Підземна частина будівлі

Навантаження від будівлі сприймається основою — масивом ґрунту, розташованого під фундаментом. Основи можуть бути природними і штучними тобто із зміцненням ґрунтів.

За матеріалом, з якого їх виготовляють, розрізняють фундаменти бутові, бутово-бетонні, бетонні або залізобетонні; за конструктивними типами — стрічкові, стовпчасті, суцільні і на палях (пальні) (рис. 7).

Рисунок 5 – Конструктивні елементи будинку: 1- опорна плита фундаменту; 2 – внутрішня несуча поздовжня плита; 3 – зовнішня несуча плита; 4 – настил перекриття; 5 – збірний карниз; 6 – люк (вихід на кришу); 7 – утеплювач покриття; 8 – цементна стяжка; 9 – сумісний дах; 10 – пароізоляція покриття; 11 – перегородка; 12 – підлога (лінолеум); 13 – перекриття міжповерхове; 14 – перекриття над підвальне; 15 – гідроізоляційні стіни підвалу; 16 – підлога на ґрунті; 17 – стіна підвалу

Рисунок 6 – несучі (а), само несучі (б) і не несучі навесні (в) зовнішні стіни

а) б) в)

Рисунок 7 – Конструктивні схеми фундаментів: а – збірний стрічковий переривистий з крупних блоків; б – стовпчастий під цегляний стовп; в – суцільна без балочна залізобетонна плита; г) пальовий зі палями-стійками

Верхня площина фундаменті, на яку спираються стіни або опори, називається поверхнею (обрізом) фундаменту; нижня площина, дотична з основою, - підошвою фундаменту. Відстань від нижчого рівня поверхні землі до підошви називають глибиною закладання фундаменту. Воно повинне бути не менше 0,5 м, вважаючи від рівня природного ґрунту.

Найбільш розповсюджені збірні стрічкові бетонні і залізобетонні фундаменти з крупних фундаментних залізобетонних блоків, що ставляться під стени будівель. Залізобетонні блоки (подушки) вкладають на утрамбовану піщану підготовку. На них зводять вертикальну стінку з блоків.

Стовпчасті фундаменти вкладають під несучі стіни при невеликих навантаженнях на них.

Суцільні фундаменти з монолітних залізобетонних ребристих або без балочних плит вкладають під всією площею будинку, якщо ґрунти основи слабі, а навантаження на фундамент значне.

Пальові фундаменти ділять на палі-стійки, які проходять слабкий ґрунт до опори на міцний ґрунт, і висячі палі, що частково спираються на ґрунт. Палі виготовляють з дерева, залізобетону, бетону, сталі або комбінованими.

По обрізу фундаменту накладають ізоляційні шари, як правило з двох шарів руберойду, з’єднаних бітумною мастикою, для того, щоби унеможливити доступ вологи до стін. Гідроізоляційний шар вкладають вище рівня відмітки тротуару на 150—250 мм. Стіни і підлоги підвалів також ізолюють від поверхневих вод.

Несучій остов будівлі

Кам’яні малоповерхові будівлі.Несучий остов включає в себе стіни (кам’яної кладки, монолітні або зі збірних крупно розмірних елементів) і перекриття. Кам’яну кладку виконують з цегли, легких бетонних блоків або природного каміння (вапняк, пісковик, туф, черепашник тощо) які вкладаються горизонтальними рядами не розчині з перев'язкою (зсувом) вертикальних швів.

Шви заповнюють вапняковим, цементними і змішаними розчинами.

Архітектурно-конструктивні елементи стін з цегли і дрібних блоків показані на рис. 8.

Рисунок 8 – Архітектурно-конструктивні елементи стін: 1 – парапет, 2 – головний карниз, 3 – віконний пройм, 4 – простінок, 5 – поясок, 6 – проміжний карниз, 7 – сандрик, 8 – цоколь, 9 – горизонтальна ізоляція

Стандартні розміри керамічної одинарної цегли 250X120X65 мм. Довгі бічні поверхні цеглини називають ложками, короткі — тичками, звідси відповідно і ряди цегли називають ложковими і тичковими. Стіни кладуть в 1; 1,5; 2; 2,5 і 3 цеглини.

Кладка буває суцільною (з однорідного матеріалу) і полегшеної (з двох матеріалів). Розповсюджена дворядна (ланцюгова) система кладки (один тичковий один ложковий ряди) і шестирядна (ложкова).

Для суцільної кладки використовують пористу і пустотілу цеглу, пустотілі бетонні блоки. При полегшеній кладці з зовнішньої або внутрішньої сторін стіни або в якості заповнення середини стіни застосовують ефективні в теплотехнічному відношенні матеріали (утеплювачі).

Елементами каркасу будівлі з несучими зовнішніми цегляними стінами можуть служити окремі опори (цегляні стовпи, дерев’яні і залізобетонні; сталеві колони). Мінімальний перетин несучого цегляного стовпа 510х380 мм, при незначному навантаженні — 380х380 мм. При висоті більше 5 м кладку цегляних стовпів армують. При великих навантаженнях використовують залізобетонні колони, що разом з горизонтальними балками (прогонами) утворюють різноманітні схеми каркасів будівель.

Перекриття (плоскі) є одночасно несучими і огороджуючими елементами будівель. Вони сприймають окрім навантаження власної ваги корисне (тимчасове) навантаження, тобто, масу людей, предметів обстановки і устаткування приміщень, передаючи його на стени або окремі опори.

Перекриття повинні бути міцними, жорсткими, вогнестійкими, довговічними, звуко- і тепло-ізолюючими, водонепроникними. У малоповерхових будівлях встановлюють залізобетонні перекриття по дерев’яним або сталевим балках, а також армосилікатні і керамічні.

Залізобетонні перекриття бувають збірними (у вигляді плит, крупно панельні і балочні) і монолітними (що бетонуються в опалубці).

Настили (товщина 160 і 220 мм відповідно при прольотах до 4 м і більше) спирають на стіни і прогони, крупні панелі перекривають цілі кімнати. Їх виробляють суцільними, з порожнечами, шатровими. Для прольотів до 3,6 м застосовують суцільні одношарові панелі завтовшки 140 мм, для прольотів більше 3,6 м панелі завтовшки 140—160 мм.

Плити з порожнечами мають ряд переваг: відповідають параметрам залізобетону і мають гладку без реберну поверхню зверху і знизу, їх товщина 220 мм.

Шатрові панелі у вигляді лотка з ребрами униз або наверх випускають товщиною 14-16 мм.

Балочні перекриття складаються з балок таврового профілю з заповненням між ними у вигляді настилу гіпсових або легких бетонних плит.

Дерев’яні перекриття складаються з дерев’яних балок, як правило, прямо кутового січення та дерев’яних конструкцій між балкового заповнення, підлоги, стелі. Висота балки повинна складати 1/10 - 1/20 прольоту, що перекривається, ширина 6-12 см., прольоти, що перекриваються, не більше 4,8 м. Звуко- і тепло- ізоляцію забезпечують настилом.

Дерев’яні будівлі.Несучий остов дерев’яних малоповерхових будівель може бути рубленим, брусованим, каркасним, щитовим, панельним. Протягом багатьох сторіч найбільш розповсюдженим типом житлового будинку на Русі був рублений зруб, але він є матеріалоємним і вимагає використання ручної праці, тому в наш час будують будинки інших типів (рис. 9)

а) б) в) г)

Рисунок 9 – несучий остов дерев’яних малоповерхових будівель: а) – рублений, б) – брусований, в) – каркасний, г) – щитовий

 

Прийоми зведення будинків із брусу ті ж, що і рублених. Конструктивна основа рублених будинків — стіни (рис.9, а) з горизонтально вкладених колод діаметром 180—260 мм, зв’язаних по кутах врубами. Кожний ряд називається вінцем. Вруби роблять із залишком (у обло) і без залишку (у лапу). Отвори для вікон і дверей обрамляють коробками з двох косяків, вершника і порогу. Із зовнішньої і внутрішньої сторін віконні і дверні отвори мають наличники.

Брусовані стіни (рис. 9, б) збирають з брусів січенням (перетином) 150х150 або 180х180 мм. Вільна довжина стін в рублених і брусованих будинках не повинна перевищувати 6,5 м у відповідності з довжиною промислової деревини. Після осідання через 1,5 року стіни знов конопатять і обшивають дошками. Перекриття вкладають на дерев’яні балках з черепними брусками. Спирання балок на стени роблять врубом.

Стіни каркасних будівель (рис.9, в) складаються із стійок прямокутного перетину, нижнього і верхнього обв'язувань і горизонтальних дверних і віконних ригелів. Крок стійкий 600—1200 мм. У кутках будівлі роблять розкоси жорсткості. Під каркасний будинок як правило влаштовують стрічковий фундамент через невелику жорсткість основних конструкцій. На верхнє обв'язування спираються балки перекриття. На двоповерховому будинку після скріплення на балках встановлюють каркас другого поверху. Як утеплювач зовнішніх стін, який розміщують між стійками каркасу, використовують мати з мінеральної вати, очерету, соломи, фібролітові плити, пористі деревоволокнисті плити, торфоплити або плити з синтетичних матеріалів. З внутрішньою сторони каркасу вкладають пароізоляцію у вигляді шару рулонного матеріалу, потім встановлюють гіпсо-картонні листи або роблять обшивку з дощок. Із зовнішньою сторони каркасу влаштовують вітрозахисний (проти інфільтраційний) шар: картон, фанеру тощо, потім обшивку з дощок товщиною 16—22 мм.

Щитові дерев’яні дома (рис.9, г) — одноповерхові збірні з готових стінових каркасних і без каркасних щитів різних типів (глухих і з віконними і дверними отворами для зовнішніх і внутрішніх стін). У відповідністю з шириною листових і плитних теплоізоляційних і облицювальних матеріалів планувальний модуль 600 мм. Ширина стінових щитів 1200 мм, висоту щиту роблять на поверх.

Стінові щити встановлюють на нижнє обв'язування, укріплене на стрічковому фундаменті. Балки перекриття встановлюють по верхньому обв'язуванні. Стіни і стійкі прив’язують до координаційних осей по центру конструкції. По верхніх гранях балок влаштовують підлогу: при відстані до 800 мм між балками — безпосередньо по балках, вище 800 мм — підлогу настилають по лагам — додатковим балках під підлогові дошки. Площа перетину лаг 60х80 мм. Товщина підлогових дощок 40 мм.

У горищному перекритті замість звукоізоляційної засипки вкладають теплоізоляційні матеріали, а по балках — ходові дошки. При пропуску через перекриття димоходу або сходів застосовують поперечні балки. Все дерев’яні елементи перекриття виконують з хвойних порід (сосна, ялина, модрина).

Недоліки дерев’яних перекриттів — спалимість, схильність до гниття, використовування ручної праці.

Розроблені рішення крупно панельних дерев’яних будівель із стіновими панелями і панелями перекриття розміром на кімнату з повною заводською готовністю елементів, аж до обробки поверхонь.

Кам’яні багатоповерхові будівлі. Стіни зводять з саману, крупних бетонних блоків і пиляного природного каменя (туф, вапняк, черепашник). У будівлях з неповним каркасом до 9 поверхів застосовують кам’яні стовпи, вище 9 — залізобетонні колони. Міжповерхові перекриття виконують із залізобетонних багато порожнистих або ребристих плит. Вартість крупно блочних стін на 25—30 % нижчий цегляних. Товщина блоків 300, 400, 500 мм, довжина залежить від схеми розрізу стін. Існує три схеми: двох-, трьох- і чотирирядна — за числом рядів на висоту поверху. Блоки бувають простінкові, підвіконні, перемичкові і поясні; карнизні, парапетні цокольні; рядові і кутові.

Існує два види крупно панельних будівель — каркасний і без каркасний. У будівлях до 30 поверхів економічною є без каркасна система. Каркасна конструкція передбачена для будівель висотою від 16 до 25 поверхів. Каркас роблять з двоповерхових колон перетином 400х400 мм, ригелів і настилів з порожнинами.

Одношарові зовнішні стінові панелі виготовляють «з армованого легкого або комірчастого бетону завтовшки 180—340 мм з декоративно оздобленими зовнішніми поверхнями (пофарбованими, вкритими мармуровою крихтою, облицьованими керамічними або скляними плитками). У двошарових панелях внутрішній шар з важкого бетону. У тришарових панелях між двома шарами бетону прокладають шар утеплювача.

Стінові панелі внутрішніх стін роблять з важкого бетону завтовшки 90 —140 мм з гладкими поверхнями під фарбування або обклеювання шпалерами.

Стики між панелями ретельно замуровують. Для перекриття використовують залізобетонні збірні плити.

Один з напрямів індустріалізації будівництва — застосування монолітного залізобетону, при цьому в порівнянні зі збірними конструкціями економиться до 25 % металу і до 15 % цементу. У збірно-монолітних конструкціяхелементи, що повторюються, вмонтовують збірними, складні вузли монолітні.

Несучий остов монолітних будівель представляє собою нерозрізні елементи стін, колон, ригелів і плит перекриттів, що зв’язані в одне ціле і виконані з легкого бетону завтовшки 300—500 мм в поєднанні з несучим шаром важкого бетону завтовшки не менше 160 мм.

Будівлі з об’ємних блоків (рис. 10) (блок-кімната, блок на ширину будівлі і блок-квартира) проектують за трьома конструктивними схемам (блоковою, панельно-блоковою і каркасно-блоковою).

 

Рисунок 10 – Суцільне розташування об’ємних елементів: а) - розміром на ширину будівлі, б) – на кімнату (блок-кімната), в) – на квартиру (блок-квартира).

 

Каркасно-блокова схема характерна чітким розподілом конструкцій на несучі і огороджуючи. Несучі функції виконує каркас або ядро жорсткості у вигляді сердечника баштових будівель із залізобетону або металу. Об’ємні елементи кріплять до ядра жорсткості, підвішують, забезпечуючи можливість створення поверхів-терас.

Випускають різні монолітні об’ємні елементи: чотири стіни і підлога; чотири стіни і стеля; три стіни, підлога і стеля.