Здания и сооружения. Виды, конструкции и архитектура зданий

Здания и сооружения создаются для удовлетворения человеческих потребностей (культурных, производственных, общественных и т. д.). Здания и сооружения различаются между собой.

Зданием называют ту постройку, в которой есть помещения для постоянного или временного нахождения людей.

Сооружением называют объект, в котором протекают технологические процессы. Как правило, в таких сооружениях имеются помещения для отдыха и работы персонала. Однако эти помещения не определяют их основную функцию, обычно их площадь мала по сравнению с помещениями, в которых происходит производственный процесс.

Существует и еще один тип сооружения — это инженерные сооружения: сюда можно отнести линии электропередач, плотины, дамбы, бункеры, силосы, газгольдеры, тоннели, мосты и т. д.

Классификация зданий по назначению:

  • Жилые — здания для постоянного пребывания людей. К ним относятся индивидуальные, многоквартирные жилые дома, пентхаусы, общежития.
  • Общественные — здания для временного нахождения людей (офисы, учебные заведения, торговые центры, административные, здания для социального обслуживания населения и т. д.).
  • Производственные — к ним относятся те объекты, в которых происходит выпуск различных видов продукции и техники, эксплуатация технологического оборудования (заводы, цеха, котельные, гаражи, депо, мастерские и т. д.).

Классификация зданий по этажности:

  • Малоэтажные (до 5 этажей);
  • средней этажности (от 5 до 12 этажей);
  • повышенной этажности (от 12 до 20 этажей);
  • высотные (свыше 20 этажей).

Классификация зданий по долговечности:

  • I категория со сроком службы более 100 лет;
  • II категория — 50–100 лет;
  • III категория — 20–50 лет;
  • IV категория — до 20 лет (временные здания).

Классификация зданий по материалу:

  • Деревянные;
  • кирпичные;
  • каменные;
  • железобетонные.

Классификация по конструктивному решению:

  • Мелкоштучные — выкладываемые из кирпича, блоков и т. д.;
  • крупноблочные — монтаж ведется из крупных стандартизированных блоков, производимых на домостроительных комбинатах;
  • крупнопанельные — монтаж ведется из панелей заводского изготовления;
  • монолитные — выполнены монолитного железобетона.

Классификация зданий по взрывопожароопасности:

Все производственные здания в соответствии с СП по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности подразделяют на шесть категорий: А, Б, В, Г, Д, Е.

  • К категории А относится ограниченное число помещений, т. е. отделения лакирования, крашения, склады лакокрасочных материалов. Например, к категории А относятся производства, связанные с применением веществ, воспламенение и взрыв которых могут последовать в результате воздействия воды или кислорода воздуха, искры, удара или детонации, причем взрыв может вызвать разрушение конструкции здания.
  • К категории Б относятся взрывоопасные производства, связанные с применением веществ, образующих легковоспламеняющиеся смеси пылей и газов, взрыв которых не разрушит основных конструкций зданий (производства, связанные с угольной пылью, древесной мукой и др.).
  • К категории В относятся производства, обрабатывающие твердые сгораемые материалы и вещества (деревообделочные, хлопкообрабатывающие, текстильные и др.).
  • К категории Г относятся производства, обрабатывающие несгораемые вещества в раскаленном или расплавленном состоянии (литейные, плавильные, прокатные, кузнечные и др.).
  • К категории Д относятся производства, обрабатывающие несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии (механические, инструментальные).
  • К категории Е относятся взрывоопасные производства, в которых могут образовываться горючие газы, без жидкой фазы и взрывоопасной пыли в таком количестве, что они могут образовывать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5 % объема помещения. Основные строительные конструкции зданий с производствами категории Е следует проектировать несгораемыми с ненормируемым пределом огнестойкости.

1. Основные конструктивные элементы промышленных и гражданских зданий

Здания представляют собой совокупность конструктивных элементов, работающих совместно. К ним относятся несущие и ограждающие конструкции.

Несущие конструкции служат для восприятия и распределения нагрузок на конструктивные элементы. К нагрузкам относится воздействие снега, ветра, оборудования, людей и т. д.

Ограждающие конструкции предназначены для обеспечения внутреннего объема защитой от внешней среды.

Как к несущим, так и к ограждающим конструкциям предъявляются определенные требования.

Здание должно:

  • соответствовать своему назначению;
  • иметь необходимую прочность, устойчивость и долговечность;
  • удовлетворять требованиям экономичности, архитектурной выразительности;
  • удовлетворять требованиям, вытекающим из географических, климатических, гидрогеологических и сейсмических условий, а также требованиям благоустройства, санитарной техники и гигиены.

Также должна быть учтена возможность использования современных методов организации производства строительных работ, применения новых строительных материалов, конструкций, механизмов и оборудования.

Основные конструктивные элементы жилых зданий представлены на рис. 1.

Конструктивные элементы гражданских зданий

Рис. 1. Конструктивные элементы гражданских зданий: 1 — фундамент; 2 — отмостка; 3 — цоколь; 4 — стены; 5 — междуэтажное перекрытие; 6 — чердачное перекрытие; 7 — перегородка; 8 — стропила; 9 — обрешетка; 10 — подкос;11 — стойка; 12 — чердачный люк; 13 — чердак; 14 — мауэрлат;15 — перемычка; 16 — лестничный марш; 17 — косоур;18 — лестничная площадка; 19 — тамбур

Основные конструктивные элементы производственных зданий представлены на рис. 2.

Конструктивные элементы производственных зданий

Рис. 2. Конструктивные элементы производственных зданий: 1 — фундамент; 2 — фундаментные балки; 3 — колонны; 4 — подкрановые балки; 5 — фермы; 6 — плиты покрытия; 7 — фонарь; 8 — окна; 9 — стена; 10 — связь

Фундамент представляет собой опорную часть, через которую передается нагрузка от здания на грунт — основание. Основание называют естественным, когда грунт под подошвой фундамента находится в состоянии его природного залегания; если грунт предварительно искусственно укрепляют, то такое основание называют искусственным. Фундаменты подвержены воздействию грунтовых вод, нередко агрессивных, и переменной температуры, поэтому для возведения фундаментов применяют материалы, обладающие высокой прочностью, водо- и морозостойкостью: железобетон, бетон, бутовый камень.

В массовом строительстве фундаменты под стены зданий сооружают, как правило, сборными: из железобетонных плит и блоков. Обычно фундаменты, имеющие плоскую подошву, подразделяются на ленточные, которые закладывают под стены, или столбчатые — под отдельно стоящие колонны или столбы. Фундаменты бывают и свайные, когда здание опирается на погруженные в грунт деревянные, бетонные или железобетонные сваи.

Стены по назначению и расположению в здании подразделяются на наружные и внутренние.

Наружные стены ограждают помещения от внешней среды и защищают их от атмосферных воздействий, внутренние — отделяют одни помещения от других. Как наружные, так и внутренние стены воспринимают ветровые нагрузки на здание, обеспечивают звуко- и теплоизоляцию помещений.

Стены бывают несущими, самонесущими и ненесущими.

Несущие стены воспринимают нагрузки не только от собственного веса, но и от других конструкций (перекрытий, крыш, лестниц).

Самонесущие стены — это стены, на которые ничего не опирается и нагрузки в них возникают лишь от собственного веса.

Ненесущие стены выполняют ограждающие и теплоизоляционных функции.

Парапет — это ограждающая конструкция, которая располагается по краю плоских либо скатных крыш; она обеспечивает безопасность находящихся на поверхности.

Карниз — верхняя часть наружной стены, выступающая за плоскость стен и предохраняющая несущие стены от намокания. Карнизы бывают конструктивные и декоративные. Вынос длин карниза указывается в проекте.

Перекрытия совмещают ограждающие и несущие функции. Междуэтажные перекрытия разделяют в здании смежные по высоте помещения. Перекрытия над верхним этажом — чердачные. Перекрытия выполняют из сборных железобетонных панелей, в малоэтажных домах — иногда из деревянных балок, к которым прикрепляют детали потолка из фанеры, древесностружечных плит или гипсокартонных листов.

Перегородки — ограждающие элементы, которыми разделяют внутреннее пространство здания в пределах одного этажа на отдельные помещения. Их возводят из гипсовых, фибролитовых плит, керамических и других пустотелых камней, кирпича и других материалов. Перегородки опираются на перекрытия и на них передают собственный вес.

Крыша совмещает ограждающие и несущие функции и служит для защиты здания от атмосферных осадков и удаления их за его пределы; обычно состоит из железобетонных панелей, опирающихся на наружные и внутренние стены и уложенных с уклоном для организации водоотвода. Между панелями крыши и чердачным перекрытием образуется пространство, которое называют чердаком.

Лестницы служат для сообщения между этажами; они располагаются в помещениях с несущими стенами (лестничных клетках). Часть лестницы между площадками называется маршем. В лестничных клетках, как правило, размещают также лифты.

Оконные проемы нужны для естественной инсоляции и проветривания помещений; их заполняют оконными коробками со стеклопакетами, обычно двойными, а в северных широтах — тройными.

Двери обеспечивают сообщение между помещениями, а также вход и выход из здания.

Балкон — выступающая за наружные стены огражденная площадка, служащая для отдыха.

Эркер — круглый, многогранный, полукруглый элемент здания, выступающий за плоскость фасада. Позволяет увеличить внутреннее пространство жилища, а также улучшить его освещенность и инсоляцию, в связи с чем эркер обычно остеклен, часто по всему периметру.

Покрытие здания — это комплекс конструкций, предназначенных для ограждения верхней части здания от внешней среды, осадков, различных природных воздействий. Устанавливается такое покрытие в домах, в которых отсутствуют чердачное перекрытие и чердак.

Лоджия — помещение, встроенное в здание, открытое со стороны фасада и имеющее там только ограждение.

2. Архитектурные элементы зданий

Архитектурные элементы придают фасадам зданий привлекательный внешний вид, подчеркивают стилистику и выразительность фасадов. Рассмотрим самые распространенные элементы (рис. 3).

Архитектурные элементы

Рис. 3. Архитектурные элементы

Ствол колонны — средняя часть, находящаяся между капителью и базой.

База колонны — нижняя часть колонны, передающая нагрузку на фундамент.

Капитель — верхняя часть колонны.

Цоколь — верхняя часть фундамента, выступающая над уровнем земли.

Цоколь выполняет следующие функции:

  1. Служит опорой верхней части здания.
  2. Защищает здание от влаги.
  3. Является теплоизолирующей преградой для подполья.
  4. Несет большое архитектурно-тектоническое значение.

Кронштейн является поддерживающим элементом выступающих частей здания и представляет собой выступ в стене, часто декорированный (завитками или другими украшениями). Подобные элементы применяют в основном в ордерной архитектуре. Кронштейн служит для поддержки балконов, сильно выступающих карнизов и т. д.

Балюстрада — это ограждение лестницы, балкона, чердака, террасы, которое состоит из ряда столбиков (балясин), которые соединены сверху перекладиной. Также балюстрада может использоваться в качестве перил на лестнице.

Панель — декоративный элемент.

Молдинг — декоративная деталь в виде накладной выпуклой планки. Используется для декорирования различных поверхностей: стен, потолка, дверей, каминов, арок, придавая им более выразительный, завершенный и аккуратный вид.

Замок (замковый камень) — клинообразный или пирамидальный элемент кладки в вершине свода или арки. Часто выступает из плоскости арки, выделяется размерами, имеет орнаментальную или скульптурную обработку, служит не только украшением арок, но и выполняет конструктивную функцию. Замковый камень служит клином между полукружьями арки.

Карниз — верхняя часть наружной стены, выступающая за плоскость стен и предохраняющая несущие стены от намокания.

Проем делают в наружных стенах, заполняют его оконными блоками. Дверные проемы служат для входа в здание, перехода из одного помещения в другое или выхода на балкон, лоджию.

Подоконник — конструктивный элемент окна, его горизонтальная внутренняя часть, которая укладывается на одном уровне с нижней частью рамы или непосредственно под ней. Подоконник придает окну законченный вид.

Боссаж устраивается на углах зданий и представляет собой выпуклые прямоугольники, расположенные в шахматном порядке.

И это далеко не полный список архитектурных элементов и изысков. Каждый архитектурный стиль вводит что-то новое в художественные и конструктивные характеристики строений.