Сооружением называют строения технического (специального) назначения (мосты, каналы, туннели, мачты, эстакады, плотины, шлюзы, силосные башни, транспортные резервуары, бассейны, канатные дороги, газгольдеры, дымовые и вентиляционные трубы). Сооружения подразделяются по функциональному назначению:
♦ транспортные – для различных видов транспорта (мосты, путепроводы, эстакады, причалы, железные и автомобильные дороги);
♦ складские – для хранения сырья, материалов, оборудования, топлива;
♦ водохозяйственные – водозаборные, водоочистные, водопропускные, станции перекачки;
♦ гидротехнические – плотины, дамбы, каналы, шлюзы;
♦ сооружения связи, электропередачи, трубопроводный транспорт для различных видов продуктов;
♦ спортивно-оздоровительные – стадионы, треки, трассы по видам спорта.
Основными требованиями, которым должно соответствовать любое здание или сооружение, являются: функциональные (соответствие своему назначению); технические (защита от воздействия внешней среды, обеспечение достаточной прочности, устойчивости, долговечности и огнестойкости); архитектурные (красивый внешний вид за счет выбора строительных материалов, их качества и гармоничной связи с окружающей средой); экономические (уменьшение затрат труда, материалов и сокращение сроков возведения).
Здания и сооружения в целом и отдельные их элементы испытывают воздействие различных нагрузок и поэтому должны обладать:
♦ прочностью, которая определяется способностью материалов сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы (пластической деформации) при действии внешних нагрузок; прочность зависит не только от самого материала, но и от вида напряженного состояния (растяжение, сжатие, изгиб и др.), от условий эксплуатации (температура, скорость нагружения, длительность и число циклов нагружения, воздействие окружающей среды и т. д.);
♦ устойчивостью, обусловленной свойством конструкций сопротивляться действию сил, способных вывести их из равновесия;
♦ пространственной жесткостью, характеризующейся способностью постройки и ее элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.
Устойчивость и пространственная жесткость здания зависят от взаимного сопряжения и расположения конструктивных элементов, их конструктивных схем.
Нагрузки или соответствующие им усилия подразделяются на постоянные (вес строительных конструкций) и временные (от людей, животных, оборудования, снега и др.).
1.2. Основные конструктивные элементы зданий
Все здания состоят из предельного числа взаимосвязанных архитектурно-конструктивных элементов (рис. 1.1).
Фундамент 2 – подземная часть здания, воспринимающая нагрузку от вышележащих конструкций и передающая их на основание 1.
Рис. 1.1. Основные части здания:1 – основание; 2 – фундамент; 3 – стены; 4 – оконный проем; 5 – перегородка; 6 – междуэтажное перекрытие; 7 – пол; 8 – подоконник; 9 – заглушина; 10 – кровельная плита; 11 – вентиляционный канал; 12 – внутренние водостоки; 13 – цоколь; 14 – перила; 15 – лестничный марш; 16 – лестничная площадка
Основание бывает естественным, когда грунт под подошвой фундамента находится в состоянии природного залегания, или искусственным, когда грунт уплотняют или укрепляют. Нижнюю плоскость фундамента, непосредственно соприкасающуюся с основанием, называют подошвой. Расстояние по вертикали от поверхности земли до подошвы называют глубиной заложения фундамента. Она зависит от прочности грунта основания, глубины его промерзания и т. д.
По конструкции фундаменты бывают ленточные 2, которые закладывают под стены; столбчатые – под отдельно стоящие колонны или столбы; монолитные в виде плиты под всей площадью здания; свайные, состоящие из отдельных, погруженных в грунт свай, связанных между собой железобетонным ростверком (плитой, поясом или балкой).
Стены бывают несущими, самонесущими и ненесущими. Несущие стены 3 воспринимают нагрузку от собственного веса и веса других конструкций (перекрытий, крыш, лестниц). Самонесущие стены передают на фундамент не только нагрузку от собственного веса, но и ветровую нагрузку, на такие стены не опираются перекрытия или другие конструкции. Ненесущие стены только ограждают помещения зданий от внешнего пространства и передают нагрузку от собственного его веса в пределах каждого этажа на другие несущие конструкции.
Перекрытия совмещают ограждающие и несущие функции. Междуэтажные перекрытия 6 разделяют в здании смежные по высоте помещения.
Перекрытие над подвалом называется цокольным 13, а над верхним этажом – чердачным.
Перегородки 5 разделяют внутреннее пространство здания в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки в отличие от стен не воспринимают нагрузки.
Крыша – ограждающая и несущая конструкция – защищает здание от атмосферных осадков, от потерь теплоты через покрытие 10. Крыши бывают чердачными и бесчердачными. Последние выполняют функции крыши и потолка. Их называют совмещенными.
Совмещенная крыша состоит из железобетонных несущих элементов – плит или панелей перекрытия, пароизоляции, термоизоляции и рулонного кровельного ковра.
Лестницы располагают в помещениях с капитальными стенами (в лестничных клетках). Часть лестницы между площадками называют лестничным маршем 15.
Оконные проемы 4 устанавливают в наружных стенах, заполняют их оконными блоками.
Дверные проемы служат для входа в здание, перехода из одного помещения в другое или выхода на балкон.
1.3. Архитектурные элементы здания
Для отделки и украшения интерьера (внутреннего пространства здания) и экстерьера (фасада) используют различные виды штукатурок и архитектурные детали (рис. 1.2).
Цоколь 9 может быть отделан цементными или каменными штукатурками. В стенах устраивают ниши 2 прямоугольной, полуциркульной, круглой формы, которые оформляют тягами, пилястрами, колоннами. Внутри ниш часто устанавливают статуи, вазы или картины.
Пилястра 7 – плоский вертикальный выступ на поверхности стены – имеет базу, капитель, иногда каннелюры (продольные желобки). Колонны – вертикальные опоры – обычно круглого сечения с капителью, базой, пьедесталом.
Стены украшают различными карнизами, филенками 10, рустами 4 и лопатками (узкими вертикальными полосами). Карнизы бывают лобовыми, завершающими верх здания, или междуэтажными, отделяющими один этаж от другого. Филенки (рамки) окружают определенное поле стены, потолка, свода. Руст – это кладка или облицовка стены здания рустованными либо выпуклыми камнями. В некоторых случаях отдельные части фасада делают слегка выступающими. Выступы профилируют, образуя раскреповки 18.
Для продления срока службы штукатурки фасадов и защиты ее от атмосферных осадков карнизы устраивают с выносом от поверхности стены не менее чем на 25 см со слезником снизу. Верхние плоскости карнизов и тяг выполняют с уклоном 20 %. Кроме того, все архитектурные детали защищают металлическими покрытиями со свесами и слезниками (капельницами), а детали, выступающие от стены более чем на 50 см, и подоконные сливы независимо от их размеров покрывают оцинкованной кровельной сталью со свесом над деталью не менее 3 см.
Рис. 1.2. Архитектурные элементы здания:1 – рустованная лопатка; 2 – ниша; 3 – статуя; 4 – русты; 5 – лестница; 6 – двери; 7 – пилястра; 8 – окно; 9 – цоколь; 10 – филенки; 11 – лобовой карниз; 12 – балюстрада; 13 – акротеры (вазы); 14 – аттик; 15 – поле фронтона; 16 – фронтон; 17 – аркада; 18 – раскреповки
Рис. 1.3. Балкон (а), эркер (б) и лоджия (в):1 – ограждение балкона; 2 – стена эркера; 3 – поперечные стены здания
Окна 8 и двери 6 также могут служить украшением фасада. По форме они бывают прямоугольными, полуциркульными, круглыми, овальными. Оформляют их наличниками, карнизами, контрналичниками, сандриками. Под окнами делают пьедесталы, балюстрады 12. Полуциркульные двери и окна часто располагают рядом, образуя арку. Аркада 17 – это ряд повторяющихся одинаковых проемов, перекрытых арками.
