7.1. Конструктивные элементы гражданских зданий

Основные конструктивные элементы гражданских зданий – это фундаменты, стены или отдельные опоры, перекрытия, крыша и стропильная система, поддерживающая крышу, лестницы, окна, двери и перегородки. На аксонометрическом разрезе кирпичного здания (рис.7.2) представлены некоторые виды конструкций и силовые, а также и несиловые воздействия на здание.

Конструктивные элементы по расположению в здании делятся в основном на вертикальные и горизонтальные, но могут быть наклонные и пространственные.

По статической функции конструкции могут быть самонесущие, несущие и ненесущие.

Самонесущие конструкции несут нагрузку от собственного веса и передают её на фундамент (в основном это стены).

Несущие конструкции несут нагрузку от собственного веса и других конструкций и (или) силовых воздействий, и передаю её на фундамент.

Ненесущие конструкции поэтажно или в пределах конструктивного элемента опираются на другие конструкции.

Рисунок 7.9 – Схема действия нагрузок

1 – вертикальных; 2 – горизонтальных

Силовые нагрузки, действующие на здание, могут быт горизонтальные и вертикальные (рис.7.1). Они возникают от веса других конструкций, веса оборудования и людей; веса снега и дождевой или талой воды, от действия ветра и сейсмики.

Рисунок 7.10 – Основные конструктивные элементы здания

С кирпичными несущими стенами

1 – фундамент; 2 – перекрытие над подвалом; 3 – перекрытие над подпольем; 4 – междуэтажное перекрытие; 5 – чердачное перекрытие; 6 – внутренняя продольная несущая стена;

7 – наружные продольные несущие стены; 8 – перегородка; 9 – оконный проем; 10 – оконный переплет; 11 – дверное полотно; 12 – крыльцо; 13 – цоколь; 14 – карниз; 15 – крыша;

16 – кровля; 17 – конек; 18 – карнизный свес; 19 – дымовая труба; 20 – зонт; 21 – слуховое окно; 22 – стропильные ноги; 23 – мауэрлат; 24 – прогон; 25 – стойка; 26 – подкосы;

27 – подкладка; 28 – нагрузка от собственной массы перекрытия, веса людей и оборудования; 29 – передача нагрузки от перекрытия; 30 – передача нагрузки от стен;

31 – передача нагрузки от стропильной системы; 32 – нагрузка от снега и наледи;

33 – нагрузка от осадков

По назначению конструкции делятся на несущие и ограждающие. Ограждающие конструкции по расположению в здании делятся на внешние и внутренние. Все конструкции, отделяющие объем здания от внешней среды, – внешние ограждающие конструкции (покрытия, стеновые ограждения). Ограждающие конструкции могут быть и несущими. Схема взаимосвязи конструктивных элементов представлена ниже (рис.7.3).

Основные горизонтальные конструкции – перекрытия между этажами и покрытие.

Назначение горизонтальных несущих конструкций: восприятие нагрузок от собственного веса, веса полезной нагрузки (оборудования и людей), а также восприятие горизонтальных нагрузок (от ветра и сейсмики) и передача их на вертикальные несущие конструкции, а затем на фундамент и основание. Основание – грунт под фундаментом, воспринимающий нагрузки от здания.

Рисунок 7.11 – Схема взаимосвязи конструктивных элементов

Горизонтальные несущие конструкции выполняют роль горизонтальных дисков жесткости, то есть обеспечивают равномерные горизонтальные перемещения для всех вертикальных конструкций (обеспечивают устойчивость здания на действие горизонтальных нагрузок).

За счет сопряжения конструкций перекрытий с вертикальными несущими конструкциями, горизонтальные отклонения всех элементов одинаковы.

Кроме того, горизонтальный диск жесткости выравнивает возможную неравномерную вертикальную деформацию несущих конструкций, если перекрытия в пределах этажа загружены неравномерно.

Все вертикальные конструкции по характеру статической работы делятся на:

• несущие – конструкции, воспринимающие нагрузку от перекрытий;

• самонесущие – конструкции, воспринимающие собственный вес по всей высоте здания;

• ненесущие – конструкции, передающие собственный вес ограждения в пределах этажа на внутренние несущие конструкции. Например, стеновые ограждения крепятся к колоннам или опираются на междуэтажное перекрытие (рис.7.4).

Рисунок 7.12 – Виды вертикальных конструкций стен по несущей способности

а) несущие; б) самонесущие; в) ненесущие:

1 – наружная стена; 2 – междуэтажное перекрытие; 3 – цементно-песчаный раствор;

4 – упругая прокладка; (стрелками показана передача нагрузки в стене и со стены

на перекрытие)