Строительное дело

 

2.2 Классификация  гражданских зданий

По назначению и градостроительной  значимости гражданские здания согласно СНиП подразделяются на четыре класса ответственности:

I класс — крупные здания  общественного назначения, многоэтажные  жилые здания и прочие уникальные  объекты обслуживания городского  населения;

II класс — многоэтажные  жилые дома, общественные здания  массового строительства;

III класс — жилые дома  до пяти этажей, общественные  здания малой вместимости, вспомогательные  объекты;

IV класс — здания из  собираемых конструкций до 2-х  этажей и временные постройки. 

По этажности здания классифицируются на следующие группы:

• малоэтажные — до 4 этажей;

• многоэтажные — от 5 до 8 этажей;

• повышенной этажности  — от 9 до 24 этажей;

• высотные — свыше 24 этажей.

Этажность зданий определяется по числу этажей, расположенных выше уровня земли. Этаж, уровень пола которого заглублен от поверхности земли  более чем на половину высоты, считается  подземным.

Этаж здания (подземный  или надземный), предназначенный  для размещения инженерных коммуникаций или систем, называется техническим.

 

2.3 Фундаменты

Основными требованиями, предъявляемыми к фундаментам, являются: прочность, устойчивость, сопротивляемость влиянию  атмосферных условий и отрицательных  температур, долговечность, соответствующая  эксплуатационному сроку службы надземной части зданий и сооружений, индустриальность устройства конструкций, экономичность.

По форме в плане  фундаменты делятся на ленточные, столбчатые, сплошные и свайные. Ленточные фундаменты выполняют в виде непрерывных стен (см. схему "Индустриальные конструкции ленточных фундаментов"), столбчатые - в виде системы отдельно стоящих столбов (см. схему "Конструкция сборных столбчатых фундаментов"), и сплошные - в виде сплошной плиты прямоугольного или ребристого сечения под все здание (см. схему "Монолитный фундамент под колонны в виде плиты ребристого сечения").

По виду материалы фундаменты бывают железобетонные, бетонные, бутовые, бутобетонные, кирпичные и деревянные. Под все ответственные здания и сооружения, как правило, устраивают железобетонные фундаменты.

По характеру работы под  нагрузкой фундаменты делят на жесткие  и гибкие, по способу производства (изготовления) - на сборные и монолитные.

Фундаменты под железобетонные колонны. Под железобетонные колонны  применяют железобетонные сборные  и монолитные фундаменты стаканного. Сборные фундаменты могут состоять из одного железобетонного блока (башмака) стаканного типа или из железобетонного блока-стакана и одной или нескольких опорных плит под ним. Монолитные железобетонные фундаменты имеют симметричную ступенчатую форму с двумя или тремя прямоугольными ступенями и подколонником, в котором размещен стакан для колонны. Дно стакана, как правило, располагается на 50 мм ниже проектной отметки низа колонны, чтобы иметь возможность компенсировать неточности в размерах и заложении фундаментов. Фундаменты под колонны проектируют из бетона классов В10, В12,5, В15. Армирование их осуществляют в соответствии с расчетом. В качестве рабочей арматуры применяют чаще всего горячекатанную сталь класса А-II.

Фундаменты под стены. Под стены зданий и сооружений различного назначения устраивают столбчатые, ленточные или свайные фундаменты.

Рис.2 Индустриальные конструкции ленточных фундаментов

а - ленточный фундамент  из сборных блоков; б - то же, из сплошных и пустотелых панелей; 1 - блоки стен подвалов; 2 - фундаментные подушки; 3 - цокольная панель; 4 - панель со сквозными пустотами;.5 - панель-подушка; 6 - ребристая панель; 7 - ребристая подушка.

Столбчатые фундаменты под  стены устраивают при небольших  нагрузках и прочных основаниях. Их применяют , как указывалось выше, в основном в промышленном строительстве в каркасных зданиях. В жилых и гражданских их проектируют, как правило, в малоэтажных зданиях без подвалов. Столбчатые фундаменты выполняют в виде деревянных стульев и в форме столбов квадратного, прямоугольного и трапецеидального сечений из керамического кирпича, бута, бетона, железобетона и других материалов.

Ленточные фундаменты могут  быть сборными и монолитными. Чаще их возводят из сборных бетонных и железобетонных блоков (см. схему выше). Сборные элементы для ленточных фундаментов унифицированы и выпускаются промышленностью для любых зданий под различные нагрузки, в виде фундаментных блоков-подушек и стеновых блоков разной ширины. Стеновые блоки изготовляют из бетона М150, блоки-подушки - из бетона марок 150 ... 200. Блоки-подушки армируют горячекатанной сталью класса А-II. Монолитные ленточные фундаменты устраивают из бетона и железобетона, бута, бутобетона и других материалов.

              

 

Рис.3 Конструкция сборных столбчатых фундаментов а - одноблочных; б - двухблочных; в - облегченных ребристого типа; г - многоблочных ребристого типа; 1 - стакан; 2 - плита.

                      

Рис.4 Монолитный фундамент под колонны в виде плиты ребристого сечения  1 - колонны; 2 - фундамент.

Свайным фундаментом называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используют сваи (см. схему ниже):

                   

Рис.5 Схемы свайного фундамента - со сваями-стойками; б - с висячими сваями; 1 - стена; 2 - ростверк; 3 - связи; 4 - грунт; Р - нагрузка.

Он состоит из свай и  объединяющей их жесткой связи. Жесткая  связь оголовков свай осуществляется специальным устройством - ростверком или плитами перекрытий. В соответствии с этим свайные фундаменты подразделяются на ростверковые и безростверковые. Свайные фундаменты устраивают там, где необходима передача значительных нагрузок на слабые водонасыщенные грунты, когда производство большого объема земляных работ для устройства основания  под другие виды фундаментов технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.

В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи в  нем располагают: по одной -под отдельные опоры; рядами - под стеновые конструкции; кустами - под колонны; свайными полями - под здания и сооружения малой площади со значительными нагрузками. Сваи классифицируют по различным признакам.

По материалу сваи бывают железобетонные, бетонные, стальные и  деревянные. Железобетонные сваи в  свою очередь делят на сборные  и монолитные. Наиболее распространены сборные сваи.

Их изготавливают двух видов: сплошные - квадратного сечения  в плане и трубчатые -цилиндрические. Бетонные сваи, как правило, выполняют монолитными, с разными диаметрами и глубиной заложения; стальные - из двутавров, швеллеров, труб. Вследствие дороговизны металла и неустойчивости их к коррозии стальные сваи применяют редко. Иногда применяют деревянные сваи. Их изготавливают из древесины хвойных пород, оборудуя нижний конец стальным башмаком, а верхний - бугелем (стальное кольцо для защиты от повреждения при забивке).

По способу - изготовления и погружения в грунт сваи делят на забивные и набивные. Забивные сваи выполняются сборными железобетонными, стальными или деревянными. Их погружают (забивают) в грунт специальными механизмами путем забивки, вдавливания, вибрации, ввинчивания (винтовые стальные сваи). Набивные сваи относятся к монолитным. Их устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетона с помощью специальных обсадных труб, погружаемых в предварительно устроенные в грунте скважины. Набивные железобетонные сваи применяют при больших нагрузках на фундаменты, они имеют диаметр до 1000 мм и глубину залегания 30 м и более.

По характеру работы в  грунте сваи делят на висячие и  сваи-стойки. Сваи-стойки проходят через  слабый грунт и нижними концами  опираются на прочное основание, передавая на него всю нагрузку от здания. Висячие сваи не достигают прочного грунта, а лишь уплотняют слабый грунт. Нагрузку от здания висячие сваи воспринимают главным образом за счет сил трения, возникающих между их боковой поверхностью и грунтом.

 

2.4 Гидроизоляция подземных сооружений

Гидроизоляция подземных  сооружений - задача, требующая серьезного профессионального подхода. Поверхностям, подверженным контакту с водой постоянно, например, стенам бассейнов, фундаментов, подвалов, каналов, железобетонных резервуаров  и т.п., необходима гидроизоляция, способная  сохранять свои гидроизолирующие свойства  длительный срок. При недостаточной  или нарушенной  изоляции между  фундаментом и стеной капиллярный  подъем грунтовых вод интенсивно насыщает строительные конструкции  влагой. Ни для кого не секрет, что  грунтовые воды, как правило, содержат агрессивные соли, кислоты и др. химические реагенты, а капиллярная  влага может насыщать строительную конструкцию на высоту до 10 м. Результатом  проникания агрессивной среды в  тело конструкции является снижение защитных функций бетона по отношению  к арматуре, которая начинает коррозировать. Процессы коррозии строительных материалов усиливаются при одновременном воздействии физических факторов, если, например, материал находится в напряженном состоянии под влиянием растягивающих или сжимающих усилий или вместе с агрессивной, например, жидкой средой, материал подвержен и воздействию отрицательных температур с циклическим замерзанием и оттаиванием жидкой среды в порах.  Инфильтрация воды приводит к выщелачиванию цементного камня в бетоне. Как следствие, падение прочности строительной конструкции в самых ответственных узлах. В реальных условиях на конструкцию и ее материал воздействует комплекс из большого количества эксплуатационных факторов.

В зданиях с подвалами  гидроизоляционная защита горизонтальных и вертикальных поверхностей стен от капиллярной грунтовой влаги  является обязательной даже при отсутствии грунтовых вод в зоне расположения подвальных помещений. При устройстве ограждающих подземных конструкций ниже уровня грунтовых вод предпочтение должно отдаваться наиболее трещиностойким и водоустойчивым строительным материалам. Цементный камень (бетон, железобетон), также является преградой для воды, однако и он не абсолютно водонепроницаем. Тем более, водопроницаемы кирпичные конструкции. При этом проницаемость цементных бетонов и растворов можно снизить с помощью строительного материала "гидроизоляция проникающего действия" на готовых конструкциях или соответствующей дозировки и введения специальных добавок на этапе бетонирования, которые увеличивают плотность цементного камня . 

Фундаменты - опорная часть  зданий, предназначенная для передачи нагрузки от вышерасположенных конструкций  на основание. Стоимость возведения фундамента составляет 15-20% от стоимости  возведения дома. Но очень часто  строители не уделяют должного внимания защите фундамента от грунтовой влаги.  

 Осмотр и ремонт  гидроизоляции подземных бетонных  конструкций сильно осложнены,  а зачастую и вообще невозможны (гидроизоляционный слой обычно  скрыт массивными элементами  конструкций, засыпками, различными  элементами покрытий и защитными  конструкциями). Наиболее эффективным  решением для ремонта в таких  случаях является гидроизоляционные  строительные материалы проникающего  действия, особенно в тех случаях когда гидроизоляционные работы могут выполняться только изнутри помещения. Применение этих материалов позволяет строительным конструкциям не потерять прочность в процессе эксплуатации за счет:

- Поддержания конструкции постоянно в сухом состоянии;

- Пассивации арматуры ( при понижении PH в железобетонной конструкции менее 11,8 -11,7 инициируются процессы коррозии арматуры ).

Как правило, остановить процесс  коррозии арматуры можно двумя способами - либо зачистить и покрыть антикоррозионным составом, либо изменить условия эксплуатации - снова повысить PH. Ясно, что арматуру заключенную в бетон невозможно зачистить не нарушая конструкцию. Поэтому, наиболее предпочтителен второй способ. Важно повысить PH в долгосрочной перспективе - ведь при постоянной инфильтрации влаги в бетоне коррозия возобновляется.

 

2.5 Стены зданий, их классификация

Наружные стены здания ограждают помещения от внешней среды, внутренние - отделяют одни помещения от других.

Стены могут быть подразделены по следующим основным признакам:

• назначению ограждения;

• типу и размерам стеновых изделий;

• материалу изделий;

• конструктивным признакам;

•теплотехническим характеристикам (для отапливаемых и неотапливаемых зданий);

• энергосберегающим технологиям;

• степени сборности и  готовности (сборные, сборно-монолитные и монолитные).

В зависимости от принятой конструктивной системы здания наружные и внутренние стены и их элементы могут быть несущими и не несущими, к которым относятся навесные панели, ограждающие стены в пределах этажа или более, внутренние перегородки (рис. 35).

Несущие стены воспринимают нагрузки от собственного веса, постоянную и временную нагрузку от перекрытий и покрытия, технологического оборудования, а также от ветровых, сейсмических и других природных явлений.

Ненесущие — от собственного веса стен, ветровых, сейсмических и  других нагрузок.

Навесные стены нагружены  только собственным весом, ветровой и сейсмической нагрузкой в пределах этажа и передают нагрузку на каркас здания.

В зависимости от типа и  размера применяемых изделий  стены бывают:

• из мелкоразмерных стеновых изделий — кирпича и стеновых камней объемом 2—10 кирпичей;

• из крупноэлементных —  при стеновых элементах высотой, равной от 1/4 до полной высоты этажа  и более.

Крупноэлементные стены  подразделяют на крупноблочные и крупнопанельные. Крупноблочные стены могут иметь разрезку от двух до четырех рядов по высоте этажа. Крупные стеновые панели, применяемые в массовом строительстве жилых зданий, как правило, имеют размеры «на комнату» или «на две комнаты», т. е. высота панели равна высоте этажа или двух этажей, а ширина — одному или двум планировочным шагам.

Стеновые изделия подразделяют на сплошные и пустотелые.

По конструктивным признакам  стены могут быть однослойные  и слоистые.

Конструкции стен должны отвечать предъявляемым к ним требованиям  по капитальности, прочности и устойчивости, условиям эксплуатации гражданских  зданий, а также архитектурным  требованиям. Капитальность стен определяется степенью их долговечности, огнестойкости  и пожарной опасности.

Долговечность стен обеспечивается применением стеновых материалов, обладающих требуемой морозостойкостью.

Предел огнестойкости  и класс пожарной опасности стен, как и других конструкций, определяется для зданий различной степени  огнестойкости по СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений».

В современном массовом строительстве  зданий большое внимание уделяют  звукоизоляции помещений. Внутренние стены должны иметь надежную звукоизолирующую способность от воздушного шума. Нормативные требования, предъявляемые к звукоизоляции стен и перегородок, зависят от назначения ограждаемых помещений зданий.