Энциклопедия Кольера - строительство зданий

ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

Все здания, кроме самых простых, строятся в соответствии с чертежами, спецификациями, техническими условиями, строительными нормами и правилами, разработанными архитекторами и инженерами-строителями. Строительные работы обычно выполняются подрядчиком, который в письменном контракте обязуется построить рассматриваемое здание в соответствии с чертежами и спецификациями за определенную плату, называемую паушальной суммой, или за сумму его фактических расходов плюс фиксированное вознаграждение либо определенный процент фактических расходов. В контракте часто указывается максимальная гарантируемая сумма расходов. Генеральный подрядчик обычно прибегает к услугам субподрядчиков, заключая с ними контракты на выполнение отдельных видов работ, таких, как штукатурные, малярные, кровельные и санитарно-технические, тоже за паушальную сумму или за сумму фактических расходов плюс фиксированное вознаграждение либо определенный процент суммы расходов. Подрядчик назначает ответственного за строительство прораба, который, постоянно находясь на строительной площадке, координирует работу разных специалистов и от имени генподрядчика осуществляет общий контроль за ходом строительных работ. Архитектор также имеет своего представителя, который контролирует соответствие чертежам и спецификациям. Если заказчик вносит в чертежи и спецификации изменения, то архитектор после их согласования дает генподрядчику письменное распоряжение об изменениях. Если эти изменения влекут за собой повышение стоимости, то до выполнения работ заключается письменное соглашение о размере приплаты. Часто бывает желательным, чтобы учрежденческое здание, гостиница или другое здание было построено в определенный срок и можно было бы заранее планировать коммерческие операции заключать с указанием этого срока контракты на аренду, на поставки товаров и т.д. Для правильной координации различных видов деятельности, в том числе календарного планирования строительных работ, подачи заказов на материалы и оборудование, найма необходимой рабочей силы, до начала строительных работ проводится детальный системный анализ. При технологическом, календарном и организационном планировании строительных работ пользуются методами сетевого планирования, такими, как метод критического пути, введенный фирмой "Дюпон де Немур" и применяемый в анализе сложных систем. При таком планировании для каждого вида работ устанавливаются сроки начала и окончания и определяется потребность в рабочей силе, оборудовании и материалах. Анализируются также последствия, которые для одних работ может иметь задержка или досрочное выполнение других. Результаты анализа пересматриваются в ходе строительства для внесения поправок с учетом фактического выполнения фронта работ и выявления тех видов работ, которые требуют ускорения для завершения строительства в назначенный срок.

Расчет и проектирование. Форма и вес здания определяются его интерьером, а интерьер его назначением. Нагрузки же, которые должны учитываться при проектировании зданий, можно разделить на три группы: статические (постоянные), временные (динамические) и боковые. К статическим нагрузкам относится вес всех элементов здания, а именно стен, закрепленных перегородок, междуэтажных перекрытий, крыши и неподвижного оборудования. К временным вес всей мебели, подвижного оборудования (такого, как сейфы и машины), персонала, временных и передвижных перегородок, снега и льда, накапливающихся на крыше. К боковым нагрузкам относятся давление ветра на стены здания, давление грунта на его фундамент, ударные воздействия землетрясений. Если фундамент заложен ниже уровня подземных вод, то нужно учитывать гидростатическое давление, действующее сбоку на стены фундамента и вертикально вверх на его подошву. Нагрузки, на которые должны рассчитываться проектируемые здания, указываются в строительных нормах и правилах (СНиП).

ЧАСТИ ЗДАНИЯ

Надземная часть здания называется верхней, а подземная нижней. Нагрузку несут такие части здания, как несущие стены, балки, колонны, плиты перекрытия, рамы, куполы и арочные перемычки. Стены здания это вертикальные конструкции, ограждающие здание или разделяющие его на комнаты и помещения; разделяющие стены обычно называются перегородками. Балка это удлиненный горизонтальный элемент конструкции в виде бруса, опертый в одной или нескольких точках по его длине и рассчитанный на поперечную нагрузку (лежащую на нем). Балки передают нагрузку перекрытий и крыши (покрытия здания) несущим стенам или перегородкам, колоннам, фермам, арочным перемычкам и другим балкам, называемым ригелями и прогонами, которые, в свою очередь, передают нагрузки несущим стенам и колоннам. Плита перекрытия представляет собой плоский элемент конструкции, обычно железобетонный, который перекрывает пространство между балками и ригелями, образуя междуэтажное перекрытие или настил крыши. Колонна это удлиненный вертикальный элемент конструкции, который передает нагрузки междуэтажных перекрытий, крыши и других элементов фундаменту. Ферма это элемент конструкции, составленный из стержней, которые образуют треугольники, лежащие в одной плоскости. Арочная перемычка это конструкция в форме кривого бруса (с выпуклостью вверх) для перекрытия проемов (рис. 1). Арочная перемычка, несущая вертикальную нагрузку, работает в основном на сжатие и вызывает в опорах не только вертикальные, но и боковые реакции.

Рис. 1. АРОЧНАЯ ПЕРЕМЫЧКА. 1 верхняя выпуклая поверхность; 2 пазуха; 3 замковый камень; 4 клинчатый камень; 5 полудужье; 6 пятовый камень; 7 пролет; 8 стрела подъема.В здании с несущими стенами нагрузки передаются фундаменту непосредственно стенами, а в каркасном здании жестким каркасом, составленным из балок, ферм, ригелей, прогонов и колонн (крыша, перекрытия, стены и перегородки держатся на этом каркасе). Наружные стены, если они не несут другой нагрузки, кроме собственного веса, называются навесными стенами заполнения каркаса. Для зданий с числом этажей не более пяти, как правило, более экономична конструкция с несущими стенами, а для высоких зданий каркасная. В высотных общественных зданиях (30 этажей и более) наиболее рациональны стальные каркасно-панельные конструкции.

Проблема осадки. Одной из главных задач, которые приходится решать при проектировании здания, является задача предотвращения или сведения к допустимому минимуму его осадки. Если все здание оседает равномерно, то серьезных последствий это может и не вызвать, разве что для тротуаров и мостовых. Неравномерное же оседание приводит к появлению трещин в стенах, перекосу колонн, стен и окон, к растрескиванию и перекашиванию перекрытий, к разладке механического оборудования и другим неприятностям. Осадка обусловлена в основном уплотнением грунта под действием веса здания. Она в значительной мере предотвращается правильным выбором типа фундамента.

См. Фундамент.

Стены и перегородки. Наружные стены ручной кладки могут быть выполнены из кирпичей и природных или искусственных камней разного вида (рис. 2), уложенных на растворе. Минимально допустимая толщина наружных стен ручной кладки для одноэтажных жилых зданий равна 20 см, для прочих 30 см. Толщина несущих стен определяется в значительной мере числом этажей и должна поэтажно увеличиваться книзу. Минимальная толщина железобетонных несущих стен равна 15 см.

Рис. 2. СТЕНОВЫЕ БЛОКИ. а стандартный керамический для кладки на ложок; б для кладки на тычок; в стена из пустотелых керамических блоков; г кирпичная облицовка; д каменная облицовка; е и ж блоки для кладки стен; з блок для кладки перегородок.Внутренние стены также могут быть несущими и ненесущими. Перегородками считаются ненесущие внутренние стены, не выходящие за пределы одного этажа. Материалы и конструкция стен и перегородок должны соответствовать требованиям огнестойкости, предъявляемым к зданиям данного типа. В тех случаях, когда для строительства допускаются горючие материалы, обычный тип конструкции таков: деревянные стойки 5*10 см, покрытые деревянной обрешеткой или металлической либо гипсовой сеткой и оштукатуренные. В жилых домах широко применяются также перегородки с сухой штукатуркой, которые состоят из деревянных стоек, с обеих сторон покрытых листами фанеры, древесно-волокнистыми или древесно-стружечными плитами (ДСП), сухой штукатуркой или асбоцементными панелями шириной 1,2 м и нужной длины. Наружные стены деревянных каркасных зданий (рис. 3) обычно выполняются из деревянных стоек 5*10 см, расположенных на расстоянии 40 см друг от друга. Снаружи они обшиваются досками толщиной 2,5 см (прибиваемыми горизонтально или по диагонали), фанерой, ДСП или сухой штукатуркой, а изнутри покрываются обрешеткой и штукатуркой либо одним из перечисленных выше видов обшивочных материалов. Для уменьшения воздухопроницаемости обшивку покрывают строительным картоном. Сверху обшивка закрывается облицовочным материалом. Это могут быть обшивочные доски, накладываемые горизонтально или по диагонали, кровельная плитка либо 10-см облицовочный слой кирпича или камня с анкерным креплением к стене. Между стойками наружных стен обычно предусматривают теплоизоляцию. Для предотвращения запотевания (конденсации паров воды) под отделочный слой наружных стен с их внутренней стороны подкладывают толь или пластиковую пленку. Внутренние стены и перегородки отличаются от наружных тем, что они не имеют ни облицовки наружного типа, ни теплоизоляции, но с обеих сторон штукатурятся или покрываются листами сухой штукатурки.

Рис. 3. ДЕРЕВЯННОЕ КАРКАСНОЕ ЗДАНИЕ. 1 конек; 2 стропило (стропильная нога); 3 накат (настил крыши); 4 балка перекрытия; 5 стыковая накладка; 6 стойки каркаса; 7 фундаментная балка; 8 обвязочная накладка; 9 черный пол; 10 связи жесткости или противопожарной перегородки; 11 балка перекрытия (по периметру); 12 обшивка; 13 поперечные связи; 14 стена фундамента; 15 угловой столб; 16 лежень.Балки. Балки разного вида (лаги, ригели, прогоны, балки перекрытия, перекладины, стропильные ноги, обрешетины крыши) могут быть стальными (сортовой прокат), железобетонными и деревянными. Стальные балки имеют, как правило, двутавровый профиль с высотой сечения от 8 до 90 см. Они обычно несут конструкцию деревянного настила междуэтажных перекрытий и покрытий, секционированные стальные настилы или железобетонные плиты. Широко применяются вспомогательные балки перекрытия в виде балочно-раскосных ферм без вертикальных стержней. Железобетонные балки выполняются в виде монолитных силовых элементов (рис. 4,а), а на них настилаются железобетонные плиты, перекрывающие все пространство (рис. 4,б). Бетон выдерживает большие напряжения сжатия, но не очень прочен при растяжении. Поэтому в те части железобетонного изделия, где возникают растягивающие напряжения, перед заливкой бетона вкладывают стальные армирующие стержни. Можно получить экономию материала, используя высокопрочный бетон и армируя сталью бетонные элементы конструкции, работающие на растяжение, а также "преднапрягая" (растягивая) армирующие стержни до приложения нагрузки. Хотя стоимость преднапряженного железобетона выше, он широко применяется в строительстве зданий.

Рис. 4. БАЛОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ. а железобетонная балка; б железобетонное перекрытие на железобетонных балках; в деревянное перекрытие на стальных двутавровых балках; г железобетонное перекрытие на стальных двутавровых балках. 1 стальные армирующие стержни; 2 деревянный чистовой пол; 3 деревянный черный пол; 4 деревянная балка перекрытия; 5 железобетонная панель.Деревянные строительные балки обычно имеют прямоугольное поперечное сечение. В крупных бескаркасных деревянных зданиях их размеры не меньше 15ґ20 см, а расстояние между ними около 1,5 м. На балки укладывается деревянный черный пол или настил крыши толщиной не менее 8 см (рис. 5,а). В обычных и каркасных деревянных зданиях балки перекрытия и балки покрытия обычно представляют собой поставленные на ребро (на расстоянии 40 см друг от друга) доски толщиной 5 см и высотой 10-30 см, несущие черный пол или настил покрытия толщиной 2,5 см (рис. 5,б).