Архитектурно-конструктивные элементы зданий

Любое здание представляет собой взаимосвязанную систему архитектурно-конструктивных элементов, каждый из которых выполняет определенную функцию. Эти элементы можно также назвать составляющими частями здания.

Все конструктивные элементы можно разделить на несущие и ограждающие. К несущим элементам относятся те части здания, которые воспринимают нагрузку от лежащих выше других элементов, а также полезную нагрузку (вес людей, мебели, техники). Ограждающими (самонесущими) называют конструкции, которые воспринимают нагрузку только от собственного веса. Это ненесущие стены (в том числе внутренние перегородки), а также покрытие здания (кровля). Наружные кирпичные стены могут быть ненесущими, если конструктивная система здания не стеновая, а каркасная: в таком случае перекрытия опираются на столбы, а кирпичная кладка, опертая на перекрытие своего этажа, выполняет только ограждающую функцию. Несущие наружные элементы здания тоже играют роль ограждения, защищая внутреннее пространство постройки от воздействий внешней среды. Внутренние ограждающие элементы (перегородки) выполняют функцию разделения пространства. Наружные ограждающие конструкции, кроме того, воспринимают на себя нагрузку от снега, ветра и других атмосферных явлений, и поэтому должны быть прочнее аналогичных внутренних конструкций.

Совокупность несущих конструктивных элементов здания называют несущим остовом . Эти элементы обеспечивают прочность, жесткость и устойчивость постройки. К несущему остову относятся как вертикальные (стены, столбы, колонны), так и горизонтальные (перекрытия) элементы. Стационарные лестницы и крыша также являются несущими конструкциями.

Несущий остов обязательно держится на фундаменте – конструктивном элементе, воспринимающем нагрузки от несущего остова (который, в свою очередь, принимает нагрузки от ненесущих частей постройки и от воздействий внешней среды, а также полезную нагрузку) и передающем их на грунтовое основание (слои грунта, воспринимающие нагрузку от здания или сооружения). Нижняя плоскость фундамента, которой он опирается на грунтовое основание, называется подошвой. Верхнюю плоскость фундамента, на которую опираются стены или столбы, называют обрезом. Фундамент является основой здания, наиболее ответственной конструктивной частью.

Фундаменты бывают ленточными, столбчатыми, плитными (сплошными) и свайными. Из кирпича можно устроить ленточный или столбчатый фундамент (рис. 14).

Рисунок 14. Виды кирпичного фундамента: а) ленточный; б) столбчатый

Ленточный фундамент представляет собой сплошную стену (ленту). Он может быть выполнен из железобетона (сборного или монолитного), бутобетона или кирпича. Ленточные фундаменты используют обычно в зданиях со стеновой несущей системой. В сечении (в поперечном разрезе) ленточный фундамент имеет, как правило, форму прямоугольника, но при высоких нагрузках на основание его выполняют ступенчатым.

Столбчатый фундамент – это столбы, установленные в ключевых местах (углах здания, пересечениях несущих стен) и вдоль стен с определенным максимальным интервалом и скрепленные по верху балками обвязки. Такие фундаменты используют в зданиях каркасного или стенового типа с небольшим весом конструкций (например, под деревянные стены). Столбы могут быть выполнены из дерева, кирпича, бутобетона или железобетона (сборного или монолитного).

Свайные и плитные фундаменты используют в зданиях с большой нагрузкой на основание или в сложных грунтовых условиях. Эти два типа фундаментов могут быть объединены (когда здание опирается на сплошную плиту, установленную по забитым или залитым в грунт сваям, расположенным по всей площади основания).

Цоколь – верхняя часть фундамента, расположенная выше уровня земли. Цоколь, как и подземные конструкции, нуждается в повышенной стойкости к воздействию влаги, однако он может быть выполнен из иного материала, нежели подземная часть фундамента. Для возведения кирпичных фундаментов и цоколей применяют только полнотелый керамический кирпич высоких марок. Если в здании использован столбчатый фундамент, цоколь может быть выполнен в виде забирки – стенки или кирпичей или другого материала, расположенной между выступающими над землей столбами фундамента, грунтом и обвязочными балками.

Цоколь может быть выполнен заглубленным относительно стены или, напротив, выступающим за ее плоскость. Заподлицо со стеной цоколь обычно не устраивают, поскольку в этом случае сложнее выполнить гидроизоляцию между стеной и цоколем. Если цоколь выдается за плоскость стены, выступающая часть его обреза называется кордоном.

Вокруг цоколя на уровне грунтового основания выполняют отмостку – наклонный элемент для отвода воды от цоколя и фундамента.

Стены – вертикальный несущий элемент здания, в плане имеющий вытянутую (протяженную) форму, ограждающий помещения в здании от внешней среды и друг от друга. Стены могут быть наружными и внутренними, несущими и самонесущими. Внутренние самонесущие стены называют перегородками; они разделяют пространство здания в пределах этажа на помещения. Существуют также ненесущие (навесные) стены, выполненные из сборных (сделанных на заводе) панелей, навешенных на перекрытия. Стены выполняют из камня, кирпича, железобетона, бетонных блоков и дерева. Для перегородок используют кирпич, дерево, железобетон или гипсокартон.

Сторону стены, обращенную к улице, вместе с совокупностью находящихся на этой стороне конструктивных и декоративных элементов называют фасадом здания. Различают главный фасад (обращенный к улице, площади и т. п.), боковые и дворовые фасады.

Столбы, колонны, стойки, пилоны – вертикальные несущие элементы каркасной системы, представляющие собой отдельно стоящие опоры.

Углы стен – место, в котором соединяются концы двух стен. Чаще всего это соединение под прямым углом, другие углы встречаются в проектах гораздо реже.

Простенок – часть стены, расположенная между двумя проемами. По способу кладки простенок из кирпича напоминает собой столб. Простенок, примыкающий к углу стены, называют угловым, остальные простенки – рядовыми.

Карниз – выступ в верхней части стены, предназначенный для защиты стен от воды, стекающей с крыши. Этот элемент может играть и декоративную роль. В кирпичной кладке карниз образуется с помощью укладки нескольких рядов с напуском. Карниз может быть устроен и в уровне межэтажных перекрытий – для дополнительной защиты узла «перекрытие – стены» и для архитектурно-художественного оформления фасада (с обозначением этажности). Межэтажный ступенчатый карниз называют также межэтажной профилированной тягой. Вместо карниза между этажами может быть устроен поясок – горизонтальный выступающий элемент простого прямоугольного профиля. При устройстве межэтажных карнизов верхний карниз, расположенный под кровлей, называют главным, или венчающим, карнизом. Над дверными или оконными проемами могут быть расположены небольшие карнизы, именуемые сандриками. Карниз, расположенный под оконным проемом, называют подоконной тягой. Расстояние, за которое карниз выступает за плоскость стены, а также саму выступающую часть называют свесом карниза.

Проем – отверстие в стене или перекрытии для размещения двери, окна, люка или лестницы. Верхнюю и боковые грани дверного или оконного проема называют откосами. Стену без проемов называют глухой стеной.

Проемы в кирпичной стене обязательно завершают перемычки – металлические или железобетонные (с размерами, кратными размеру кирпича) балки, поддерживающие кладку над проемом. Перемычка может быть и арочной, при этом возможно ее выполнение из кирпичной кладки. Прямая (не арочная) кирпичная перемычка получается только с предварительным армированием и с использованием опалубки.

Окна и двери (заполнение оконных и дверных проемов) относятся к ограждающим элементам здания. Окна служат для освещения и проветривания помещений, двери – для сообщения помещений друг с другом и с внешней средой.

Перекрытие – горизонтальная несущая конструкция, опираемая на стены или столбы (колонны) и воспринимающая вес перегородок, оборудования, людей и мебели. Ограждающая роль перекрытий сводится к разделению здания на этажи, а также к ограждению его от внешней среды снизу и сверху. Перекрытие, которое разделяет два рядовых этажа, называют межэтажным, или междуэтажным. Перекрытие, которое отделяет первый этаж здания от подвала или грунтового основания, называют цокольным, или надподвальным. Чердачным называют перекрытие, отделяющее верхний этаж от чердака. Если чердака в здании нет, верхнее перекрытие выполняет функцию конструкции крыши. Перекрытие может представлять собой сплошную плиту (или совокупность плит) или балочную систему. Существуют также перекрытия необычной формы: арочные, сводчатые и т. д. В индивидуальном строительстве такие перекрытия в наше время являются редкостью.

Поверх несущих конструкций перекрытия на эксплуатируемых этажах устраивают покрытие пола из выбранного материала (доски, керамические плитки, линолеум, ламинат, паркет и т. д.), снизу – покрытие потолка.

Балконы, лоджии, эркеры тоже являются архитектурно-конструктивными элементами здания. Балкон представляет собой выступающую за плоскость стены открытую площадку (без стен, но с ограждением) на уровне одного из этажей. Эркер, как и балкон, выступает за поверхность стены, но имеет капитальное (стеновое) ограждение, которое может быть устроено в уровне нескольких этажей, объединяя их. Лоджия не выступает за плоскость наружной стены и представляет собой площадку, открытую со стороны фасада.

Кирпичная кладка в здании обязательно будет сочетаться с другими материалами: деревом, железобетоном, металлом. Поскольку эти материалы составляют разные конструктивные элементы зданий и имеют различные технические характеристики, зачастую между кладкой и другим материалом необходима качественная тепло– и гидроизоляция.

Крыша – совокупность несущих элементов, на которые опирается покрытие (кровля), а также само это покрытие. Кровля является верхней гидроизоляционной частью крыши. Несущими элементами крыши являются фермы, стропила, балки, арки (в зависимости от типа конструкции). К кровле относится основание под кровлю (обрешетка, изоляционные материалы) и кровельное покрытие (черепица, шифер, кровельный металл и т. д.).

Крыша выполняет и несущую, и ограждающую функцию. В конструкции должен быть предусмотрен отвод атмосферных осадков от здания. Отвод воды может быть внешним и внутренним. В индивидуальном строительстве чаще всего применяют внешнюю систему водоотвода, состоящую из водосточных желобов, воронок и труб, по которым вода поступает в ливневую канализацию, не нанося вреда стенам и фундаменту. Внутренний водоотвод сложнее в устройстве, его обычно используют в зданиях с плоской кровлей и большой площадью постройки.

Крыши бывают плоскими (с уклоном до 2,5 %) и скатными. Скатные различаются по количеству и форме скатов (от односкатных до сложных многоскатных и купольных).

Покрытие – ограждающий элемент конструкций, расположенный поверх несущих элементов крыши и выполняющий функцию защиты от атмосферных осадков и других воздействий внешней среды.