Тема 1. Роль будівництва і будівельної індустрії для розвитку народного господарства 

Урок 4. Основні елементи будівлі

Перше питання: фундаменти, їх види та призначення

Друге питання: стіни, їх види та призначення

Третє питання: цоколь, вимощення.

Четверте питання: сходи, вікна, двері.

Пяте питання: перекриття, дах.

Питання самоконтролю

1.  Фундаменти, їх види та призначення

Фундамент  – це підземна частина будівлі, що сприймає навантаження і передає їх на основу. Ґрунт, який може без додаткового зміцнення сприймати масу будівлі з усіма навантаженнями на неї, називають природною основою. Якщо ґрунт штучно ущільнюють або зміцнюють, то така основа є штучною.

За конструкцією фундаменти бувають:

- стрічковими, які мають вигляд безперервних смуг під несівними стінами;

- стовпчастими – у вигляді системи окремих стовпів, які застосовують у житлових і виробничих будівлях під колонами та окремими стоянками;

- суцільними,  що розміщуються у вигляді плити під всією площиною будівлі;

- пальовими, які складаються із окремих паль, зв'язаних між собою залізобетонними ростверками (плитою, балкою тощо).

Споруджують фундаменти з бутового каменю, бутобетону, залізобетону, а також із бетонних і залізобетонних блоків заводського виготовлення.

Нижню площину фундаменту, яка безпосередньо спирається на основу, називають підошвою фундаменту. Відстань по вертикалі від поверхні землі до половини підошви дістала назву глибини закладення. Частину фундаменту, що виступає по вертикалі за площину стіни, називають цоколем.

Для захисту стін будівлі від вологи, яка може просочитися з ґрунту, у цокольній її частині на висоті 20 см підрівня землі влаштовують гідроізоляційний шар з толю або руберойду. Захищають фундамент від стічних вод вимощенням з асфальтобетону, яке виконують по периметру землі. 

                             
    Фундамент стрічковий для будівництва будівель і споруд використовується для передачі навантажень від будівель (споруд) на природну або штучну поверхню. Фундаменти стрічкові поділяються на фундаменти, що несуть стіни і на фундаменти під ряд колон.

Вибір типу фундаменту і розрахунок фундаменту стрічкового визначається інженерно-геологічними і гідрогеологічними умовами будівельного майданчика, призначенням і конструктивними особливостями будівлі або споруди, величиною навантаження, що передається на фундамент стрічковий в процесі експлуатації, а також виробничими можливостями будівельної організації.

Плити залізобетонні фундаментів стрічкових призначені для використання в сухих і вологих ґрунтах, при температурі повітря до -40^۫C включно, з розрахунковою сейсмічністю до 9 балів і в ґрунтових водах з різним ступенем дії. Глибина, на якій передбачається закласти фундамент стрічковий для будівлі, встановлюється залежно від властивостей і характеру нашарувань ґрунтів і величини навантажень, що діють, на фундамент. 

Основною і важливою умовою закладення і проектування є те, що позначка підошви стрічкового фундаменту повинна перебувати нижче рівня промерзання грунту.

Найбільш поширеними і дешевими є стовпчасті   фундаменти. Особливо ефективні стовпчасті фундаменти в пучинистих грунтах при їх глибокому промерзанні.

Стовпчасті фундаменти застосовуються для будівництва будинків з дерев'яними, рубаними, каркасними щитовими стінами, тобто легкими за вагою стінами. Техніка зведення вельми проста: буриться свердловина в грунті, в неї встановлюється арматура, а потім заливається цемент або ж інший передбачений матеріал

Цей тип фундаментів по витраті матеріалів і трудовитрат в 1,5-2 рази економічніше стрічкових. Стовпи зводяться у всіх кутах, місцях перетину стін, під простінками, під опорами важко навантажених прогонів і інших точках зосередження навантажень. Відстань між стовпами приймається 1,2-2,5 м. По верху стовпів повинні бути укладені обв'язувальні балки для створення умов спільної їх роботи. При відстанях між стовпчастими (окремо стоять) фундаментами більше 2,5-3 м по верху укладаються потужніші рандбалки (залізобетонні, металеві).

 Мінімальний перетин фундаментних стовпів приймається залежно від того, з якого матеріалу вони виготовлені (бетон - 400 мм; бутобетон - 400 мм; кладка з природного каменю - 600 мм, з буту-плитняку - 400 мм, з цегли вище рівня землі - 380 мм).

Переваги:

 - економічні;

 - не трудомісткі.

Недоліки:

 - недостатня стійкість в горизонтально рухомих грунтах;

 - обмежене застосування на слабонесучих грунтах при будівництві будинків з важкими стінами;

 - складність з пристроєм цоколя.

        Матеріалом для стовпів може служити дерево, цегла, камінь, бетон. Що стосується дерева, то рекомендується використовувати сосну або дуб, термін служби яких не менше 6 і 13 років відповідно. Обпалені або обмазані бітумом стовпи прослужать в 1,5 - 2 рази довше. Їх діаметр повинен становити близько 20 см. Червона цегла не придатний до будівництва фундаменту, зате чудово підходить цеглина-залізняк, який отримують шляхом обпалення звичайної цегли. Розміри стовпів при використанні бутового каменю - 60х60см, цегли-залізняка - 50х50 см, бетону або

 бутобетону - 40х40см

Шари грунту, на які спирається підошва, мають бути досить міцними, так як в даному випадку обов'язково умова передачі навантажень від заснування в міцні шари землі, в іншому випадку осаду будівлі неминуча. Якщо рівень грунтових вод досить високий необхідна система. 

Найбільш поширеними і дешевими є стовпчасті   фундаменти. Особливо ефективні стовпчасті фундаменти в пучинистих грунтах при їх глибокому промерзанні.

Стовпчасті фундаменти застосовуються для будівництва будинків з дерев'яними, рубаними, каркасними щитовими стінами, тобто легкими за вагою стінами. Техніка зведення вельми проста: буриться свердловина в грунті, в неї встановлюється арматура, а потім заливається цемент або ж інший передбачений матеріал

Цей тип фундаментів по витраті матеріалів і трудовитрат в 1,5-2 рази економічніше стрічкових. Стовпи зводяться у всіх кутах, місцях перетину стін, під простінками, під опорами важко навантажених прогонів і інших точках зосередження навантажень. Відстань між стовпами приймається 1,2-2,5 м. По верху стовпів повинні бути укладені обв'язувальні балки для створення умов спільної їх роботи. При відстанях між стовпчастими (окремо стоять) фундаментами більше 2,5-3 м по верху укладаються потужніші рандбалки (залізобетонні, металеві).

 Мінімальний перетин фундаментних стовпів приймається залежно від того, з якого матеріалу вони виготовлені (бетон - 400 мм; бутобетон - 400 мм; кладка з природного каменю - 600 мм, з буту-плитняку - 400 мм, з цегли вище рівня землі - 380 мм).

Переваги:

 - економічні;

 - не трудомісткі.

Недоліки:

 - недостатня стійкість в горизонтально рухомих грунтах;

 - обмежене застосування на слабонесучих грунтах при будівництві будинків з важкими стінами;

 - складність з пристроєм цоколя.

  Матеріалом для стовпів може служити дерево, цегла, камінь, бетон. Що стосується дерева, то рекомендується використовувати сосну або дуб, термін служби яких не менше 6 і 13 років відповідно. Обпалені або обмазані бітумом стовпи прослужать в 1,5 - 2 рази довше. Їх діаметр повинен становити близько 20 см. Червона цегла не придатний до будівництва фундаменту, зате чудово підходить цеглина-залізняк, який отримують шляхом обпалення звичайної цегли. Розміри стовпів при використанні бутового каменю - 60х60см, цегли-залізняка - 50х50 см, бетону або бутобетону - 40х40см.

   Необхідність зведення суцільного фундаменту виникає при будівництві на так званих «плаваючих» ґрунтах, а також на ґрунтах з високим заляганням ґрунтових вод.

Плитні фундаменти споруджуються під всю площу будівлі у вигляді або монолітної плити, або залізобетонної решітки. Для зведення більш масивних будівель вдаються до використання ребристих плит або армованих перехресних стрічок.

До плюсів суцільного фундаменту відносяться: його здатність вирівнювати вертикальні і горизонтальні переміщення ґрунтів, виключати проникнення в підвальні приміщення ґрунтової води навіть під великим гідростатичним тиском, а також простота споруди. Найчастіше цей тип використовують для додання фундаменту якості просторової жорсткості. Але, зважаючи на великі витрати матеріалів на його зведення, він вельми дорогий для споживача із середнім рівнем доходу.

В залежності від технології виконання монолітні фундаменти бувають бетонні і залізобетонні фундаменти.

Для зведення бетонного монолітного фундаменту використовують бетон марки 50 і вище. У бетон можна додавати камені (загальною масою 30 — 40% від маси бетону), що скоротить витрату цементу.

Залізобетонний монолітний фундамент вважається одним із самих надійних, і застосовуються в основному для багатоповерхових будинків. Представляє залізний каркас залитий бетон. Для його пристрою використовують арматуру для фундаменту або спеціальні металеві сітки.

                   

 

Пальовий фундамент монтується для будівництва важких споруд на слабкому ґрунті з нерівномірною деформацією, а також у випадку високого рівня ґрунтових вод та на плавунах. У разі розташування щільного шару ґрунту на значній глибині зведення стрічкового фундаменту буде економічно та технічно не доцільним. Окремі палі фундаменту можуть досягати шарів ґрунту з високою щільністю (висячі палі) або пронизувати їх наскрізь (палі-стійки). З урахуванням характеру занурення в ґрунт та способу виготовлення розрізняють гвинтові, забивні та буроін'єкційні палі. Так само, як і у випадку стовпчастого фундаменту, окремі палі з'єднуються між собою за допомогою залізобетонних балок – ростверків. Будівництво пальового фундаменту потребує великих витрат, але іноді такий фундамент є єдино прийнятним, як, скажімо, це відбувається у Санки-Петербурзі або у Венеції. Палі можуть виготовлятися з каменю, бетону, дерева, азбестоцементу, залізобетону, сталі тощо.

Пальовий фундамент - фундамент, в якому для передачі навантаження від споруди на грунт використовують палі. Складається з паль і об'єднуючого їх ростверки. Вибір між пальовим фундаментом і звичайним фундаментом на природній підставі виробляється на основі їх техніко-економічного порівняння в даних інженерно-геологічних умовах будівельного майданчика, з врахуванням особливостей проектованої будівлі або споруди.

Пальовий фундамент особливо раціональний при будівництві будівель і споруд на водо-насичених слабких грунтах.

У багатьох випадках при використанні свайного фундаменту істотно скорочуються об'єм земляних робіт і витрата бетону. Залежно від вигляду і величини навантажень, що діють на свайний фундамент, палі розташовують: по одній - під окремі опори, рядами - під стінних конструкції, кущами - під колони, свайними полями - під будівлі і спорудження малої площі із значними вертикальними навантаженнями.

При дії на фундамент значних горизонтальних сил використовують похилі палі. Довжину паль вибирають, виходячи з грунтових умов будівельного майданчика: необхідно, щоб нижні кінці паль були заглиблені в малостискувані грунти. Залежно від властивостей ґрунтів палі, що залягають під нижніми кінцями, останні підрозділяються на палі-стійки, що спираються на практично нестискувані грунти, і висячі палі, занурені в стискувані грунти і передавальні навантаження на грунт як нижньою, так і бічною поверхнею.

 

           

               

       2.     Стіни, їх види та призначення

Стіни поділяють на зовнішні та внутрішні. Зовнішні стіни призначені для захисту приміщень від атмосферних впливів, внутрішні стіни — для поділу будівлі на менші об'єми. Стіни водночас з виконанням захисних функцій є опорою для перекриття, даху та інших частин будівлі

Будують стіни з штучних або природних кам'яних матеріалів: глиняної чи силікатної цегли, силікатних, керамічних або бетонних блоків, залізобетонних панелей, вапняків, туфів, черепашників тощо. Поверхні стін будівлі з декоративною метою штукатурять, фарбують або облицьовують керамічними плитками.

Стіни можуть бути несівними, самонесівними і ненесівними. Несівні стіни сприймають навантаження від власної ваги та інших конструкцій (перекриттів, дахів, сходів). Самонесівні стіни передають на фундаменти не тільки навантаження від власної ваги, але й навантаження від вітру. На такі стіни не спираються конструкції перекриттів. Стіни, які тільки захищають приміщення будівель від зовнішнього простору і передають власну вагу  в межах кожного поверху на інші несівні конструкції будівлі, називають ненесівними. Такі ж стіни, навішені на вертикальні конструкції каркасу будівлі, прийнято називати навісними.

В залежності від того, який матеріал застосовується для спорудження стін, вони діляться на такі види, як дерев’яні, цегляні, кам’яні, легкобетонні, панельні, саманні. До дерев’яних стін відносяться стіни, побудовані з брусів, колод і т.д. Відповідно до цегельних стін — з глиняних, керамічних, силікатних цеглин. Кам’яні стіни будуються з буту, туфу, вапняку та інших видів каменів. А легкобетонні стіни — з шлакобетону, керамзитобетону, та ін. І, нарешті, саманні стіни — це стіни з грунтобетону.

             3.     Цоколь, вимощення 

Цоколь - верхня частина фундаменту, нижня частина зовнішньої стіни. Розташований цоколь вище позначки поверхні грунту на висоту 50 - 70 см. Він служить не тільки опорою для стін, але і оберігає підпільний простір від попадання опадів, запобігає витоку з нього тепла. Для захисту стін від вологи, яка може просочуватися з грунту, у цокольній її частині на висот20 см від рівня землі влаштовують гідроізоляційний шар з толю або руберойдом. Для зведення цоколя використовуються ті ж матеріали, що і для закладки підземної частини фундаменту, облицьовують керамічною плиткою, природним каменем або обштукатурюють цементним розчином. 

Після закінчення пристрої вводів водопроводу-газопроводу, виведення каналізації, після

 всіх земляних робіт і усадки грунту навколо будинку необхідно виконати вимощення.

Головне призначення вимощення будинку полягає в захисті підстави фундаменту

від проникнення до нього поверхневих вод: це дозволяє запобігти просідання фундаменту.

Друге призначення пристрою вимощення будинку полягає в створенні своєрідного декоративного

елемента зовнішнього благоустрою будівлі: вона грає роль невеликого тротуару навколо будинку.

               4.Сходи, вікна, двері.

Шляхами сполучення між поверхами будинків служать сходи. Сходи є також шляхами для евакуації людей із будинків і споруд в аварійних умовах. Відповідно до призначення сходи повинні задовольняти вимогам міцності, довговічності, створення необхідних зручностей і безпеки при русі людей, пожежної безпеки.

Сходи складаються з маршів, площадок і поручнів. Марш являє собою конструкцію із східців,  підтримуючих їх косоурів (розташовуваних під східцями).  Для безпеки й зручності руху сходові марші і площадки обладнають огородженнями з поручнями висотою 0,9 м. У східців вертикальну грань називають присхідцем, а горизонтальну – проступом.  Ширину маршів вибирають залежно від того, скільки людей користуватимуться сходами (0,5…2,2м).

За призначенням сходи поділяють на  основні й допоміжні, службові, аварійні та пожежні.  

Вікна призначенні переважно для освітлення природним світлом і вентиляції приміщення віконний блок складається з коробки, рами і підвіконня.

У сучасному будівництві поширюються влаштування «євровікон», які виготовляються із високоякісних матеріалів і комплектуючих із застосуванням технологічних досягнень останніх років. Сучасні вікна забезпечують у приміщенні комфортні умови, тепло- і звукоізоляцію, зручні в користуванні. Експлуатуються довго і надійно.

Двері влаштовують у стінах і перегородках. Дверний проріз заповнюють дверним блоком, який складається з нерухомої частини – дверної коробки і частини, що відкривається – дверного полотна.

Коробки можуть бути одинарними і подвійними. Зовнішні та внутрішні дверні прорізи, як і віконні, мають укоси. Розміри дверей вибирають залежно від розмірів і призначення приміщення.

Виготовляють їх із деревини, металу, металопластику та інших матеріалів. Двері виготовляють прямокутної, аркової, складної та інших конфігурацій.

 

               5.      Перекриття, дах

Перекриття поряд зі стінами є основним конструктивним елементом будівель, вони розділяють їх на поверхи. За розташуванням в будівлі перекриття можуть бути міжповерховими,  горищними і надпідвальними. Перекриття має бути міцним, тобто витримувати діючі на нього постійні і тимчасові навантаження. Теплозахисні вимоги ставляться для горищних і надпідвальних перекриттів опалювальних будівель, а також міжповерхових перекриттів, що відокремлюють опалювальні приміщення поверхів від неопалюваних.

Перекриття повинні мати достатню звукоізоляцію, а також задовольняти протипожежним вимогам, що відповідають класу будинку. Залежно від призначення приміщень до перекриттів можуть висуватися також спеціальні вимоги:  водонепроникність (для перекриттів у санвузлах,  душових,  лазнях,  пралень), неспалюваність (у пожежонебезпечних приміщеннях),  повітронепроникність (при розміщенні в нижніх поверхах лабораторій, котелень та ін.).

Незалежно від місця розташування перекриття у будівлі його конструктивне рішення має бути економічно і технологічно обґрунтовано.    

Дах – це конструктивний елемент, який завершує будинок і захищає його від впливу зовнішнього середовища. Дахи мають несівну частину та покрівлю (верхню водонепроникну оболонку). Несівна частина складається з дерев’яних, металевих чи залізобетонних крокв, балок і ферм, а також залізобетонного покриття. Покрівлю роблять із покрівельної сталі, рулонних матеріалів, азбестоцементних хвилястих листів, черепиці або мастик. 

Сучасні дахи будинків – це нові матеріали і технології, які роблять дах надійним і довговічним, надаючи йому при цьому естетичного вигляду та привабливості.

Залежно від місцевих традицій і кліматичних умов конструкції дахів будують плоскими або похилими. Для створення просторого житла під похилим дахом розміщується стеля, яка, своєю чергою утворює горищний простір.