Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный

инженерно-экономический университет»

Кафедра экономики и менеджмента в городском хозяйстве

Г.Ф. Кузнецова

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Конспект лекций

Специальности

080502(2) - Экономика и управление на предприятии городского хозяйства

080502(9) - Экономика и управление на предприятии (операции с недвижимым имуществом)

Санкт-Петербург 2009г.

Допущено

редакционно-издательским советом СПбГИЭУ

в качестве методического издания

Составитель

канд. экон. наук, доц. Г.Ф. Кузнецова

Рецензент

канд. техн. наук, доц. В.Ф. Коновалов

Подготовлено на кафедре

экономики и менеджмента в городском хозяйстве

Одобрено научно-методическим советом специальностей

080502(2) – Экономика и управление на предприятии

городского хозяйства

080502(9) – Экономика и управление на предприятии

(операции с недвижимым имуществом)

Отпечатано в авторской редакции с оригинал-макета,

представленного составителем

СПбГИЭУ, 2009

ВВЕДЕНИЕ

В данном конспекте лекций рассматриваются вопросы основ проектирования жилых, общественных зданий и сооружений, технико-экономической и социально-экономической оценки и выбора наилучшего варианта проектного решения. Изучаются существующие объемно-планировочные и конструктивные решения зданий, устройство инженерно-технических систем и конструктивных элементов жилых и общественных зданий.

Актуальность изучения указанных вопросов обусловлена растущими темпами строительства в городах. Для улучшения качества содержания и обслуживания зданий и сооружений, а также для обеспечения их надежности и долговечности необходимы глубокие знания в области проектирования, конструирования и устройства инженерно-технических систем зданий и сооружений.

Содержание конспекта лекций соответствует рабочей программе дисциплины "Здания и сооружения", разработанной в Санкт-Петербургском государственном инженерно-экономическом университете для студентов по специальностям 080502(2) – Экономика и управление на предприятиях городского хозяйства и 080502(9) – Экономика и управление на предприятии (операции с недвижимым имуществом).

РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗДАНИЯХ И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

В данном разделе мы познакомимся в основными конструктивными и объемно-планировочными элементами зданий, с требованиями, предъявляемыми к зданиям и их конструктивным элементам; рассмотрим основные положения проектирования зданий и сооружений; изучим систему нормативных документов в строительстве. Мы также познакомимся с основными методическими положениями технико-экономической и социальной оценки проектов жилых и общественных зданий и обсудим проблемы, возникающие при осуществлении оценочных расчетов.

ТЕМА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ

1. Конструктивные элементы и схемы зданий.

2.Техническая целесообразность конструкций.

3. Рациональность зданий.

4. Гигиена зданий.

5. Функциональность зданий.

6. Безопасность зданий.

1. Конструктивные элементы и схемы зданий

ЗДАНИЕ – это антропогенная система, созданная человеком для защиты от непогоды и врагов, а также для определенного вида деятельности.

СООРУЖЕНИЕ – это объемная, плоскостная или линейная наземная, надземная или подземная строительная система, состоящая из несущих, в отдельных случаях и ограждающих, конструкций, и предназначенная для выполнения производственных процессов различного вида, хранения материалов, изделий, оборудования, для временного пребывания людей, перемещения людей и грузов и т.д. (трубопроводы, линии электропередач, путепроводы, аэродромы, стадионы, метро, тоннели, башни, гидротехнические и мелиоративные сооружения).

Все здания и сооружения делятся на жилые, общественные и производственные.

Здания состоят из объемно-планировочных и конструктивных элементов. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫМ элементом называется часть объема здания, ограниченная высотой этажа, продольным и поперечным шагом, пролетом. Высотой этажа считается расстояние от уровня пола до верха вышележащей перекрывающей конструкции. Шаг – это расстояние между вертикальными несущими конструкциями (колоннами, столбами, стенами или оконными простенками), членящими здание на планировочные элементы. Обычно шаг совпадает с несущим пролетом горизонтальных конструкций. В зависимости от направления в плане здания шаг может быть продольным (по длине здания) и реже поперечным (поперек здания).

Пролет - расстояние в плане здания между разбивочными осями его несущих стен, колонн, опор в направлении, соответствующем длине основной несущей плиты перекрытия.

Здания состоят из таких конструктивных элементов как фундаменты, стены, колонны, перекрытия, крыша, лестницы, перегородки, окна и двери.

Фундаменты – это подземные конструкции, предназначенные для передачи нагрузки от здания через подошву на грунт основания. Подошва – нижняя плоскость фундамента. В домах с подвалами фундаменты одновременно являются стенами подземных помещений.

Стены делятся на наружные и внутренние. Наружные ограждают внутренний объем здания от внешней среды, внутренние разделяют помещения.

Колонны и столбы называются опорами или стойками. Они устанавливаются внутри здания, воспринимают нагрузки от перекрытий и стен, и передают их на фундамент.

Перекрытия разделяют здания на этажи, несут собственный вес и полезные (временные) нагрузки от людей и различных предметов, стоящих на полах. Перекрытия обеспечивают также пространственную жесткость здания, воспринимают горизонтальные усилия, например, от ветра. Бывают надподвальные, междуэтажные и чердачные перекрытия.

Крыша состоит из кровли и поддерживающей ее конструкции. Кровля это водонепроницаемое покрытие здания. Ее поддерживают специальные конструкции, которые называются СТРОПИЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ, или чердачное перекрытие. Тогда крыша называется совмещенной.

Лестницы являются вертикальными коммуникациями здания. Для защиты от огня и задымления лестницы часто огораживают несгораемыми стенами. Пространство внутри этих стен называют лестничными клетками. Снаружи здания иногда устанавливают запасные пожарные лестницы. Их делают в виде металлических стремянок или системы стремянок с переходными площадками в каждом этаже.

Перегородки устанавливаются на перекрытия и делят пространство в пределах этажа на помещения. Они не несут нагрузок кроме собственного веса. Поэтому их делают тонкими.

Окна и двери заполняют проемы в стенах. Окна – прозрачные ограждающие конструкции здания. В некоторых зданиях окна полностью заменяют наружные стены. Внутренние двери служат для изоляции помещений и связи между ними.

Подземная часть здания расположена ниже планировочной отметки земли или отмостки (ниже 0.000). Она состоит из фундамента, стен, подвала или цокольного этажа и их перекрытия.

Отмосткой называется узкая полоса вокруг здания с покрытием из каменных материалов, бетона или асфальтобетона. Отмостке придают небольшой поперечный уклон для отвода воды от здания. Уклон обозначается буквой.

Планировочная отметка земли – это уровень земли на границе отмостки.

Надземная часть здания располагается выше перекрытия подземной части здания.

Часть здания по высоте, ограниченная полом и перекрытием или поломи покрытием, составляет ЭТАЖ. Этажи разделяются между собой перекрытиями.

В зависимости от расположения в здании этажи бывают надземные, подвальные, цокольные (полуподвальные), мансардные, технические.

Технический этаж используют для размещения инженерного оборудования и прокладки коммуникаций. Он может быть размещен в средней, нижней (техническое подполье) и верхней (технический чердак) части здания.

Чердак – это пространство между поверхностью покрытия крыши, наружными стенами и перекрытием верхнего этажа.

Лестнично-лифтовой узел – это помещение, предназначенное для размещения вертикальных коммуникаций (лестничной клетки и лифтов).

Лестнично-лифтовой холл – помещение перед входами в лифты.

Фундаменты, колонны, перекрытия и стены, если они не подвешены к перекрытиям, называют НЕСУЩИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ. ОНИ ВОСПРИНИМАЮТ ВСЕ ВИДЫ НАГРУЗОК, ВОЗНИКАЮЩИХ в зданиях и действующих на него извне, и передают эти нагрузки на грунты оснований. Несущие конструкции образуют НЕСУЩИЙ ОСТОВ ЗДАНИЯ. Его повреждение может привести к обрушению всего сооружения.

Части здания, которые защищают от внешней среды или разделяют помещения, называются ОГРАЖДЕНИЯМИ. От их прочности не зависит прочность всего здания, поэтому их можно заменять или разбирать совсем. Ограждающими конструкциями являются кровли, полы, перегородки, окна и двери.

Некоторые конструкции могут выполнять двоякую функцию. Например, несущие стены воспринимают постоянные и временные нагрузки и защищают здание от холода, солнечной радиации, ветра, дождя и снега. Внутренние ограждения – перекрытия и стены – являясь несущими, одновременно обеспечивают изоляцию помещений.

Под КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМОЙ здания понимается принцип размещения в пространстве его основных несущих конструкций. Конструктивную схему здания определяет его несущий остов.

В настоящее время применяются следующие конструктивные схемы зданий:

с несущими стенами (бескаркасные);

каркасные;

из объемно-пространственных элементов.

Схема с НЕСУЩИМИ СТЕНАМИ – конструкция, объединяющая наружные и внутренние стены в единый СТАНОВОЙ ОСТОВ. Остов этих зданий представляет собой коробку, пространственная жесткость которой обеспечивается несущими стенами, перекрытиями и покрытиями, образующими жесткие вертикальные и горизонтальные плоские связи. Он является одновременно ограждающей и несущей конструкцией; воспринимает все нагрузки: ветровые, от крыши и перекрытий. Часть стен иногда заменяют столбами, выполненными из того же материала. При этом экономятся материалы и, кроме того, когда нет сплошных внутренних стен, проще решать внутреннее пространство.

Бескаркасные здания с НЕСУЩИМИ ПОПЕРЕЧНЫМИ СТЕНАМИ имеют более жесткий остов и позволяют применять облегченные самонесущие или навесные наружные стены, к которым предъявляются только теплозащитные требования. Перекрытия и покрытия при этой схеме опираются только на поперечные несущие стены.

Бескаркасные здания с НЕСУЩИМИ ПРОДОЛЬНЫМИ СТЕНАМИ наиболее широко применяются при строительстве кирпичных или крупноблочных жилых зданий, а также в крупнопанельных зданиях, продольные стены которых имеют большую прочность.

Панели перекрытий и покрытий опираются на продольные несущие стены. Чаще всего на 2 наружные и внутреннюю центральную стены.

Поперечные стены при этой схеме ставятся лишь для ограждения лестничных клеток и вентиляционных каналов. Эти схемы могут совмещаться, т.е. – бескаркасные здания с продольными и поперечными несущими стенами.

В КАРКАСНЫХ СХЕМАХ нагрузки воспринимает система вертикальных и горизонтальных элементов, связанных между собой в виде этажерки. Вертикальные элементы – колонны, горизонтальные – балки, прогоны и ригели перекрытий. БАЛКА – конструктивный элемент перекрытия или каркаса из дерева, стали и железобетона. Балка работает главным образом на изгиб. Эту схему применяют, в основном, для зданий повышенной этажности, т.к. они имеют большую жесткость и устойчивость.

При ПОЛНОМ КАРКАСЕ колонны устанавливают внутри здания и по его периметру. Стены навешивают на горизонтальные элементы (рандбалки). При этом они являются только ограждающими конструкциями.

При НЕПОЛНОМ КАРКАСЕ колонны устанавливают только внутри здания, а ригели и прогоны одной стороной укладывают на наружные стены. Стены здесь являются несущей и ограждающей конструкцией.

Схема из ОБЪЕМНО-ПРОСТРАНСТВЕННЫХ элементов. Дом собирают как из кубиков.

2. Техническая целесообразность конструкций

Конструктивное решение элементов и схемы здания в целом выбирают на основе вариантного проектирования. Проектные решения анализируют, определяют техническую целесообразность конструкций и оценивают технико-экономические показатели. Степень технической целесообразности определяется соответствием отличительных признаков конструктивного решения архитектурному замыслу сооружения, его планировочной и объемной композиции.

Проектные решения выбирают, сравнивая технико-экономические показатели. Основными из них являются: степень заводской готовности, число типоразмеров, масса элементов, расход материалов, трудоемкость, приведенные затраты и сборность конструкций.

Степень заводской готовности, число типоразмеров, масса элементов – эти показатели важны в производстве. Большое количество типоразмеров усложняет изготовление. Применение деталей с разной массой приводит к неполному использованию грузоподъемности кранов и др. подъемно-транспортных машин.