VII. Обеспечение ликвидации (тушения) пожара, спасения людей и работы пожарных подразделений

Осуществляется за счет устройства систем надежного противопожарного водоснабжения, созданием оптимальных условий для работы пожарных подразделений при спасении людей и ликвидации пожара.

Надежность систем водоснабжения на нужды пожаротушения для объектов обеспечивается полнотой выполнения требований норм на проектирование наружных сетей и сооружений и на устройство внутреннего водопровода.

Оптимальные условия для работы пожарных обеспечивается за счет рационального размещения пожарных депо, проектирование проездов и путей для пожарных машин устройство выходов на кровлю, чердаки и т.д.

VIII. Решение организационно-технических мероприятий. Осуществляются за счет: устройства систем оповещения;

устройства аварийного и эвакуационного освещения; исключение самовольной реконструкции.

IX. Защита окружающей среды от последствий пожара, предотвращение вредного воздействия. Решается за счет:

исключения пожароопасных и взрывоопасных производств с наветренной стороны для ветров, преобладающего направления по отношению к селитебной застройке; противопожарные разрывы от взрыво - и пожароопасных объектов до границ лесного массива или открытого залегания торфа; исключение при авариях резервуаров разлива легковоспламеняющейся жидкости на территории населенного пункта или предприятия, железной и автомобильной дорог.

5. Конструктивные системы и схемы гражданских зданий.

Проектирование здания начинается с выбора его конструктивной и строительной системы и схемы.

Конструктивная система представляет совокупность взаимосвязанных несущих конструкций здания, обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость.

При выборе конструктивной системы здания проектировщик устанавливает назначение каждого конструктивного элемента.

Конструктивная система здания должна удовлетворять основным требованиям: эксплуатационно-техническим;

экономическим; санитарно-гигиеническим; эстетическим и другим.

Конструктивные элементы, из которых состоит жилое здание, в зависимости от их назначения подразделяется на две группы:

несущие и ограждающие.

Несущие конструкции здания состоят из взаимосвязанных вертикальных и горизонтальных элементов. В совокупности они образуют систему, которую называют несущим остовом здания.

Горизонтальные несущие 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. Горизонтальные несущие конструкции массовых капитальных гражданских зданий, как правило, однотипны и обычно представляют собой железобетонный диск (сборный, монолитный или сборно-монолитный). Вертикальные несущие конструкции разнообразны. Различают: стержневые сплошного сечения (стойки каркаса) несущие конструкции; плоскостные (стены, диафрагмы); объемно-пространственные элементы высотой в этаж (объемные блоки); внутренние объемно-пространственные стержни полого сечения на высоту здания (стволы жесткости). Ствол жесткости обычно располагают в центральной части здания; во внутреннем пространстве ствола размещают лифтовые, вентиляционные шахты и другие коммуникации. В зависимости от архитектурного решения внешняя несущая оболочка может иметь призматическую, цилиндрическую, пирамидальную или другую форму. Ограждающие конструкции отделяют помещение от внешней среды или одни помещения от других (наружные и внутренние стены, перекрытия, полы, перегородки, покрытия и кровли, фонари, окна и двери). Соответственно примененному виду вертикальных несущих конструкций различают пять основных конструктивных систем гражданских зданий (рис.1):

Рис.1. Основные конструктивные системы:

а – каркасная; б – бескаркасная; в – объемно-блочная (столбчатая); г- ствольная; д – оболочковая.

- каркасная - с пространственным рамным каркасом, применяется преимущественно в строительстве многоэтажных сейсмостойких зданий (в 9 и более этажей) или при обычных условиях строительства. В основном применяется в строительстве общественных и промышленных зданий. В жилищном ее объем ограничен по экономическим соображениям;

- стеновая (бескаркасная) - самая распространенная в жилищном строительстве, ее используют в зданиях различных планировочных типов высотой от одного до 30 этажей; - объемно-блочная система зданий в виде группы отдельных несущих столбов из установленных друг на друга объемных блоков применяется для жилых домов высотой до 12 этажей в обычных и сложных грунтовых условиях, столбы объединяют друг с другом гибкими или жесткими связями; - ствольная система применяется в зданиях свыше 16 этажей. Наиболее целесообразно применение ствольной системы для компактных в плане многоэтажных зданий, особенно в сейсмостойком строительстве, а также в условиях неравномерных деформаций основания (на просадочных грунтах, над горными выработками и др.); - оболочковая система присуща уникальным высотным зданиям жилого, административного или многофункционального назначения.

Наряду с основными конструктивными системами широко применяют комбинированные, в которых вертикальные несущие конструкции компонуют из различных элементов – стержневых и плоскостных, стержневых и ствольных и т.п.

Наибольшее распространение получили следующие комбинированные системы (рис.2):

- система с неполным каркасом, основана на сочетании несущих стен и каркаса, воспринимает все нагрузки – вертикальные и горизонтальные. Существует два варианта этой системы: с несущими наружными стенами и внутренним каркасом либо с наружным каркасом и внутренними стенами. Первый вариант используют при повышенных требованиях к свободе планировочных решений здания, второй – при целесообразности применения ненесущих легких конструкций наружных стен. Систему применяют при проектировании зданий средней и повышенной этажности;

- каркасно-диафрагмовая система основана на разделении статических функций между стеновыми (связевыми) и стержневыми элементами несущих конструкций: на стеновые элементы (вертикальные диафрагмы жесткости) передают всю или большую часть горизонтальных нагрузок и воздействий, на стержневые (каркас) – преимущественно вертикальные нагрузки. Система получила широкое применение в строительстве каркасно-панельных общественных зданий разной этажности и многоэтажных жилых зданий в обычных условиях и сейсмостойком строительстве;

Рис.2. Комбинированные конструктивные системы: а – с неполным каркасом; б - каркасно-диафрагмовая; г – каркасно-стволовая; д – блочно-стеновая; е – ствольно-стеновая; ж – оболочково -стволовая; и – каркасно-оболочковая.

- каркасно-ствольная система основана на разделении статических функций между каркасом, воспринимающим вертикальные нагрузки, и стволом, воспринимающим горизонтальные нагрузки и воздействия. Ее применяют при проектировании многоэтажных и высотных зданий; - каркасно-блочная система основана на сочетании каркаса объемных блоков, причем последние могут получать применение в системе в качестве ненесущих или несущих конструкций. Ненесущие объемные блоки используют для поэтажного заполнения несущей решетки каркаса. Несущие – устанавливают друг на друга в три-пять ярусов на расположенных с шагом три – пять этажей горизонтальных несущих платформах (перекрытиях) каркаса. Система применяется в зданиях выше 12 этажей; - блочно-стеновая (блочно-панельная)система основа на сочетании несущих столбов из объемных блоков и несущих стен, поэтажно связанных друг с другом дисками перекрытий. Применяют в жилых зданиях высотой до 9 этажей в обычных грунтовых условиях; - ствольно-стеновая система основана сочетании несущих стен и ствола (стволов) с распределением вертикальных и горизонтальных нагрузок между этими элементами в различных соотношениях. Применяют при проектировании зданий свыше 16 этажей; - ствольно-оболочковая система основана на сочетании наружной несущей оболочки и несущего ствола внутри здания, работающих совместно на восприятие вертикальных и горизонтальных нагрузок, Совместность перемещений ствола и оболочки обеспечивается горизонтальными несущими конструкциями отдельных ростверковых этажей, редко расположенных по высоте здания. Система применяется при проектировании высотных этажей; - каркасно-оболочковая система основана на сочетании наружной несущей оболочки здания с внутренним каркасом при работе оболочки на все виды нагрузок и воздействий, а каркаса – преимущественно на вертикальные нагрузки. Совместность горизонтальных перемещений оболочки и каркаса обеспечивается также, как в зданиях оболочково- ствольной системы. Применяют при проектировании высотных зданий.

Наряду с основными и комбинированными в проектировании получают применение смешанные к онструктивные системы – сочетание в здании по его высоте или протяженности двух или нескольких конструктивных систем.

Выбор той или иной конструктивной схемы здания зависит от его этажности, объемно-планировочной структуры, наличия стройматериалов и базы стройндустрии.

Конструктивная схема представляет собой вариант конструктивной системы по признакам состава и размещения в пространстве основных несущих конструкций – продольному, поперечному или др.

В каркасных зданиях применяют три конструктивные схемы:с продольным расположением ригелей; с поперечным расположением ригелей; безригельная. Каркас с продольным расположением ригеля применяют в жилых домах квартирного типа и массовых общественных зданиях сложной планировочной структуры, например, в зданиях школ. Каркас с поперечным расположением ригеля применяют в многоэтажных зданиях с регулярной планировочной структурой

(общежития, гостиницы), совмещая шаг поперечных перегородок с шагом несущих конструкций. Безригельный (безбалочный) каркас, в основном используют в многоэтажных промышленных зданиях, реже в общественных и жилых, в связи с отсутствием соответствующей производственной базы в сборном жилищном строительстве и относительно малой экономичностью такой схемы.

При проектировании зданий наиболее распространенной бескаркасной системы используют следующие пять конструктивных схем: схема I – с перекрестным расположением внутренних несущих стен при малом шаге поперечных стен (3; 3,6 и 4,2 м). Применяют в проектировании многоэтажных зданий, в зданиях, строящихся в сложных грунтовых и в сейсмических условиях. Конструкции сборных перекрытий, применяемые в массовом строительстве, в зависимости от величины перекрываемого пролета условно делят на перекрытия малого (2,4-4,5 м) и большого (6-7,2 м); схема II – с чередующимися размерами (большим и малым) шага поперечных несущих стен и отдельными продольными стенами жесткости (схема со смешанным шагом стен). Схемы I-II позволяют более разнообразно решать планировку жилых зданий, размещать встроенные нежилые помещения в первых этажах, обеспечивают удовлетворительные планировочные решения детских учреждений и школ; схема III – с редко расположенными поперечными несущими стенами и отдельными продольными стенами жесткости (с большим шагом стен). Имеет преимущества при применении полносборных конструкций;

схема IV – с продольными наружными и внутренними несущими стенами и редко расположенными поперечными стенами – диафрагмами жесткости (через 25-40). Применяют при проектировании жилых и общественных зданий малой, средней и повышенной этажности с каменными и крупноблочными конструкциями. В панельном строительстве применяют редко;

схема V - с продольными наружными несущими стенами и редко расположенными поперечными диафрагмами жесткости. Применяют в экспериментальном проектировании и строительстве жилых домов высотой 9-10 этажей. Обеспечивает свободу планировки квартир.

6. Строительные системы зданий и их применение.

Строительная система – комплексная характеристика конструктивного решения зданий по материалу и технологии возведения основных несущих конструкций. По материалу конструкций: камень; бетон; дерево и пластмассы; металл.

Строительные системы зданий с несущими стенами из кирпича и мелких блоков из керамики, легкого бетона или естественного камня бывают традиционные и полносборные.

Тради­ционная система основана на возведении стен в технике ручной кладки, полносборная — на механизированном монтаже стен из крупных блоков или панелей, выполненных в заводских условиях из кирпича, каменных или керамиче­ских блоков. При этом крупноблочная система почти повсеместно уступает место панельной. Традиционная система обладает существен­ными архитектурными преимуществами. Бла­годаря малым размерам основного конструк­тивного элемента стены (кирпича, камня) эта система позволяет проектировать здания лю­бой формы с различными высотами этажей и разнообразными по размерам и форме прое­мами. Применение традиционной системы осо­бенно целесообразно для зданий, доминирую­щих в застройке. Конструкции зданий со сте­нами ручной кладки надежны в эксплуатации: они огнестойки, долговечны и теплоустойчивы.

Наряду с архитектурными и эксплуатаци­онными преимуществами ручная кладка стен является причиной основных технических и экономических недостатков каменных зданий: трудоемкости возведения, и нестабильности прочностных характеристик кладки, подвер­женных влиянию сезона возведения и квали­фикации каменщика.

Панели несущих стен изготовляют высотой в этаж и длиной в один-два конструктивно-планировочных шага (одно-, двухмодульные панели). Объединения отдельных камней, мелких блоков естественного камня, керами­ческих блоков или кирпича в панель достигают их предварительной укладкой на цементном растворе в стальные формы с вибрированием (виброкирпичные и виброкаменные панели) либо без вибрирования, но со специальными синтетическими добавками в раствор, повыша­ющими сопротивление кладки растяжению (кирпичные и каменные панели).

Полносборные здания с несущими конст­рукциями из бетонных и железобетонных эле­ментов возводят на основе крупноблочной, па­нельной, каркасно-панельной и объемно-блоч­ной строительных систем.

Крупноблочная строительная система при­меняется для возведения жилых зданий высо­той до 22 этажей. Масса сборных элементов составляет 3-5 т. Установку крупных блоков осуществляют по основному принципу возве­дения каменных стен — горизонтальными ря­дами, на растворе, с взаимной перевязкой швов.

Преимуществами крупноблочной строи­тельной системы являются: простота техники возведения, обусловленная самоустойчивостью блоков при монтаже, возможность широкого применения системы в условиях различной сырьевой базы, гибкость номенклатуры бло­ков, позволяющая при ограниченном числе типоразмеров изделий возводить различные типы жилых домов и массовых общественных зданий; ограниченные по сравнению с панель­ным и объемно-блочным домостроением капи­таловложения в производственную базу из-за простоты и меньшей металлоемкости формо­вочного оборудования; ограниченная масса сборных изделий, позволяющая использовать распространенное монтажное оборудование и применять крупноблочные конструкции в го­родском и сельском строительстве.

Создание крупноблочной строительной си­стемы — первый этап массовой индустриали­зации конструкций зданий с бетонными стена­ми. Крупноблочная система по сравнению с традиционной каменной дала снижение затрат труда на 10 % и сроков строительства на 15—20 %. По мере внедрения более индустри­альной панельной системы постепенно умень­шается объем применения крупноблочной..

Панельная строительная система применя­ется при проектировании зданий высотой до 30 этажей в обычных грунтовых условиях и до 14 этажей в сейсмических районах.

Стены таких зданий монтируют из бетон­ных панелей высотой в этаж, массой до 10 т и длиной в 1—3 конструктивно-планировочных шага. Конструкции панелей несамоустойчивы: при возведении их устойчивость обеспечивают монтажные приспособления, а в эксплуата­ции — специальные конструкции стыков и свя­зей. Панели несущих стен устанавливают на цементном растворе, без взаимной перевяз­ки швов.

Внедрение панельной системы в жилищное строительство было начато в конце 1940-х го­дов одновременно в СССР и во Франции. По сравнению с традиционной систе­мой с каменными стенами она позволяет сни­зить стоимость строительства на 6-7 %, мас­су конструкций на 30-40 % и затраты труда на 40%.Техническим преимуществом панельных конструкций является их значительно боль­шая по сравнению с традиционными прочность и жесткость. Это определило широкое приме­нение панельных конструкций для зданий по­вышенной этажности в сложных грунтовых ус­ловиях (на просадочных и вечномерзлых грунтах, над горными выработками). Панельные конструкции сейсмостойки. Панельные конструкции применяют пре­имущественно для возведения жилых зданий различного типа, гостиниц, пансионатов, спальных корпусов домов отдыха и санатори­ев, а также для ряда массовых общественных зданий (детские ясли-сады, школы и др.).

Каркасно-панелъная строительная система с несущим сборным железобетонным каркасом и наружными стенами из бетонных или небе-тонных панелей применяется в строительстве зданий высотой до 30 этажей. Внедрена наряду с панельной в конце 1940-х го­дов. Применяется в строительстве общественных зданий. В жилищном строительстве систему применя­ют в ограниченном объеме, поскольку она уступает панельной по технико-экономическим показателям.

Объемно-блочные здания возводят из крупных объемно-пространственных железо­бетонных элементов массой до 25 т, заклю­чающих в себе жилую комнату или другой фрагмент здания. Объемные блоки, как пра­вило, устанавливают друг на друга без пере­вязки швов. Из-за сложности технологического оборудования капиталовложения при созда­нии заводов объемно-блочного домостроения больше по сравнению с заводами па­нельного домостроения.

Монолитная и сборно-монолитная строительные системы применяются преимущественно для возведения зданий повышенной этажности. К системе монолитного домостроения относят здания, все несущие конструкции ко­торых выполняют из монолитного бетона, к сборно-монолитной — здания, в которых не­сущие конструкции выполняют частично сбор­ными, частично монолитными. Монолитные здания, как правило, проектируют бескаркас­ными, сборно-монолитные — каркасными или бескаркасными.

Качественно новый этап в монолитном до­мостроении начался с середины 1960-х годов и был связан с индустриализацией методов воз­ведения: созданием новых опалубочных кон­струкций и способов транспортирования бе­тонной смеси.

На архитектурно-планировочное и конст­руктивное решение монолитных и сборно-монолитных зданий оказывает существенное влияние применяемый метод бетонирования несущих конструкций. В отечественном моно­литном домостроении наибольшее распростра­нение получили при возведении бескаркасных зданий методы бетонирования в скользящей, объемно-переставной и крупноразмерной щи­товой опалубке, при возведении каркасных — методы подъема перекрытий (МПП) и подъема этажей (МПЭ). Метод скользящей опалубки предусматри­вает непрерывное бетонирование несущих стен в системе синхронно перемещаемых по верти­кали опалубочных щитов, установленных по контуру всех несущих стен здания или секции-захватки,

Метод объемно-переставной опалубки осно­ван на цикличном (поэтажном) бетонировании стен и перекрытий с последующим перемеще­нием элементов Г- или П-образной (объемной) опалубки, объединяющей вертикальные и го­ризонтальные щиты опалубки на отметку верхнего этажа. Метод крупноразмерной щитовой (крупно­щитовой) опалубки заключается в цикличном (поэтажном) бетонировании несущих стен в поэтажно устанавливаемых крупных (разме­ром на конструктивно-планировочную ячейку) плоских опалубочных щитах. Метод подъема перекрытий сводится к бе­тонированию плит междуэтажных перекрытий и покрытия размером на всю площадь здания на нулевой отметке в инвентарной бортовой опалубке с последующим перемещением этих плит по вертикальным несущим конструкциям (колоннам и объемно-пространственным бе­тонным шахтам — стволам жесткости) и креплением к этим конструкциям на проект­ных этажных отметках.

Различие между методами подъема пере­крытий и подъема этажей сводится к месту монтажа вертикальных ограждающих конструкций. При МПП их устанавливают после за­крепления перекрытий на проектных отметках. При МПЭ ограждающие конструкции каждого этажа (преимущественно полносборные) мон­тируют на нулевой отметке и перемещают на проектную отметку вместе с плитой между­этажного перекрытия. Наиболее распространенной из числа сбор­но-монолитных становится система с верти­кальными монолитными элементами жестко­сти, возводимыми в скользящей опалубке, в сочетании со сборными панельными или каркасно-панельными конструкциями. Эта комби­нированная строительная система позволяет повысить прочность несущих конструкций, а, следовательно, и этажность зданий по срав­нению с этажностью полносборного здания из тех же конструктивных элементов.

Монолитные и сборно-монолитные здания по жесткости одинаковы, а иногда и превосхо­дят панельные. Поэтому их применение осо­бенно целесообразно в сложных грунтовых ус­ловиях и в условиях сейсмики. Монолитные и сборно-монолитные конст­рукции применяют для зданий до 25 этажей в обычных условиях строительства и до 20 эта­жей при строительстве в районах с расчетной сейсмичностью 7—8 баллов.

Строительные системы зданий с несущими конструкциями из дерева и пластмасс приме­няют для возведения жилых и общественных зданий высотой в 1—2 этажа. По мере разработки и массового внедрения технологических и дешевых способов повышения био- и огнестойкости древесины предельная этажность зданий с деревянными несущими конструкциями будет повышаться. В настоящее время в зданиях выше двух эта­жей допустимо только выборочное применение деревянных элементов. Например, для внутри-квартирных перекрытий и лестниц в зданиях с квартирами, помещения которых размещены в двух уровнях, или для каркаса панелей на­ружных ненесущих стен с обшивками из лис­товых материалов.

Существует несколько строительных сис­тем зданий с несущими стенами или каркасом из дерева. Традиционная — с несущими рубле­ными стенами из уложенных по периметру стен горизонтальных рядов («венцов») бревен. Ряд индустриальных систем: брусчатая — с несу­щими стенами из брусьев квадратного или прямоугольного сечения, каркасная - с запол­нением пространства между стойками утепли­телем и обшивками па постройке (каркасно-обшивная) или щитами заводского производства (каркасно-щитовая), бескаркасные — щитовая и панельная.Традиционная система имеет ограниченное применение. Ее используют только в богатых лесом районах. Брусчатая, каркасно-обшивная, каркасно-щитовая, щитовая и панельная системы представляют собой последователь­ные этапы индустриализации массового дере­вянного домостроения. На современном этапе развития строительной техники они уступили место экономически эффективным и индустриальным панельным клеефанерным конструк­циям. Панели высотой в этаж и длиной от 2,4 до 6 м имеют деревянный каркас, обшивки из водостойкой фанеры (снаружи), древесно­стружечных плит (изнутри) и эффективный утеплитель. Затраты пиломатериалов на строительство панельных зданий в 2,6 раза ниже, чем из брусчатые дома. Сроки возведения одноэтаж­ного одноквартирного панельного дома состав­ляют всего 2,5—2 рабочих смены. Эксплуата­ционные качества наружных ограждений панельных зданий значительно выше, чем каркасно-обшивных или щитовых, благодаря ма­лой протяженности стыков сборных элементов и практической воздухонепроницаемости об­шивок.

Применение панельного деревянного домо­строения в малоэтажной сельской застройке технически целесообразно и экономично так­же по сравнению с индустриальными строи­тельными системами, использующими капи­тальные конструкции из несгораемых мате­риалов.

7. Ленточные фундаменты гражданских зданий.

Ленточный фун­дамент может служить не только несущей кон­струкцией, передающей постоянные и времен­ные нагрузки от здания на основание, но и ог­раждающей конструкцией помещений подва­ла. Ленточные фундаменты получили большое распространение в жилищном строительстве для зданий до 12 этажей, выполненных по бескаркасной схеме.

Конструкции фундаментов зависят от конструктивной схемы зда­ния, нагрузок, гидрогеологических условий строительной площадки, наличия средств механизации, возможности использования местных строительных материалов.

Ленточные фундаменты устраивают под несущие стены здания. Они подразделяются на сборные и монолитные.

Сборные ленточные фундаменты собирают из железобетонных блоков (рис. 1, а). Блоки-подушки прямоугольного или трапецеидального сечений высотой 300, 400, 500 и 600 мм, длиной от 800 и до 2800 мм. уложенные на вы­ровненное основание вплотную одна к другой в направлении несущих стен, образуют сплошную ленту, по которой в перевязку швов на рас­творе укладывают бетонные блоки стенки фундамента. Блоки стенки шириной 200,300, 400, 500, 600 мм, высотой 280 и 580 мм, длиной от 880 и 2380 мм могут быть сплошные и пустотелые.Пустотелые блоки неприменимы в грунтах, насыщенных водой, так как в пустоты блоков проникает вода и при замерзании разру­шает их стенки Фундаменты, в которых блоки-подушки уложены с расстоянием одна от другой, называются прерывистыми (рис.2, б). Расстояние между блоками засыпают песком. Прерывистые фундаменты эконо­мичнее сплошных. В поисках экономичных решений фундаментов в строительстве применяются пустотелые, ребристые фундаментные блоки-подушки. Однако они не нашли широкого применения вследствие слож­ной технологии изготовления..

Рис.1.. Конструкции ленточных фундаментов:а – сборный; б – то же, прерывистый; в – монолитный фундамент (бутобетонный); г – бутовый фундамент; 1- фундаментные подушки; 2- бетонные блоки; 3 – отмостка; 4 - гидроизоляция; 5 – кирпичная облицовка (в ½ кирпича).

Монолитные ленточные фундаменты выполняют из каменной клад­ки, бетона или железобетона.

В современном строительстве бутовые фундаменты применяют в тех районах, где бут является местным строительным материалом. Кладка фундаментов производится вручную с перевязкой вертикальных швов. Бутовые фундаменты выполняют толщиной не менее 500 мм, а при применении постелистого бута плитняка, толщина стенки может быть уменьшена до 350 мм. Бутовые фундаменты трудоемки в изготовлении, неэкономичны. Применяют только в тех районах, где бутовый камень является местным материалом. Для бутовых фундаментов применяют тяжелые природные камни из известняка или песчаника.

Для бутобетотонных фундаментов минималь­ная толщина 350 мм. Верхний обрез бутобетонных и бутовых фундаментов ввиду неточ­ности плоскости обреза следует увеличить на 80—100 мм по отношению к толщине надзем­ной стены.

Для передачи нагрузки на большую пло­щадь основания применяют уширение к по­дошве, которое в бутовых и бутобетонных мо­нолитных фундаментах производится уступа­ми. Высота уступа принимается не

менее 300 мм для бутобетонных массивов, а для бу­товых— два ряда кладки, или 350—600 мм. Отношение высоты уступа к его ширине при­нимают из условия исключения растягивающих напряжений в нижней части фундамента в пределах 1,25-1,75, в зависимости от давления на грунт, марки бетона или раствора. При небольших нагрузках на снование и при хороших грунтах ширину фундаментов книзу можно увеличивать. Бутобетонные фундаменты экономичнее бутовых

Бутобетонные фундаменты устраивают по щебеночной подготовке толщиной 50-100 мм, втрамбованной в грунт.

Бетонные монолитные фундаменты применяются только в тех районах, где нет бутового камня, так как на них расходуется много цемента.

8. Столбчатые и сплошные фундаменты.

Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда нагруз­ки от здания вызывают давление на грунт меньше нормативного давления грунта основания (например, малоэтажные здания, некоторые типы панельных зданий) или когда слой грунта, служащий основа­нием, залегает на значительной глубине (3—5 м ), что экономически не оправдывает применение ленточных фундаментов.Столбчатые фундаменты могут быть монолитными и сборными (рис. 1-2). Под зданиями с несущими стенами столб­чатые фундаменты располагают под углами стен, в местах пересечения наружных и внутренних стен, под простенками и через 3—5 м на глу­хих участках стен. По столбчатым фундаментам под несущие стены уст­раивают фундаментные балки из сборного или монолитного железобе­тона. При расстоянии между столбчатыми фундаментами до 4 м иногда устраивают кирпичные армированные перемычки. Во избежание деформаций фундаментных балок от сил пучения грунтов при промер­зании в пучинистых грунтах (под фундаментными балками) устраива­ют подушку из песка или шлака высотой 50—60 см.

Столбчатые фундаменты устраивают и под отдельно стоящие опо­ры зданий: под каменные колонны — сборный фундамент из железобетонных блоков-подушек, а под железобетонные колонны каркасных зданий — из железобетонных блоков-подушек и подко­лонников стаканного типа. Столбчатые фундаменты некоторых типов панельных зданий устраивают из железобетонных блоков-подушек стаканного типа и фундаментных столбов (колонн).

Рис.1. Столбчатые фундаменты малоэтажных зданий:

а – под каменные стены; б – под панельные стены малоэтажных зданий; 1- фундаментные столбы; 3 – шлак (песок); 4 – отмостка; 7 – рандбалка; 9 – фундаментно- цокольная рандбалка; 10 – стеновая панель; 11 – гидроизоляция.

Сплошные фундаменты проектируют в ви­де балочных или безбалочных, бетонных или железобетонных плит, когда нагрузка, передаваемая на фундамент значительна, а грунт основания слабый. Ребра балочных плит могут быть обращены вверх и вниз. Места пе­ресечения ребер служат для установки колонн каркаса. Пространство между ребрами в пли­тах с ребрами вверх заполняют песком или гравием, а поверх устраивают бетонную подго­товку. Бетонные плиты не армируют. Железо­бетонные армируют по результатам расчетов.

Рис.2. Сборные столбчатые фундаменты многоэтажных зданий:

а – под каменные колонны; б – под сборные колонны; в – фундамент стаканного типа; 1 – блок-подушка; 2- колонны; 3- цокольная панель; 4 – отмостка; 5 – песчаная подсыпка; 6 – заливка цементным раствором; 7 – подколонник.

9. Свайные фундаменты.

Основным элементами свайных фундаментов являются собст­венно сваи, оголовки и ростверки (рис.1). Сваи представляют собой железобетонные, бе­тонные и реже деревянные или металлические стержни, погруженные в грунт ударным или вибрационным способом, ввинчиванием, или бетонируемые на месте, в заранее пробурен­ных скважинах.

г

Рис.1. Расположение свай в плане: а – однорядное; б – шахматное; в – двухрядное; г – куст свай под колонну; г – оголовник; 1 – свая; 2 – ростверк; 3 – бетонная или щебеночная подготовка; 4 – ростверк под колонну; 5 – колонна.

При проектировании свайных фундаментов необходимо знать следующие определения: свайный куст — группа свай под отдельный фундамент; свайный ростверк — несущий конструктивный элемент сооружения, передающий нагрузку от здания и сооружения на сваю или куст свай; свайный ростверк высокий — ростверк, опирающийся только на сваи и не имеющий контакта с основанием; свайный ростверк низкий — ростверк, опирающийся на сваи и имеющий контакт с основанием; свая-колонна — свая, которая одновременно выполняет роль сваи и колонны. Сваи в зависимости от величины передаваемых на грунт основа­ния нагрузок и механических свойств грунта могут располагаться в один, два ряда или в шахматном порядке (рис.1).

Расстояние между сваями должно быть не менее трех толщин (ди­аметров) свай. При передаче небольших нагрузок (для зданий сред­ней этажности и малоэтажных зданий) расстояние между сваями при­нимают 1,5 - 1,8 м. Расстояние между сваями - оболочками и сваями сплошного сечения (для многоэтажных зданий) назначает не менее 1,0 м. Сваи располагают обязательно под всеми углами здания и в точках пересечения осей стен. Для обеспечения равномерной передачи нагрузок от стен на сваи по верхним концам свай укладывают ростверки. Ростверки выполня­ются монолитными или сборными. Монолитные ростверки предназ­начены для кирпичных и блочных зданий, сборные - для крупнопа­нельных. Ширину ростверка следует принимать не менее толщины стены, но не менее 300 мм, высоту - более 400 мм. В панельных домах с малым шагом поперечных стен и перекры­тиями из панелей размером на комнату принимается наиболее эконо­мичный вариант конструкции - безростверковые свайные фундамен­ты. При этом роль продольных ростверков выполняют наружные цокольные панели, роль поперечных ростверков - поперечные стены в первом этаже, а панели перекрытия в уровне пола первого этажа опи­раются непосредственно на оголовники сваи. Верхняя часть, частично разрушенная при забивке свай, срезается и усиливается спе­циальными сборными железобетонными оголовниками.Свайные фундаменты с многорядным расположением свай реко­мендуется проектировать с ростверком (высотой 300-400 мм) из мо­нолитного бетона. При двухрядном расположении свай можно при­менять сборный ростверк.

По условиям взаимодействия с грунтом сваи следует подразделять на сваи-стойки и защемлённые в грунте сваи (висячие сваи). К сваям-стойкам надлежит относить сваи всех видов, опирающиеся на малосжимаемые грунты, то есть крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней прочности или прочным, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии.

К защемлённым в грунте следует относить сваи всех видов, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания нижним концом и боковой поверхностью Забивные железобетонные сваи размером поперечного сечения до 0,8 м включительно следует подразделять: по способу армирования — на сваи с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием и на предварительно напряжённые со стержневой или проволочной продольной арматурой (из высокопрочной проволоки и арматурных канатов) с поперечным армированием и без него; по форме поперечного сечения — на сваи квадратные, прямоугольные, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения; по форме продольного сечения — на призматические, цилиндрические и с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные, булавовидные); по конструктивным особенностям — на сваи цельные и составные (из отдельных секций); по конструкции нижнего конца — на сваи с заостренным или плоским нижним концом.

10. Каменные стены из мелкоразмерных элементов.

Материалом для каменных стен служат следующие изделия: полнотелый или пустотелый керамический кирпич; пустотелый или пористый силикатный кирпич; керамические, легкобетонные или ячеистобетонные камни, камни из естественных материалов.

Дома, возведенные из кирпича, долговечные и экологически чистые. Форма и размер кирпича изменялись в течение веков, но всегда оставались такими, чтобы камен­щику было удобно работать. Современный кирпич не превышает веса в 4,3 кг.

Кирпичные здания имеют ряд достоинств. Этот материал хорошо удерживает тепло, а значит существенно экономит энер­гию на отопление и кондиционирование; обладает широкими формообразующими возможностями. Гибкость на­ружных контуров планов кирпичных зданий позволяет их вписывать в любую градост­роительную ситуацию;

Кирпичные дома с точки зрения эмоционально-эстетического и социального взгляда являются престижными. Даже самые дешевые деревянные дома обкладывают кирпичом или плиткой «под кирпич», повышая значимость здания.

Кирпичная стена выполняет не только функцию ограждающей конструкции, но и декоративную. Кирпич по своему внешнему виду является многосторонним строитель­ным материалом. Многочисленные варианты поверхностной обработки и цветовой гам­мы делают возможным создание выразительных зданий, гармонирующих с окружаю­щей средой.

По теплотехническим свойствам:

I группы - эффективные - улучшающие теплотехнические свойства стен и позволяющие уменьшить их толщину по сравнению с толщиной стен, выполненных из обыкновенного кирпича. К этой группе относятся элементы, имеющие плотность не более 1400 кг/ куб.м (кирпич) и не более 1450 кг/куб.м (камни);

II группы - условно-эффективные - эффективные, улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций. К ним относятся: кирпич с плотностью 1400-1700 кг/куб.м, камни с плотностью 1450-1650 кг/куб.м;

III группы – обычный кирпич – плотность 1700-1800 кг/куб.м.

Керамический кирпич выпускают широкой номенклатурой: полнотелый, пусто­телый, облицовочный, пятистенный, щелевой, огнеупорный и т.д. Производство кирпича постоянно совершенствуют. Так, например, выпускают кирпичи (пустотностью 34%, 45%) с размерами 250x120x65 (88- модульный) мм. Производство совре­менного кирпича позволяет создавать и его многообразную цветовую палитру.Силикатный кирпич производят из смеси извести, кварцевого песка в автоклавах при высоких температурах и повышенном давлении.По прочности силикатный кирпич сравним с керамическим, но менее морозосто­ек, водостоек и более теплопроводен. Его нельзя использовать в кладке фундаментов и цоколей.

Кирпич и керамические камни укладывают в конструкцию стены рядами с пере­вязкой швов между «тычковыми» и «ложковыми» рядами. Различают двухрядную и многорядную системы перевязок. Конструкция стены может быть сплошной, то есть выполненной из однородного ма­териала (кирпича, керамических камней, легкобетонныхблоков и т.п., рис.1) или иметь слоис­тую структуру (эффективные кладки, рис.2). Такая кладка состоит из кирпича и эффективно­го утеплителя, повышающего теплоизоляционные качества конструкции. Толщина однородных кирпичных стен кратна ½ кирпича с учетом толщины растворного шва 10 мм (380, 510, 640 мм).

Рис. 1. Однородная кладка из кирпича: а – шестирядная система перевязки; б – цепная (двухрядная система перевязки).

Толщина наружных стен зависит от несущей способности стены и теплотехнических качеств.

В Республике Беларусь приняты повышенные требования к теплозащите зданий, уве­личивающие значения теплоизоляционных характеристик ограждающих конструкций в 2,5 - 3,5 раз. Эти требования связаны со стремлением снизить затраты на отопление и создать комфортный тепловой режим в помещении. Для того чтобы обеспечить высокое теплотехническое качество наружной стены требуется введение теплоизоляционного материала в конструкцию стены (рис.2).

Рис.2. Колодцевая кладка кирпичных стен: а – с горизонтальными диафрагмами из цементно-песчаного раствора; б – то же, из тычковых кирпичей, расположенных в шахматном порядке; в – то же, расположенных в одной плоскости; г – аксонометрия кладки.

В практике применяют четыре типа многослойных ограждающих конструкций: колодезная кладка (ввод утеплителя в «тело» стены); система наружной теплоизоляции с внешней стороны стены или изнутри помещения; введение утеплителя в уширенный шов кладки; вентилируемый фасад. Различные типы облегченных кладок представлены также на рис.3-4.

С точки зрения теплофизики общее термическое сопротивление не зависит от по­следовательности расположения слоев различных материалов в ограждающих конструкциях. С точки зрения диффузии водяных паров слои различных материалов должны быть расположены так, чтобы сопротивление паропроницанию возрастало снаружи внутрь, во избежание конденсации влаги в сечении стены. Применение теплоизоляционных систем с внутренней стороны ограждений кон­струкций всегда связано с устройством дополнительных решений по пароизоляции.

Рис.3. Кирпичные стены с воздушными прослойками: Рис.4. Конструкция кладки из газосиликатных

а – с металлическими связями; б – с кирпичными связями; блоков с облицовкой:1 – кирпичная кладка снаружи;

1 – воздушные прослойки; 2 – металлические связи 2 – кладка из газосиликатных блоков; 3 – связи

(сетка, скоба); 3 – наружная «верста» из между кладками; 4 – штукатурка.

тычковых кирпичей

Толщина вертикальных швов принимается в среднем 10 мм. Толщина горизонтальных швов при использовании раствора с пластифицирующими добавками (известь, глина и др.) – 10 мм, без добавок – 12 мм. Максимальная толщина швов – 15 мм, минимальная – 8 мм.

Следует устраивать проветриваемый зазор между утеплителем и массивом стены. Нару­шение этого условия может привести к конденсации влаги на внутренней стороне сте­ны. Накопление избыточной влаги в теле стены приводит к её переувлажнению, сниже­нию теплозащитных свойств, разрушению за счет сезонных колебаний температуры, возникновению грибков и плесени.

Система с наружным слоем утеплителя более целесообразна, легко воспроизво­дима, но главным недостатком такого решения может быть несогласованность компо­нентов наружной отделки (декоративная защитная штукатурка, клеевой состав, армиро­ванная сетка, грунтовка...), что приводит к появлению трещин на фасадах, пигментных пятен и т.п.