Классификация большепролетных конструкций. Архитектурно-конструктивные элементы стен

Фермами с затяжками  могут быть:  
- балочные фермы  
- промежуточные стропильные фермы  
- арочные фермы

Арочный верхний  пояс фермы с затяжками выполняется  из клееного дерева. Формы крыши  с прямыми скатами можно изготавливать  из клееного дерева или из клееной  фанеры. Верхний пояс может быть цельным или состоять из двух частей, и из-за крупных размеров при больших  пролетах фермы обычно собираются на стройплощадке.  
Тяговые штанги могут быть выполнены из металла или из дерева; преимуществом дерева является хорошая огнестойкость (R30) и меньшая трудоемкость при монтаже. Деревянные тяги сплачиваются и сочленяются с помощью шиповых нагелей. Тяговые штанги скрепляются с верхним поясом с помощью деревянных и стальных штанг, задачей которых является передача собственной массы тяговой штанги и возможных нагрузок от подвешивания дальше.  
Прогиб тяговой штанги учитывается при расчете конструкции. Обычно тяговая штанга предварительно напрягается по крайней мере на величину силы растяжения от постоянной нагрузки; деревянной тяге придается дополнительная жесткость путем предварительного подъема фермы.

 

 

 
 

Рис 6. Павильон, выполнен с применением арочных конструкций  с затяжкой, вид снаружи.

 

  
Рис 5. Деревянный павильон, выполненный с применением арочных конструкций с затяжкой. Рекомендуемая длинна 25-50 м.

 

 

 

Арочные каркасы  
   
Арочный каркас представляет собой конструкцию, которая опирается прямо на основание, укрепленное в горизонтальном направлении. Основания либо крепятся между собой с помощь тяг, либо к наклонным сваям, либо закрепляются непосредственно в скальной породе. Жесткость горизонтального крепления оказывает влияние на размеры арки. При применении тяг рекомендуется применять предварительное напряжение, которое соответствует по меньшей мере усилию, производимому постоянной нагрузкой.   
Арка может быть выполнена из массивного клееного дерева, либо в виде решетки. Арка обычно проектируется с двумя или тремя шарнирами. Цокольные шарниры конструируются из стальных   
частей; шарнир в своде в зависимости от нагрузки может быть выполнен из дерева.  
Арки опираются непосредственно на основные пилоны. Из-за их больших размеров они часто выходят за линию цоколя, поэтому снаружи их надо утеплять. Цокольные шарниры арок следует размещать внутри здания.   
Торцовые балки при арочном каркасе выполняются в виде изогнутых многопроемных балок, которые опираются на ветровые пилоны. Арочному каркасу придается дополнительная жесткость с помощью решетки или другой жесткой конструкции, помещаемой в одном или двух промежутках между арками.

 

 

  

 

Рис 8. Здание павильонного типа с арочным каркасом, вид снаружи.

 

Рис 7. Деревянный павильон с арочным каркасом. Рекомендуемая  длинна 40-100 м.

 

 

 

 
Рамочные каркасы 

Рамочный каркас представляет собой конструкцию, в  которой каркас стены и крыши  соединены между собой жестким  углом таким образом, что на основание  распространяется горизонтальное   
усилие в том числе и от вертикальной нагрузки. Горизонтальное усилие принимается благодаря тому, что противоположные части фундамента связываются друг с другом с помощью тяг или путем   
закрепления фундамента в скальном основании или с помощью наклонных свай. 

Рамочные каркасы  могут иметь следующий вид:  
   
– трехшарнирная рама с закругленными углами   
- трехшарнирная рама с острыми углами   
- трехшарнирная рама с решетчатыми углами.   
Трехшарнирная рама с закругленными углами выполняется из   
изогнутого клееного дерева, острые углы можно сделать отдельно   
из клееного дерева или из пиломатериалов.  
Балка остроугольной рамы из клееной фанеры крепится к пилону с помощью шипового соединения.   
Рама с решетчатыми углами состоит из деревянной балки, из деревянной косой опоры и металлической или деревянной тяги. Обычно такая рама собирается на стройплощадке. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 10. Здание с остроугольным рамочным каркасом, вид

Снаружи

.    
Рис 9. Деревянный павильон выполненный с применением рамочной остроугольной трехшарнирной конструкции. Рекомендуемая длинна 15-25 м.

 

 

Прочие  виды каркасов  
   
Несущая конструкция решетчатого купола может состоять, например, из стержней сжатия, распределенных в виде сети и соединенных между собой стальными деталями. Стержни выполняются из клееной фанеры или из клееного дерева.  
В сжатых конструкциях нагрузка от крыши, работающей как оболочка, передается на поддерживающую ее кольцевую конструкцию, от которой нагрузка передается дальше на вертикальную конструкцию. Оболочка может быть образована из плит или из слоев пиломатериалов, и в ней могут быть усиления в виде ребер жесткости, с помощью которых учитываются колебания поверхности момента в случаях несимметричной нагрузки.  
В конструкциях оболочного типа следует обращать внимание на напряжения и изменения формы из-за влажностных колебаний дерева.  
Конструкция каркаса может быть образована также верхними концами рассредоточено размещенных колонн, которыми поддерживается крестообразно опертая решетчатая балочная конструкция крыши

 

 

 

 

 

 

 

    
Рис 11. Деревянный павильон с балочными опорами с затяжкой (опоры в виде буквы А, относятся к фермам с затяжками). Рекомендуемая длинна 15-30 м.

 

 

    
Рис 12. Деревянный павильон с балочными опорами с затяжкой (опоры в виде буквы А, относятся к фермам с затяжками), вид снаружи.

Рис 13. С помощью  купального решения достигается  большая длина пролета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Архитектурно-конструктивные элементы стен

 

Поверхность стены имеет  вертикальные и горизонтальные членения, которые являются ее основными элементами. Горизонтальные членения образуются с  помощью устройства цоколя, карнизов и поясков, вертикальные – с помощью  пилястр (утолщений стен) или раскреповок  в плане. Поверхность стены имеет  проемы (оконные и дверные) и простенки (участки стены между проемами).

Цоколем называется нижняя часть стены, расположенная непосредственно над фундаментом. Верхняя граница цоколя называется кордоном; он всегда делается строго горизонтальным. Это имеет важное архитектурное значение, так как цоколь зрительно воспринимается как основание (постамент), на котором возведено здание. Цоколь как бы защищает здание от влияния осадков и случайных механических повреждений, поскольку он наиболее часто подвергается их воздействию. Его выполняют из прочных долговечных материалов, стойких против атмосферных воздействий. Верх цоколя находится обычно на уровне пола первого этажа. Применение силикатного, пустотелого и легкого кирпича, а также легкобетонных камней для устройства цоколя допускается только выше горизонтального гидроизоляционного слоя при условии облицовки на высоту не менее 500-600 мм прочными влаго- и морозо-стойкими материалами. Цоколи зданий устраивают из бетонных фундаментных блоков; кирпичные с расшивкой швов, или оштукатуренные цементным раствором (нередко применяют добавку в виде гранитной крошки); облицованные природным камнем или плитами из искусственных или природных материалов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Карнизами называют горизонтальные профилированные выступы стены, предназначенные для отвода попадающих на ограждающие конструкции здания вод. Карниз, расположенный по верху стены, называется венчающим (или главным). Венчающий карниз придает зданию законченный вид. Формы и конструкции главных карнизов зависят от архитектурно-конструктивного решения здания, его размеров. В массовом строительстве чаще всего применяют сборные желе-зобетонные карнизы из консольных плит, укрепляемых в кладке болтами. При небольших выступах карниза за поверхность стены (до 30 см) его устраивают путем постепенного выпуска нескольких рядов кирпичей по 5-6 см каждый ряд. Промежуточные карнизы, имеющие меньший вынос, устраивают обычно на уровне междуэтажных перекрытий, а иногда под оконными и дверными проемами. В последнем случае они имеют еще меньший вынос и называются поясками. Иногда устраивают отдельные карнизы над проемами окон и дверей – сандрики, которые обычно делают из сборных блоков заводского изготовления.

Если стена здания выводится  несколько выше венчающего карниза, то эту часть стены называют парапетом. Парапет имеет высоту 0,5-1,0 м и  может ограждать крышу по всему  периметру или по двум или трем сторонам. Устройство парапета позволяет  скрыть выводимые на крышу дымовые  трубы, вентиляционные шахты, слуховые окна и другие надстройки и делает более привлекательным внешний  вид здания. Вместо парапета устраивают легкие металлические ограждения на крышах, что ведет к удешевлению  строительства и позволяет упростить  водоотвод с крыш. Треугольная  стенка, закрывающая пространство чердака  при двухскатных крышах и обрамленная  карнизом, называется фронтоном. Такую же стенку, но без карниза называют щипцом. Нередко в стенах устраивают несквозные углубления для размещения в них различного оборудования (встроенных шкафов, труб, батарей отопления и др.), которые называются нишами. Если стена по вертикали имеет различную толщину (например, в многоэтажных кирпичных зданиях), то этот переход от большей к меньшей толщине выполняют в виде уступа с внутренней стороны и называют обрезом. Уступы, образуемые изменением толщины стен по их длине (в плане), имеют название раскреповок.

Вертикальные утолщения (выступы) стен, прямоугольного сечения, служащие для усиления стен и повышения  их устойчивости, называются пилястрами, а выступы полукруглого сечения – полуко-лоннами. Пилястры и полуколонны располагают в плане здания с заданным шагом (расстоянием), что создает определенный ритм в интерьере помещения.

Для повышения устойчивости стен от воздействия горизонтальных усилий на стену (от ферм, арок и др.) устраивают утолщения стены с  наклонной передней гранью. Этот выступ в стене называют контрфорсом. Для прокладки труб, заделок концов конструкций и их осмотра в стенах устраивают гнезда. Это малые сквозные и несквозные отверстия в стенах.

 

 

 

 

Конструкция, перекрывающая  проемы в стенах (оконные и дверные) и поддерживающая вышерасположенную  часть стены, называется перемычкой.

Перемычки кроме собственной  массы и массы вышерасположенной  стены воспринимают и передают на нижерасположенные элементы стен (простенки) нагрузки от элементов перекрытия и  других конструкций. Ненесущие перемычки  воспринимают нагрузку только от собственной  массы и кладки вышерасположенной  стены. По материалу и способу  устройства перемычки делятся на железобетонные (из брусков и балок), армокирпичные и армокаменные, клинчатые  плоские и арочные перемычки  из материала стены. Сборные железобетонные перемычки имеют маркировку из букв и цифр. Так, ненесущие перемычки  маркируются: брусковые – буквой Б, плитные – буквами БП. Цифры  обозначают длину перемычки в  дециметрах. Брусковые перемычки  имеют ширину 120 и высоту 65 мм при  длине до 2,0 м и высоту 140 мм при  длине до 3,0 м. Несущие перемычки (БУ) имеют высоту 220 и 300 мм и ширину 120 и 250 мм при длине от 1,4 до 3,2 м. Брусковые  перемычки заделывают концами в  стену не менее чем на 120мм, а  несущие – на 250 мм. Рядовые перемычки  применяют для проемов шириной  до 2 м. Для их устройства под нижний ряд кирпича или стеновых мелких блоков по опалубке прокладывают арматуру из круглой стали диаметром 6 мм или  полосовой прокатной стали с  запуском концов стержней в кладку простенков на 250 мм и заливают цементно-песчаным раствором слоем толщиной 20-30 мм. Если для перекрытия проемов в  стене применены рядовые перемычки, то опирание на стены балок или  плит перекрытий (покрытий) можно допускать  не менее чем на пять рядов сплошной кладки или три ряда камней, уложенных  на растворе марки не менее 25.

К архитектурно-конструктивным элементам  зданий, непосредственно связанным  со стенами, следует также отнести  балконы, эркеры и лоджии. Балконом называют открытую огражденную площадку, выступающую за плоскость наружной стены. Уровень пола балкона соответствует  уровню междуэтажного перекрытия. Элементами балкона являются его несущая  конструкция, пол и ограждение. Эркер  является закрытым балконом, размещенным  за внешней поверхностью наружной стены  и огражденный стенами. Эркер  составляет часть помещения. Лоджией  называют встроенную внутри здания и  открытую со стороны фасада площадку, огражденную с трех сторон стенами.

Деформационные швы предотвращают  появление трещин в стенах зданий, вызываемых температурно-усадоч- ными напряжениями и неравномерной осадкой  основания. Температурно-усадочные  швы разрезают стены здания до фундамента, а осадочные швы, устраиваемые в тех случаях, когда можно  ожидать неравномерную осадку основания, разрезают стены по всей высоте, включая фундамент. При устройстве в стенах здания осадочных швов рекомендуется  совмещать с ними и температурно-усадочные  швы. Расположение и конструкция  деформационных швов должны быть указаны  в проекте. Во избежание продувания стен деформационные швы выполняют в виде шпунта и заполняют их прокладкой из толя или рубероида с утеплителем

(минеральной ватой и  др.).

 

 

 

 

 

 Деформационные швы  а — при спаренных поперечных  стенах: б — при одиночной поперечной  стене; 1 — шпунт; 2 — прокладка  из толя или рубероида с  утеплителем

 

Армокирпичные и  армокаменные перемычки устраивают при проемах шириной более 2 м или при значительных нагрузках. Они отличаются от рядовых тем, что в вертикальные продольные швы кладки над проемами закладывают каркасы из арматурной стали, включающие в работу по восприятию нагрузки всю полосу кладки.

Арочные перемычки в настоящее  время применяют в основном при  возведении зданий по индивидуальным проектам. Это связано со значительной трудоемкостью их устройства, необходимостью выдержки в опалубке и дополнительным расходом лесоматериалов. Кладку камней в перемычках ведут на ребро, наклонными рядами с устройством между ними клинообразных швов. Число рядов  принимают нечетное: средний ряд  называется замком, так как при  его разрушении арка теряет прочность. Плоскости соприкосновения арки с опорами называют пятами. Устройство клинчатых плоских перемычек  аналогично арочным. Возрастающие требования к качеству и красоте являются стимулом для строителей повышать разнообразие материалов. Появился облицовочный кирпич и облицовочная плитка главным образом  для отделки стен, парапетов, цоколей, каминов, бассейнов, элементов интерьера  и т.п. В настоящее время появился материал – сайдинг для облицовки  не только нового здания, но и обновления и утепления старого, придавая им при этом элегантный европейский  внешний вид.