Элементы зданий и их классификация¶
Элементы зданий — это конструктивные части и инженерные составляющие, из которых состоит любое капитальное сооружение. Под зданием понимают наземную постройку с помещениями для проживания, производственной или общественной деятельности. Все элементы делят на несущие, ограждающие и совмещённые, а также на объёмно-планировочные и инженерные. Их состав и характеристики определяются назначением объекта, этажностью, климатом и применяемыми материалами.
¶Классификация элементов
В строительной науке принято несколько способов деления. По функциональному назначению выделяют:
- Несущие — воспринимают нагрузки от собственного веса, оборудования, людей, снега и ветра и передают их на основание. К ним относятся фундаменты, каркас, стены, столбы, балки, фермы.
- Ограждающие — отделяют внутреннее пространство от внешней среды или разделяют помещения. Это наружные и внутренние стены, перегородки, перекрытия, покрытия, окна, двери.
- Совмещённые — одновременно несут и ограждают (например, несущие наружные стены, совмещённые покрытия).
По положению в объёме здания различают подземную и надземную части. Подземная включает фундамент и подвал, надземная — стены, каркас, перекрытия, крышу.
¶Подземная часть
Основание — массив грунта, воспринимающий нагрузку от фундамента. Оно бывает естественным и искусственным (укреплённым сваями, уплотнением, закреплением).
Фундамент — подземная несущая конструкция, передающая нагрузку на основание. Виды: ленточные (под стены), столбчатые (под колонны), плитные (сплошные), свайные. Материалы — бетон, железобетон, бутовый камень. Фундамент должен закладываться ниже глубины промерзания грунта, иначе возможны деформации.
Подвал и цоколь — заглублённые помещения и нижняя часть наружной стены. Цоколь защищает здание от увлажнения и механических повреждений.
¶Надземная часть
Стены — вертикальные ограждения. Наружные отделяют помещения от улицы, внутренние разделяют их между собой. Несущие стены воспринимают нагрузку от вышележащих конструкций, самонесущие несут только собственный вес, навесные крепятся к каркасу.
Каркас — система вертикальных (колонны, стойки) и горизонтальных (ригели, балки) элементов. Применяется в высотных, промышленных и большепролётных зданиях. Каркас бывает металлическим, железобетонным и деревянным.
Перекрытия — горизонтальные конструкции, разделяющие этажи. Бывают междуэтажные, чердачные, надподвальные. По конструкции — балочные, безбалочные, сборные и монолитные. Перекрытие одновременно несущий и ограждающий элемент.
Перегородки — тонкие внутренние стены, не несущие нагрузки, кроме собственного веса. Могут быть кирпичными, гипсокартонными, стеклянными, сборно-щитовыми.
Крыша и покрытие — верхняя ограждающая конструкция, защищающая от осадков и перепадов температур. Состоит из несущей части (стропила, фермы, панели) и кровли. Крыши бывают скатные, плоские, чердачные и бесчердачные.
Лестницы — конструктивные элементы для сообщения между этажами. Включают марши (наклонные части со ступенями) и площадки. Бывают внутренние, наружные, пожарные, эвакуационные.
¶Проёмы и заполнения
Окна — светопрозрачные ограждения для освещения и вентиляции. Состоят из оконных коробок, переплётов и стеклопакетов. По материалу различают деревянные, алюминиевые, поливинилхлоридные.
Двери — заполнения проёмов для прохода людей и транспорта. Включают коробку и полотно. Бывают наружные, внутренние, противопожарные, технические.
Витражи и витрины — крупные светопрозрачные конструкции в общественных зданиях.
¶Инженерные элементы
Помимо конструктивных, в состав здания входят инженерные системы:
- водоснабжение и канализация;
- отопление, вентиляция, кондиционирование;
- электроснабжение и освещение;
- газоснабжение;
- лифты и подъёмники;
- системы пожаротушения и дымоудаления;
- слаботочные сети (связь, интернет, сигнализация).
Эти системы не входят в несущий остов, но без них эксплуатация современных зданий невозможна.
¶Конструктивные схемы
Сочетание элементов образует конструктивную схему здания:
| Схема | Особенность |
|---|---|
| Бескаркасная | Нагрузку несут стены |
| Каркасная | Нагрузку воспринимает каркас |
| Смешанная | Часть нагрузки на стены, часть на каркас |
| Ствольная | Ядро жёсткости в центре высотного здания |
| Оболочковая | Несущая функция у внешней оболочки |
Выбор схемы зависит от этажности, назначения, сейсмичности района и свойств грунтов.
¶Требования к элементам
К элементам зданий предъявляют комплекс требований:
- Прочность и устойчивость — способность воспринимать нагрузки без разрушения.
- Долговечность — срок службы с учётом капремонтов. По капитальности здания делят на классы: I (свыше 100 лет), II (50–100), III (20–50), IV (до 20 лет).
- Пожарная безопасность — предел огнестойкости конструкций.
- Тепло- и звукоизоляция — комфорт помещений.
- Экономичность — материалоёмкость и стоимость возведения.
- Индустриальность — возможность сборки из готовых изделий.
¶Историческая справка
В традиционном русском зодчестве основными элементами были сруб (стены из брёвен), завалинка, крыльцо, сени, кровля из дранки или тёса. Каменное строительство с XIV–XV веков ввело фундаменты из бутового камня, своды, аркбутаны. В XX веке распространились сборный железобетон, крупнопанельные дома, а с конца века — монолитный каркас и навесные фасады. Современные высотные здания опираются на свайные фундаменты и стволовые схемы с ядрами жёсткости.
¶Значение
Элементы зданий образуют взаимосвязанную систему: отказ одного звена (например, просадка фундамента или промерзание стены) влияет на весь объект. Проектирование ведётся по нормативным документам — сводам правил и ГОСТам, регламентирующим нагрузки, теплотехнику, огнестойкость. Понимание состава и работы элементов необходимо при строительстве, реконструкции и обследовании зданий.
Источники: учебники по строительным конструкциям и архитектуре, СП и ГОСТ по проектированию зданий, справочники по инженерным системам.