами в таких зданиях являются колонны, ригели и перекрытия, а роль ограждающих элементов выполняют наружные стены. Различают четыре типа конструктивных каркасных систем: с поперечным расположением ригелей; с продольным расположением ригелей; с перекрестным расположением ригелей; с безригельным каркасом, при котором ригели отсутствуют, а плиты перекрытий опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Каркасная система зданий:
а — с поперечным расположением ригелей; б — с продольным расположением
Каркасная система является основной в строительстве массовых общественных зданий, ее используют для возведения высотных зданий, а также в тех случаях, когда необходимы помещения значительных размеров, свободные от внутренних опор.
При выборе конструктивной системы каркасных зданий учитывают объемно-планировочные требования: она не должна связывать планировочные решения. Ригели каркаса не должны пересекать плоскость потолков помещений, а должны проходить по их границам и т.д. Поэтому каркас с поперечным расположением ригелей применяют преимущественно в зданиях с регулярной планировочной структурой (гостиницы, общежития, пансионаты и т.п.), совмещая шаг поперечных перегородок и шаг несущих конструкций. Каркас с продольным расположением ригелей применяют, проектируя общественные здания сложной планировочной структуры (школы, лечебно-профилактические учреждения и др.).
Комбинированная система (с неполным каркасом). Втаких зданиях наряду с внутренним рядом колонн нагрузку от междуэтажных перекрытий воспринимают наружные стены. Различают два типа конструктивных систем: с продольным и поперечным расположением прогонов.
Неполный каркас применяют в случае использования наружных стен в качестве несущих.
Обеспечение устойчивости
и пространственной жесткости зданий
Устойчивость — способность здания противодействовать усилиям, стремящимся вывести его из исходного состояния статического или динамического равновесия.
Пространственная жесткость— способность отдельных элементов и всего здания не деформироваться при действии приложенных сил, сохранять геометрическую неизменяемость формы.
В бескаркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается устройством внутренних поперечных стен и стен лестничных клеток, связанных с продольными (наружными) стенами, а также междуэтажных перекрытий, связывающих стены между собой и расчленяющих их на отдельные ярусы по высоте.
В каркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается за счет: многоярусной рамы, образованной пространственным сочетанием колонн, ригелей и перекрытий и представляющей собой геометрически неизменяемую систему; стенок жесткости, устанавливаемых между колоннами (на каждом этаже); стен лестничных клеток и лифтовых шахт, связанных с конструкциями каркаса; плит-распорок, уложенных в междуэтажных перекрытиях (между колоннами); надежного сопряжения элементов каркаса в стыках и узлах.