|
ПРЕДИСЛОВИЕ
Курс «Архитектурные конструкции» освещает современное состояние строительства гражданских и производственных зданий в объеме, соответствующем программе курса, утвержденной Гособразованием СССР для студентов, обучающихся по специальности «Архитектура». Излагаемый курс является составной частью комплексного учебника по этой специальности и знакомит будущих архитекторов с основами строительного искусства, с отдельными изделиями и конструктивными элементами, составляющими здания или их отдельные части, с назначением и взаимосвязью конструктивных элементов, с их ролью в архитектурных решениях, с требованиями, предъявляемыми к элементам зданий при учете конкретных условий их эксплуатации.
В настоящее время программы архитектурных вузов включают комплексное проектирование, т. е. в процессе обучения студенты решают архитектурные задачи в комплексе со смежными техническими дисциплинами, закрепляя полученные знания в курсовых работах, выполненных на основе «своего» архитектурного проекта. Предмет «Архитектурные конструкции» наиболее тесно связан с профилирующей дисциплиной — архитектурным проектированием—на всех курсах обучения. Полученные знания помогают студенту принять конструктивно обоснованные архитектурные решения и реализовать их в курсовых работах — в конкретных строительных чертежах, являющихся продолжением архитектурного проекта.
В подчинении задачам комплексного проектирования, требующим изучения архитектурных конструкций примени-
тельно к тематике профилирующей дисциплины — архитектурного проектирования, весь курс разбит на три больших раздела: малоэтажное строительство жилых зданий; одноэтажные производственные и общественные здания средних и больших пролетов; многоэтажные гражданские и производственные здания. При изучении курса предполагается, что студент должен уметь самостоятельно пользоваться справочно-информационной литературой (справочниками, каталогами и др.), в которой приведены развернутые знания о конструктивных элементах.
Книга написана коллективом авторов кафедры «Архитектурные конструкции» МАрхИ: В. В. Беспаловым — гл. III, IV, V; Ю. А. Дыховичным — гл. XIV (§ 1, 2, 4 совместно с 3. А. Каз-бек-Казиевым), XV, XVII, XVIII (§1); 3. А. Казбек-Казиевым — гл. I, II, IX, X, XI (совместно с А. Н. Поповым), гл. XVI; В. Н. Карцевым —гл. XVIII (§ 2), XXV, XXVI; Т. И. Кирилловой— гл. VIII, XX, XXII, XXIII, XXIV; О. В. Коретко — гл. XIII (§3), XIX, XXI; А. А. Савченко —гл. VI, VII; Ю. Л. Соноцько — гл. XII (§ 1 ... 7 с участием 3. А. Казбек-Казиева); Ю. Л. Со-поцько и А. Н. Поповым — гл. XIII (§ 1, 2).
Авторы приносят глубокую благодарность кафедре архитектуры ВЗИСИ (зав, каф. проф. Н. Н. Миловидов), проф., д-ру техн. наук Г. Г. Маклако-вой за ценные замечания и рекомендации, высказанные при рецензировании книги, а также приносят благодарность ассистенту А. С. Семенову за помощь при подготовке рисунков.
Авторы
ВВЕДЕНИЕ
Приступая к изучению курса, будущие архитекторы должны иметь в виду, что их творческие замыслы могут реализовываться только в материальной форме — в изделиях и конструкциях (частях зданий), выполненных из конкретных строительных материалов. От того, в каком материале выполнено здание — в дереве или камне, в металле или железобетоне, — зависят и архитектурный облик, и конструктивные решения, и стоимость, и условия, и сроки эксплуатации этого здания. Все это взаимосвязано.
Студенту-архитектору важно усвоить методологию подхода к применению достижений научно-технического прогресса в архитектурном творчестве, выявить взаимосвязь между принятыми конструкциями и воздействиями на здания (силового и несилового характера), условиями эксплуатации зданий и их элементов, требованиями к этим элементам и способами удовлетворения этих требований при сохранении превалирующей роли функционально-художественных начал. Таким образом, задачи предмета «Архитектурные конструкции» состоят в обучении проектированию архитектурностроительной части зданий и составляющих их элементов, без рассмотрения конструирования и расчета этих элементов (балок, ферм, элементов каркаса и т. п.), что составляет содержание курса «Инженерные конструкции».
«Архитектура, — по словам видного советского архитектора А. Бурова, — искусство не изобразительное, а созидательное». Созидание всегда основано на знании, в том числе на знании основ строительного искусства, что всегда было неотъемлемой частью профессии зодчего. Оно помогает ему не только решать самые сложные творческие задачи в процессе проектирования, но и доводить свой проект до полной реализации в натуре.
При этом вовсе не достаточно уметь технически грамотно применять те или иные методы и решения, но очень важно применять их целесообразно, соответственно принятым объемно-планировочным и художественным решениям. В этом особенность деятельности современного зодчего.
ЦК КПСС и Совет Министров СССР постоянно оказывают внимание развитию строительного дела в стране, качеству архитектуры. Постановления партии и правительства направлены на совершенствование, дальнейшее укрепление и развитие отечественной архитектурно-строительной практики. Важное значение имеет Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О дальнейшем развитии советской архитектуры и градостроительства» (1987 г.), идеологически и организационно нацеливающее зодчих на дальнейшее развитие советской архитектуры.
На апрельском (1985 г.) Пленуме ЦК КПСС и июньском (1985 г.) совещании при ЦК КПСС по вопросам ускорения научно-технического прогресса была поставлена задача перехода к принципиально новым технологическим системам, к технике новых поколений, дающих наивысшую эффективность.
В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 гг. и на период до 2000 года отмечено, что основной задачей капитального строительства является создание и обновление основных фондов народного хозяйства, предназначенных для развития общественного производства и решения социальных вопросов, кардинальное повышение эффективности строительного производства.
К числу важнейших задач, поставленных перед строителями на текущее пятилетие и до 2000 года, относятся: существенно поднять качество строительства; осуществить дальнейшую индустриализацию строительного производства, последовательно превращая его в единый промышленно-строительный процесс возведения объектов из готовых элементов; шире применять в проектировании прогрессивные научнотехнические достижения, экономичные проектные решения, конструкции, материалы, передовые методы организации производства и труда; совершенствовать объемно-планировочные и конструктивные решения полносборных жилых, гражданских и производственных зданий, обеспечив дальнейшую унификацию, типизацию и стандартизацию элементов зданий.
Решению этих задач во многом будет способствовать профессиональная творческая деятельность будущего архитектора, так как именно эта деятельность связана и с зарождением проекта нового здания или сооружения и с его воплощением в натуре. В какой степени художественный замысел получит технически грамотное и целесообразное материальное воплощение, — во многом зависит от того, насколько глубоко и прочно уяснил себе будущий зодчий значение и роль материальной основы зодчества в современном индустриальном строительстве.
РАЗДЕЛ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АРХИТЕКТУРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ
I Глава. Общие сведения
Здания и их элементы, основные понятия и определения
Здания — это наземные сооружения, имеющие внутреннее пространство, предназначенное для проживания, труда, удовлетворения тех или иных нужд человека и общества (жилые дома, производственные корпуса, клубы, больницы и т. п.). Термин «здание», неприменим к наземным сооружениям, не имеющим такого внутреннего пространства (мостам, транспортным эстакадам, градирням и т. п.), а также ко многим подземным и подводным сооружениям (тоннелям, плотинам и т. п.). Эти постройки носят название инженерных сооружений или, для краткости, просто сооружений. К ним относятся также и формально похожие на здания многоярусные «этажерки» промышленных предприятий, предназначенные для периодического обслуживания технологического оборудования, водонапорные башни и другие подобные сооружения.
Внутреннее пространство зданий чаще всего расчленено на отдельные помещения — часть внутреннего объема здания, огражденная со всех сторон. Совокупность всех таких помещений, полы которых расположены на одном уровне, образуют этаж здания. Отдельные этажи имеют определенное название (рис. 1.1):
подвал — этаж, полностью или большей своей частью заглубленный в землю (называют также «подвальный этаж»);
полуподвальный, или цокольный,— этаж, уровень пола которого заглублен от уровня тротуара или отмостки не более чем на половину высоты помещения;
надземный — этаж (первый, второй, третий и т. п.), расположенный выше уровня земли;
чердачный (или чердак) — этаж, расположенный между крышей и перекрытием над последним этажом здания (так называемым «чердачным перекрытием»);
мансардный (или мансарда) — этаж, выгороженный внутри чердачного пространства, образованного скатной крышей, и предназначенный для размещения жилых или подсобных отапливаемых помещений; площадь горизонтальной части потолка таких помещений должна быть не менее 50 % площади пола, а высота стен до низа наклонной части потолка — не менее 1,6 м);
технический — этаж, предназначенный для размещения инженерного оборудования и прокладки коммуникаций. Может быть расположен в нижней (техническое подполье), верхней (технический чердак) или в средней части здания, а также над проездами, над первым общественным этажом жилого дома и т. п.; в производственных зданиях необходимость и места размещения технических этажей устанавливаются главным образом требованиями технологического процесса. Высота технических этажей зависит от вида оборудования и коммуникаций с учетом условий эксплуатации; в местах прохода обслуживающего персонала высота в чистоте ЛЛ1,9 м.
Все эти и другие помещения являются элементами объемно-планировочной структуры здания. Материальную же оболочку здания составляют взаимосвязанные конструктивные элементы — самостоятельные части или элементы здания, каждый из которых имеет свое определенное назначение: стены, фундаменты, крыши и т. п. (рис. 1.2). Конструктивные элементы либо слагаются из более мелких, заранее изготовленных элементов — строительных изделий, поставляемых на стройку в готовом виде (сборных плит, ступеней, кровельных изделий и т. п.), либо возводятся на месте из строительных материалов. В зависимости от величины строительные изделия бывают мелкоштучными (или просто штучными — их можно взять рукой, например кирпич), крупными и т. д.
Конструктивные элементы подразделяют на несущие и ограждающие. Такое подразделение связано с назначением этих элементов, с «условиями их работы» в структуре здания при восприятии тех или иных сочетаний нагрузок и воздействий, которым подвержено здание и его элементы как в ходе строительства, так и в процессе эксплуатации.
Воздействия по своему характеру делятся на две группы: силовые и несиловые. К силовым (или механическим) относятся: нагрузки от собственной массы частей здания, от людей, мебели, оборудования, снеговых отложений, от давления ветра и т. п.
Воздействия несилового характера: атмосферные осадки; потоки тепла и влаги, вызванные разностями температур или разностями потенциалов влажности наружного и внутреннего воздуха; шум и вибрация, идущие извне или от соседних помещений, или вызванные работой инженерного оборудования; инфильтрация воздуха через неплотности и т. п.
Назначение несущих конструктивных элементов здания (или, как принято говорить, несущих конструкций) — воспринимать все виды нагрузок и воздействий силового характера, которые могут возникать в здании и передавать их через фундаменты на грунт.
Назначение ограждающих конструктивных элементов здания (или ограждающих конструкций) — изолировать пространство здания от внешней среды, разделять это пространство на отдельные помещения и защищать («ограждать») эти помещения и пространство здания в целом от всех видов воздействий несилового характера.
Примеры несущих конструкций: фундаменты, колонны, балки, и т. п.; ограждающих: перегородки, кровли, окна, двери и т. п. Многие конструктивные элементы являются одновременно и несущими и ограждающими — в них несущие и ограждающие функции совмещаются.
Наиболее характерным примером такого совмещения функций являются наружные и внутренние несущие стены, которые одновременно могут являться и ограждающими конструкциями и вертикальными опорами для размещаемых на них горизонтальных конструктивных элементов. Если стены выполняют только ограждающие функции, их называют ненесущими. При этом различают самонесущие стены и навесные. К первым относят стены высотой в один или несколько этажей, опирающиеся на фундамент ,и передающие ему вертикальные нагрузки только от их собственной массы. Навесными называют стены, расчлененные на отдельные элементы и навешиваемые на несущие вертикальные или горизонтальные конструкции зданий (рис. 1.3).
Другой тип вертикальных несущих конструкций — отдельно стоящие вертикальные опоры. Так называют вертикальные опоры, один размер которых (высота) значительно превышает два других — толщину и ширину: колонны или стойки, столбы.
Фундаменты — подземные конструктивные элементы зданий, воспринимающие все нагрузки от выше расположенных вертикальных элементов несущего остова и передающие эти нагрузки на основание.
Основанием называется грунт, непосредственно воспринимающий нагрузки. Оно может быть естественным (грунты в природном состоянии) и искусственным (грунты с искусственно измененными свойствами за счет уплотнения, укрепления и т. п.). Фундаменты могут выполняться в виде сплошных стен (лент) — ленточные фундаменты, отдельных столбов — столбчатые фундаменты. В домах с подвалами ленточные фундаменты являются одновременно и стенами этих подземных помещений, испытывая дополнительно к другим нагрузкам горизонтальное давление грунта.
Перекрытия - горизонтальные конструкции, разделяющие здание на этажи; одновременно выполняют несущие и ограждающие функции так как предназначены для размещения людей, оборудования, мебели, нагрузку от которых перекрытия воспринимают и передают на вертикальные опоры. Различают перекрытия: междуэтажные (разделяют смежные этажи), чердачные (разделяют последний этаж и чердак}, надподвалъные, над проездами и т. д. Изолирующие слои и другие элементы, входящие в состав этих перекрытий, различны. Нижняя поверхность перекрытий называется потолком; тот же термин относится и к самостоятельным элементам, при необходимости входящим в состав перекрытий или применяемым автономно: акустический потолок, подвесной, декоративный и т. п.
Крыша — верхняя конструкция, отделяющая помещения здания от внешней среды и защищающая их от атмосферных осадков и других внешних воздействий. Состоит из несущей части (стропил) и изолирующих (ограждающих) частей, в том числе — наружной Водонепроницаемой оболочки — кров-ли._Крыши устраивают чердачные и бесчердачные. Чердачные (над чёрда-ком) бывают холодными (теплозащитные функции выполняет чердачное перекрытие) и утепленными. Утепленная или, как говорят, «теплая» крыша устраивается при наличии и при отсутствии чердака, когда функции чердачного перекрытая и кровли совмещаются (в последнем случае применяются названия: совмещенная крыша, совмещенное покрытие, бёсчёердачное перекрытие). Эти термины присущи в основном жилищно-гражданскому строительству. В промышленном строительстве в том же смысле употребляется термин покрытие. В производственных зданиях чердаки обычно не приняты, а термин «крыша» чаще всего ассоциируется с наклонными поверхностями (скатами) крыш жилых зданий, которые правильнее называть скатные крыши.
Пуеуегоуодки — вертикальные ограждающие,; конструкции, отделяющие одно помещение от другого. Они опираются на цеждуэтажные перекрытий или на пол первых этажей.
Лестницы . д- наклонные ступенчатые конструктивные элементы, предназначенные для вертикальных комму-.никаций в зданиях и сооружениях. Ча-сто~в~целях их защиты от огня и задымления лестницы отгораживают от .остальных помещений несгораемыми вертикальными стенами. Эти стены, пространство, выгороженное ими, и расположенные в нем лестницы и площадки называют лестничной клеткой. Объемно-планировочный элемент здания, включающий лестничную клетку, примыкающие к ней шахты лифтов (стены, в которых расположен лифт) и обслуживающие их площадки, называют лестнично-лифтовым узлом.
Элементы стен и перегородок — оконные и дверные проемы — заполняют оконными и дверными блоками.
Оконные "блоки состоят из коробок и оконных переплетов; дверные — из коробок и дверных полотен. Значительные по площади проемы в стенах, заполненные ограждающей светопрозрачной конструкцией, называют витражами. Все виды ограждающих светопрозрачных поверхностей называют свегопрозрачными ограждениями.
К конструктивным элементам зданий относятся также ряд дополнительных, многие из которых будут рассмотрены, а именно: эркеры, лоджии, балконы, веранды, трибуны, фонари и т. п.; к ним относятся также санитарно-технические устройства и инженерное оборудование зданий.
Гражданские предназначаются для проживания и обеспечения бытовых, общественных и культурных-потребностей человека.
KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
|
