Особенности конструктивной схемы дома
GardenWeb
Конструктивные схемы домов
Сельские жилые дома по конструктивным схемам можно разделить на два типа: с несущими стенами и каркасные.
У домов с несущими стенами продольные или поперечные наружные стены выполняют одновременно несущие и ограждающие функции. Перекрытия можно укладывать на несущие стены как поперек, так и вдоль дома. Дома такой конструкции прочнее и устойчивее, но и дороже каркасных. Их, как правило, возводят из бревен, кирпича и шлакоблоков.
Бревенчатый рубленый дом обладает меньшей теплопроводностью при одинаковой толщине стен, быстрее прогревается по сравнению с кирпичным и шлакоблочным домами, дешевле их, менее трудоемок в строительстве. Кирпичные и шлакоблочные дома более долговечны, огнестойки, обладают хорошими звукоизоляционными свойствами, не нуждаются в постоянной окраске, защищающей от атмосферных осадков, но на их отдельных конструкциях быстро появляется сырость.
Несущая система каркасных домов состоит из стоек, балок, настилов перекрытий и связей жесткости, воспринимающих горизонтальные и вертикальные нагрузки. Стены домов такой конструкции выполняют, как правило, из дерева, обшивают досками и заполняют местным строительным материалом низкой прочности (гранулированный шлак, шлаковая вата, котельные шлаки, торфоплиты, глина, камыш и т. п.). В каркасных домах можно применять легкие навесные стены с большими плоскостями остекления. Трудоемкость возведения этих домов меньше, чем трудоемкость возведения домов с несущими стенами, а огнестойкость и долговечность ниже.
В отдельных районах нашей страны жилые дома возводят из известняка, туфа и других камней.
Конструктивную схему дома выбирают в зависимости от архитектурных требовании, местных условий строительства, наличия строительных материалов, необходимой долговечности и огнестойкости, материальных возможностей застройщика.
Элементы конструктивной схемы дома
Заказывая проект индивидуального строительства загородного дома или коттеджа, человек получает на руки пакет документов, схем и чертежей. В него должны входить архитектурный план дома, проект коммуникаций и конструктивная часть. Кроме этого, готовый проект, заказанный у специалиста, предполагает еще и наличие сметы строительства – ориентировочного предварительного счета на проведение всех предстоящих работ. В процессе возведения дома могут появиться дополнительные расходы, скажем, на материалы или привлечение узких специалистов по внутренней отделке, потому считать окончательной данную смету не стоит.
Отдельного внимания заслуживает конструктивная часть проекта. Она состоит из набора чертежей, который должен отражать все устройство дома – от фундамента до коньков на крыше. При этом в чертежах должны быть указаны все типоразмеры конструктивных элементов здания.
Первое, что нужно знать о конструктивных схемах индивидуальных домов – это разнообразие их типов. По характеру материала, из которого будет возведен дом, различают несколько основных возможных вариантов. Первый – каменная конструкция дома. Такое устройство загородного особняка считается наиболее надежным, долговечным, но и наиболее затратным.
Второй вариант — это схема монолитного строительства дома. Для его возведения используются материалы, основу которых составляет бетон в различных соединениях – например, со шлаком, опилками или льняной и конопляной кострой (костробетон). Постройки из этих строительных составов обходятся гораздо дешевле, но по качеству и надежности несколько уступают каменным домам.
Третья конструктивная схема в списке наиболее популярных моделей проектирования индивидуального проектирования жилых домов – каркасно-щитовая модель так называемого «сборного» дома. Ее принципиальное отличие заключается в использовании готовых типовых элементов, которые на месте возведение дома нужно просто собрать и укрепить. На данный момент именно сборные дома считаются наименее затратными проектами, так как сами каркасные элементы обходятся довольно дешево, а монтаж не потребует услуг дорогостоящих специалистов.
Планировочная схема частного дома состоит двух групп элементов. Первая группа – несущие конструкции. Они представляют собой опорные элементы, главное назначение которых заключается в том, чтобы поддерживать все строение. В целом они обеспечивают устойчивость дома и защиту внутренних конструкций от деформации и повреждений. Другая группа элементов в планировочной схеме дома – это ограждающие конструкции. Они играют роль разделителей, образуя, таким образом, отдельные помещения в доме. Кроме этого, на них возложена функция обеспечения тепловой и звуковой изоляции. Есть также отдельные конструкции, которые сочетают в себе обе перечисленные выше функции.
На плане конструктивной схемы будущего дома можно увидеть, что часть ее элементов изображены ниже уровня грунта. Это подземная часть строения. На чертеже она представлена фундаментом здания и в отдельных случаях подвальным помещением. Подвал в загородном доме – это весьма удобно, но для его обустройства потребуется немало усилий. Во-первых, придется выяснить, насколько высок на участке уровень грунтовых вод и нет ли опасности затопления. Во-вторых, придется изрядно потратиться на приобретение специальных гидроизоляционных материалов и позаботиться о монтаже отдельной вентиляционной системы для этой части дома.
Фундамент частного дома – это одна из главных его частей. Потому нужно очень тщательно изучить ту часть проектной документации, в которой изображена схема будущего фундамента и описано его устройство. Обращать внимание необходимо и на то, каким будет основание, на котором планируется возвести дом. Есть два типа оснований – природное и искусственное. Искусственное основание разумно использовать тогда, когда естественная площадка, которую заказчик либо проектное бюро определило местом строительства, подвержена изменением. Например, если близко протекают грунтовые воды или если площадка расположена на местности с уклоном.
Выполнен фундамент может быть из разных материалов, в зависимости от типа дома. Для легкого каркасного дома будет вполне достаточно облегченного фундамента со столбчатой или ленточной конструкцией. Выполнен он может быть, например, из бутового камня. А вот для каменного или кирпичного строения такой фундамент не подходит. Тяжелые несущие стены и массивные перегородки нужно возводить на железобетонном фундаменте, сконструированном из специальных плит или блоков.
Между подземной и наземной частями будущего дома на чертах конструктивного проекта должна быть предусмотрена отместка. Эта полоса обязательно должна иметь уклон и выполняться из материалов повышенной стойкости, так как именно отмостка гарантирует надежную защиту фундамента от подтопления и промерзания. Лучший вариант – это отмостка из камня или асфальтобетона.
Еще один конструктивный элемент дома, который обязательно отражается на чертежах – это стены. Стены по своему назначению могут внутренними либо наружными. По типу нагрузки, которую они несут, можно разделить все стены будущего дома на:
- несущие – те, которые держат вес конструкций крыши и перекрытий;
- самонесущие – те, что передают нагрузку от атмосферных воздействий фундаменту сооружений;
- ненесущие – стены, которые просто ограждают внутренние помещения от внешнего пространства.
Кроме этого, в доме есть еще один тип стен. На чертежах они разделяют все внутренне пространство дома на отдельные комнаты. Такие стены называются перегородками и выполняются из специальных облегченных плит – фибролитных либо гипсовых. Используют для перегородок и кирпичные и каменные блоки.
Между этажами дома (если их несколько) могут располагаться лестницы. Количество маршей – частей, соединяющих этажи друг с другом, можно увидеть на чертежах. Располагать лестницы можно только в комнатах, в которых есть несущие стены – иначе конструкция дома попросту не выдержит нагрузки.
Этажи разделяются перекрытиями, сделанными из железобетонных плит. В деревянных домах в качестве перекрытий используются деревянные балки. Также перекрытием называется чердачная конструкция, поверх которой настилается крыша. Изготавливаться она должна из балок – деревянных – для деревянных и каркасных домов, железобетонных – для кирпичных, каменных и монолитных сооружений.
Для кровли крыши сейчас используется огромное количество материалов – от обычного шифера до гибкой черепицы. Между крышей дома и стенами устанавливается специальный выступ – карниз, который обеспечивает защиту кровли от воды, которая будет скапливаться в случае его отсутствия. Вместо карниза в конструкции крыши может быть предусмотрен парапет – стенка, расположенная по всему периметру скатов, которая будет выполнять ту же гидроизоляционную функцию.
Все элементы конструктивной схемы будущего дома в проектной документации обязаны соответствовать друг другу, что также должно быть отражено на чертеже в виде цифр, характеризующий общую площадь дома, высоту и длину стен. Также в конструктивной части проекта должны быть указаны материалы, из которых будут изготовлены все его отдельные элементы
Конструктивные схемы зданий.
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 (рис.3.4):
— с продольным расположением ригелей;
— с поперечным расположением ригелей;
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
Рис. 3.4. Конструктивные схемы каркасных зданий:
а – с продольным расположением ригеля; б – с поперечным; в –
(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.
Преимущество безригельного каркаса используется в жилых и общественных зданиях при их возведении в сборно-монолитных конструкциях методом подъема перекрытий или этажей. При этом имеется возможность произвольной установки колонн в плане здания: их размещение определяется только статическими и архитектурными требованиями и может не подчиняться закономерностям модульной координации шагов и пролетов.
Варианты каркасной конструктивной схемы представлены на рис.3.5. 
Рис.3.5.Варианты каркасной конструктивной схемы:
А – с полным; Б – с неполным; В – с безригельным каркасом; 1 – полный каркас с продольным расположением ригелей; 2 – то же, с поперечным; 3 – полный каркас с продольным расположением ригелей колонн (только у наружных стен) и большепролетными перекрытиями; 4 – неполный продольный каркас; 5 – то же, поперечный; 6 – безригельный каркас; К – колонна; Р – ригель; Дж – вертикальная диафрагма жесткости; НП – настил перекрытия, НР – настил-распорка; I – несущие стены; II – ненесущие стены.
При проектировании зданий наиболее распространенной бескаркасной системы используют следующие пять конструктивных схем (рис.3.6):
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). ;
Рис.3.6. Конструктивные схемы бескаркасных зданий:
I – перекрестно-стеновая; II и III – поперечно-стеновые; IV и V – продольно-стеновые; А – варианты с ненесущими или самонесущими продольными наружными стенами; Б – то же, с несущими; а – план стен; б – план перекрытий.
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.
Схема I в соответствии с особенностями ее статической работы называется также перекрестно-стеновой, схемы II- V – плоскостенными.
Варианты бескаркасной конструктивной системы представлены на рис.3.7.
Рис. 3.7. Варианты бескаркасной конструктивной системы:
а – перекрестно-стеновой с малым шагом; б – поперечно-стеновой со смешанным шагом; в – поперечно-стеновой с большим шагом стен; г – продольно-стеновой (трехстенка); д – продольно-стеновой (двухстенка); е – поперечно-стеновой с увеличенным шагом стен.
Основные области применения конструктивных систем и схем представлены в таблице 3.1.
Конструктивные схемы
Основой, определяющей конструктивное решение крупнопанельного жилого дома, является его конструктивная схема.
В практике проектирования и строительства крупнопанельных зданий применяется значительное количество разнотипных конструктивных схем, что объясняется большим разнообразием объемно-планировочных решений, различным уровнем развития промышленности строительных материалов и производства сборных изделий, обеспеченностью строек подъемно-транспортным оборудованием. Важное значение при выборе конструктивных схем имеет их технико-экономическая оценка. В зависимости от конструктивной схемы определяются строительные материалы и номенклатура сборных изделий, от неё зависят методы возведения зданий и технико-экономические показатели крупнопанельного строительства.
По конструктивным схемам крупнопанельные здания подразделяются: на каркасные, бескаркасные и здания с неполным каркасом.
Каркасные крупнопанельные дома основной несущей конструкцией имеют каркас, состоящий из колонн и ригелей. Колонны каркаса имеются как у наружных, так н у внутренних стен; ригели могут располагаться поперек или вдоль здания. Важным преимуществом каркасной схемы является возможность возводить здания большой этажности и, вследствие разделения функций между ненесущими стенами и несущими все нагрузки колоннами, сделать стены предельно легкими, а колонны выполнять из высокопрочного бетона.
К недостаткам каркасно-панельных домов относятся большое количество монтажных элементов, ухудшенный интерьер комнат из-за выступающих ребер колонн и ригелей в углах и над перегородками. Рисунок 2-9.
Рис. 2-9. Конструктивные схемы бескаркасных крупнопанельных домов
а — с несущими наружными стенами и несущими поперечными и продольными перегородками; б—с несущими наружными стенами и несущими поперечными перегородками; в—c несущими наружными и внутренними продольными стенами; г—с несущими поперечными стенами
Бескаркасные дома состоят из панельных наружных и внутренних стен, перегородок н перекрытий. Конструктивная идея бескаркасных зданий заключается в том, чтобы использовать несущую способность наружных и большинства внутренних стен, обладающих известной прочностью. Это относится в первую очередь к железобетонным утепленным панелям и внутренним межквартирным стенам, которые по условиям звукоизоляции делают тяжелыми, а следовательно, и прочными. Поэтому отказ от каркаса н использование несущей способности стен является вполне целесообразным.
Крупнопанельные бескаркасные здания могут быть разделены на следующие две группы:
а) с несущими наружными стенами и несущими внутренними поперечными и продольными перегородками, при этом панели перекрытий опираются по контуру или с несущими поперечными перегородками и несущими наружными стенами, в этом случае панели перекрытий опираются по трем сторонам;
В домах с неполным каркасом отсутствуют колонны у наружных стен; по конструктивной схеме они занимают промежуточное положение между каркасными и бескаркасными зданиями. В домах с такой схемой используется несущая способность наружных стен, которые выполняются из материалов, могущих воспринимать нагрузки от перекрытий.
Рис. 2-10. Конструктивные схемы каркасно-панельных домов
а —с поперечным каркасом; б — с продольным каркасом; в—с безригельным перекрытием, опертым на четыре точки; е —с неполным (внутренним) каркасом и несущими панелями наружных стен
Пространственная жесткость и устойчивость зданий с неполным внутренним каркасом и при каркасной схеме обеспечивается непосредственно каркасом, связями или панелями, устанавливаемыми в плоскости каркаса, а также отдельно стоящими стенами, образующими вертикальные диафрагмы жесткости. В бескаркасных зданиях устойчивость обеспечивается поперечными и продольными несущими панельными стенами.
В крупнопанельном домостроении нашла широкое применение наиболее экономичная и простая в монтаже конструктивная схема с поперечными несущими стенами, которая рационально используется не только в массовом 5-этажном жилищном строительстве, но успешно применяется при проектировании и строительстве зданий повышенной этажности (9—12 и более этажей). В настоящее время внедряется в практику крупнопанельного строительства схема с редким расположением несущих поперечных стен, что обеспечивает известную свободу планировки квартир.
В массовом 5-этажном крупнопанельном жилищном строительстве в прошлом получила распространение схема с неполным внутренним каркасом, применение которой в настоящее время не рекомендуется. Сейчас для строительства в Москве, Ленинграде, Киеве и других крупных городах разрабатываются крупнопанельные здания повышенной и большой этажности, решаемые по каркасной схеме.
Бескаркасные схемы с поперечными и продольными несущими стенами показаны на рис. 2-9, а каркасно-панельные и с неполным каркасом схемы — на рис. 2-10; безригельные перекрытия показаны на рис. 2—10, в.
В бескаркасных крупнопанельных зданиях перекрытия устраиваются по типу безригельных конструкций с опиранием панелей перекрытия непосредственно на вертикальные несущие опоры; в каркасных зданиях перекрытия решаются с поперечными или продольными ригелями.
Анализ конструктивных схем, применяемых в массовом 5-этажном строительстве, показал, что стоимость жилой площади в домах с внутренними поперечными несущими стенами, расположенными через б м, примерно на 2% выше, чем в домах с частым шагом внутренних поперечных стен. Это удорожание вызвано увеличением пролета перекрытий (с 3 до 6 м), а также повышением на 10 см высоты этажа из-за увеличенной толщины перекрытий.
Сопоставление конструктивных схем домов с несущими продольными стенами показало, что стоимость жилой площади дома с продольной внутренней несущей стеной на 1,5% выше, чем в доме с внутренним часто расположенным каркасом. Это объясняется, как и в предыдущем случае, наличием большепролетных перекрытий и увеличением высоты этажа в доме с внутренней продольной несущей стеной. Крупнопанельные дома с тремя продольными стенами применяются главным образом в тех районах, где местные материалы по их строительно-технической характеристике наиболее целесообразно использовать для несущих наружных стен.
Следует упомянуть о панельно-каркасной или так называемой рамно-панельной конструктивной схеме, при которой пространственный каркас здания создают замоноличенные соединения вертикальных и горизонтальных элементов контурных рам смежных панелей. Эта система не получила распространения в нашем строительстве, но была применена в Чехословакии.
Рамно-панельная схема имеет поперечно-продольную несущую конструктивную систему (рис. 2-11, а). В Чехословакии получила также применение конструктивная схема, в которой поперечные несущие стены чередуются с безригельным поперечным каркасом (рис. 2-11, б).
Рис. 2-11. Конструктивные схемы, применяемые в бывшей Чехословакии
а —рамно-панельная схема; б— комбинированная схема: 1 — поперечные несущие стены; 2—несущие простенки; 3 —колонны
При этой схеме стены лестничных клеток вместе с поперечными несущими стенами и перекрытиями создают жесткость и устойчивость здания.
* Наружные стены применяются трех видов;
- несущие, воспринимающие вертикальные нагрузки от собственного веса стен и от опирающихся на них конструктивных элементов здания;
- самонесущие, воспринимающие вертикальные нагрузки только от собственного леса стен;
- навесные, опирающиеся на элементы каркаса или поперечные несущие стены.
При замоноличенных стыках, обеспечивающих совместную работу продольных наружных и поперечных несущих панелей, запроектированные самонесущие стены будут в действительности несущими.
