Конструктивные элементы малоэтажных жилых домов

Дома состоят из отдельных взаимосвязанных частей, подразделяющихся по назначению на три группы: объёмно-планировочные элементы, разделяющие объём здания (этаж, подвал, чердак, веранда и т.д.); конструктивные элементы, определяющие его структуру (фундаменты, стенды, перекрытия, крыши, лестницы, перегородки, двери, окна); строительные изделия, из которых состоят конструктивные элементы (кирпичи для стен, железобетонные плиты или балки для перекрытий, листы шифера для крыш и т.д.

По назначению они могут быть несущие и ограждающие. Несущие воспринимают все нагрузки, возникающие в здании или действующие на здание, ограждающие — отделяют помещения от внешней среды и одно от другого. Во многих случаях конструктивные элементы выполняют одновременно и несущую и ограждающую функции.

Основные несущие конструкции — фундаменты, стены, перекрытия, воспринимая и передавая друг другу все нагрузки, составляют несущий остов здания (рис. 27А). Нагрузки, действующие на здание непрерывно, называются постоянными, а действующие в отдельные отрезки времени — временными. Постоянной и главной нагрузкой в здании является его собственный вес. Ветровая нагрузка является одной из основных временных нагрузок. Сильные порывы ветра создают ударное динамическое воздействие, которое усложняет работу конструкций. Снеговая нагрузка также временная. Нагрузка от людей, мебели, предметов обихода и т.д. называется временной полезной.

Рис. 27. Архитектурно-конструктивные элементы и конструктивно-планировочные схемы жилого дома. А. Архитектурно-конструктивные элементы жилого дома (размеры в мм): 1 — основание; 2 — фундамент; 3 — отмостки; 4 — цоколь; 5 — окна; 6 — карниз; 7 — двери; 8 — лестница; 9 — перегородки; 10 — чердачное перекрытие; 11 — стропила; 12 — труба дымовентиляционных каналов; 13 — кровля; 14 — полы; 15 — несущие стены; 16 — междуэтажное перекрытие; 17 — надподвальное перекрытие. Б. Конструктивно-планировочные схемы малоэтажных жилых домов: а — однопролётная с большим шагом продольных несущих стен; 6 — двухпролётная со средним шагом продольных несущих стен; в — двухпролётная с малым и большим шагами; г — трёхпролётная со средним и малым шагами продольных несущих стен

Несущий остов малоэтажных одноквартирных домов обычно выполняется по конструктивной схеме с наружными и внутренними несущими стенами (рис. 27Б). Расстояние между осями несущих стен называют шагом стен. Ширина остова принимается в пределах 6— 12 м. При ширине 6 — 7 м, которая обычна в деревянных домах традиционной постройки или дачных домиках, перекрытие опирается только на продольные наружные стены, а поперечные наружные стены с фронтоном являются самонесущими. В современных домах с большей шириной здания должны быть предусмотрены промежуточные опоры для перекрытий в виде внутренних несущих стен. В зависимости от ширины здания, конструкции перекрытия и планировки дома предусматриваются одна или две внутренние несущие стены с шагом от 2,4 до 7 м. Шаг 2,4—3 м считается малым, 3,6 — 4,8 м — средним, 6 — 7,2 м — широким.

Поперечные наружные самонесущие стены выполняют роль вертикальных диафрагм жёсткости, придающих устойчивость продольным стенам против ветровой и других горизонтальных нагрузок. Жёсткость всей пространственной конструкции в любом горизонтальном направлении обеспечивают перекрытия, соединяющие параллельные стены. Кроме того, чердачные перекрытия и вес стен гасят распор (давление), который оказывают на стены стропильные ноги крыши.

Устройство и планировка фундаментов для постройки малоэтажных домов

Это подземная часть здания, передающая давление массы стен на основание (грунт). Его форма, ширина и глубина заложения зависят от материала, конструкции стен и нагрузок от них, характера грунта (рис. 28). В типовом проекте конструктивное решение определяется на основе расчётов для усреднённых неувлажнённых грунтов. В проекте привязки ширина подошвы фундамента, глубина его заложения и т.д. уточняются в зависимости от местных гидрогеологических условий: характера грунта, уровня грунтовых вод, глубины промерзания.

Рис. 28. Фундаменты. А. Глубина заложения фундаментов (размеры в см): а — в крупно- и среднезернистых песчаных грунтах; 6 — в пучащихся мелкозернистых и пылеватых грунтах с глубоким залеганием грунтовых вод; в — в тех же грунтах с неглубоким залеганием грунтовых вод; г — в тех же грунтах при полах по грунту; д — фундаменты с песчаной подушкой. Б. Ленточный фундамент и его конструктивное решение: а — общий вид; б — бутовый с уступами, кирпичным цоколем и полом по грунту; в — бутовый под деревянные стены с полом по грунту; г — бутобетонный с кирпичным цоколем и подпольем; д — монолитный с полом по грунту; е — сборный из бетонных блоков с полом по грунту; 1 — ленточный фундамент; 2 — стена подвала; 3 — стена здания; 4 — перекрытие; 5 — основание; 6 — уступы перехода фундамента по высоте;

7 — фундамент; 8 — стены; 9 — цоколь; 10 — гидроизоляция; 11 — подготовка для пола; 12 — отмостка; 13 — засыпка из керамзита или шлака, утепляющая цоколь; 14 — уширенная фундаментная плита. В. Столбчатый фундамент и его конструктивное решение: а — общий вид; б — с кирпичными столбами и рядовой фундаментной балкой; в — с бутобетонными столбами и армокирпичной фундаментной балкой; г — с бетонными монолитными столбами и монолитной железобетонной балкой; д — бутовый с кирпичными столбами и забиркой; 1 — столбы; 2 — фундаментная балка; 3 — цоколь; 4 — стена; 5 — перекрытие; 6 — столб; 7 — мелкозернистый бетон; 8 — арматура; 9 — гидроизоляция; 10 — песчаная подушка; 11 — забирка. Г. Детали фундаментов (размеры в мм): а — уступы перехода по высоте; б — пересечение стен фундамента; 1 — блоки продольных стен; 2 — блоки поперечных стен; 3 — металлическая сетка

Чтобы определить вид грунтов и уровень стояния грунтовых вод, роют шурфы размером 1 х 1 м и глубиной не менее 2,5—3 м. В Беларуси наиболее распространены грунты глинистые (более 30% глинистых частиц), суглинистые (10— 30%), супесчаные (5—10%), песчаные (менее 5%) и торфянистые. Для определения содержания глинистых частиц грунт высыпают в стакан до половины высоты, заливают доверху водой, тщательно перемешивают и отстаивают, затем замеряют толщину гравелистого и более лёгкого верхнего глинистого слоёв и определяют их соотношение.

Грунты, содержащие глину, обладают способностью разбухать от воды и изменять свою несущую способность. При промерзании они пучатся, расширяясь в объёме. За счёт пучения здание «выдавливается» вверх из грунта, а подземные его части изгибаются в горизонтальном направлении. Насыщенные водой глинистые грунты для оснований под фундаменты не рекомендуются. Вместе с тем слежавшаяся сухая глина с плотными подстилающими слоями является хорошим основанием.

Суглинки также легко разжижаются водой, однако сухие суглинистые грунты менее подвержены разбуханию и усадке. Супеси обладают малой связностью и при насыщении водой приходят в подвижное состояние. Без принятия специальных мер (уширения фундаментов, устройства свайных оснований) они мало пригодны для оснований. Однако сухие супеси являются хорошими грунтами для строительства.

Песчаные грунты содержат не более 5% глинистых частиц и не менее 80% песка. В зависимости от крупности зёрен песок бывает гравелистый (более 25 % зёрен крупнее 2 мм), крупный (более 50% зёрен крупнее 0,5 мм), средний (более 50% зёрен крупнее 0,25 мм); мелкий (более 75% зёрен крупнее 0,1 мм), пылеватый (более 75% зёрен крупнее 0,01 мм). Гравелистые и крупные пески обладают хорошей водопроницаемостью и малой водопоглощаемостью, не подвержены пучению и являются надёжным основанием для зданий. Мелкие и пылеватые пески с примесями ила и глины, особенно насыщенные водой, не могут быть надёжным основанием. Торфянистые грунты также не следует использовать как основание ввиду их значительной насыщаемости водой и большой сжимаемостью.

Глубина заложения фундамента в глинистых, суглинистых, супесчаных, а также мелких и пылеватых песках при залегании грунтовых вод на 2 м и ниже, чем глубина промерзания грунта, должна составлять не менее 70 см. Если уровень грунтовых вод менее 2 м от глубины промерзания, достигает её или превышает, фундаменты закладывают на глубину не менее чем на 20 см ниже глубины промерзания грунта. В Беларуси глубина промерзания изменяется с северо-востока на юго-запад для глин и суглинков от 110 до 80 см, для супесей, мелких и пылеватых песков — от 135 до 95 см.

У отапливаемых зданий за счёт поступления тепла в грунт промерзание меньше, чем на открытой площадке. У регулярно отапливаемых зданий с полами по грунту глубину промерзания принимают меньшей в 0,7 раза, на лагах по грунту — в 0,8 раза, по балкам с тёплым подпольем и для прочих зданий её принимают без уменьшения. Глубину заложения фундаментов внутренних стен регулярно отапливаемых зданий без подвалов назначают независимо от глубины промерзания — примерно 60 см.

Во вспучивающихся, прежде всего глинистых, грунтах, чтобы избежать «выдавливания» зданий вверх за счёт сил бокового трения, а также в целях экономии материалов и средств устраивают дома без подвалов на фундаментах мелкого заложения в виде песчаной подушки. Грунт вынимают на глубину ниже уровня промерзания не менее чем на 20 см и засыпают выемку крупнозернистым песком слоями 15—29 см с поливкой и тщательной трамбовкой. Засыпку ведут до отметки 50 см от уровня планировки участка. Выше возводится каменная часть фундамента. При устройстве подушек обязательно предусматривают хорошую отмостку и дренаж для отвода вод выше уровня промерзания грунта. Если фундаменты на всю глубину выполняются каменными, прежде всего в зданиях с подвалами, для уменьшения сил сцепления с грунтом их боковые поверхности обмазывают битумом марки 4 с керосином.