Виды и требования к строительным конструкциям

Эксплуатационные требования к строительным конструкциям

Такие требования обычно включают набор критериев, которые определяют работоспособность и стандарты, которых данные изделия должны достичь в определенных обстоятельствах. Первое требование устанавливается информационной документацией и спецификациями, основанными на характеристиках, результатах испытаний, пожеланиях заказчика.

В проекте сооружаемого строительного объекта учитываются следующие требования:

1. Внешний вид.
2. Стоимость.
3. Вместимость/объём.
4. Прочность и жёсткость.
5. Устойчивость от неблагоприятных внешних условий.
6. Тепловые характеристики, комфортность.
7. Противопожарная защита.
8. Освещение.
9. Вентиляция.
10. Энергоэффективность.

Нормативы перечисленных эксплуатационных требований приводятся в СНиП ІІ-А.10-71. Обычно они основываются на предельных значениях напряжений. Противоположностью эксплуатационным требованиям являются так называемые «предписывающие требования», когда могут быть указаны определенные размеры строительных материалов, а также набор технологических решений, позволяющих достичь нужного результата. Обычно предписывающие требования содержат конкретные значения толщины отдельных строительных элементов, материал, из которого они должны быть изготовлены и т.п.

Хотя это ограничивает творческий потенциал дизайнеров, подрядчиков и поставщиков, но, с другой стороны, и облегчает им задачу, поскольку отпадает надобность в исследованиях. Требования к характеристикам позволяют использовать многочисленные варианты (в том числе, и виртуальное 3D-проектирование), которые обеспечивают экономию времени и средств.

Несущие и ограждающие конструкции

Конструкции, строительство и применение которых предусмотрено проектом, подразделяют на две основные группы: несущие и ограждающие.

Назначение несущих конструкций – воспринимать все нагрузки, возникающие в здании/сооружении под влиянием внешних факторов – ветра, снега – а также внутренних эксплуатационных воздействий, собственного веса всех элементов здания и давления грунта на его подземные части. Такие изделия обеспечивают строительному объекту прочность, устойчивость и надёжность.

К несущим конструкциям относятся:

• элементы, составляющие каркас: колонны, стойки, иногда стены;
• горизонтальные элементы: покрытия и перекрытия;
• жёсткие связи и фундаменты.

В зданиях промышленного типа к несущим конструкциям относят также подкрановые балки.

Ограждающие конструкции защищают здание от внешних атмосферных воздействий, изолируют происходящие в здании процессы и находящихся там людей от внешнего пространства, разделяют внутренний объём здания на отдельные помещения. Этим они гарантируют нормальные санитарно-гигиенические условия и оптимальные условия для процессов и действий, протекающих внутри здания.

К ограждающим конструкциям относятся:

• наружные и внутренние стены;
• световые проёмы;
• двери/ворота;
• покрытие кровли;
• полы;
• перегородки.

В промышленных зданиях роль элементов ограждения часто выполняют пандусы, рабочие площадки и т.п.

Строительные конструкции различают также по материалам, из которых они произведены.

Классификация строительных конструкций по материалу

Выбор подходящего типа строительного материала определяется рентабельностью проекта, требуемой долговечностью сооружения и граничной величиной эксплуатационных нагрузок на здание.

Металлические

Металл используется в качестве структурного каркаса для больших и высотных зданий, либо в качестве внешнего покрытия поверхности. Для строительства используются металлоконструкции из стали, а также сплавов некоторых цветных металлов, чаще меди и алюминия.

Стальные изделия отличаются прочностью, твёрдостью, технологической гибкостью, и – при условии надлежащей обработки, например, антикоррозионного покрытия – долговечностью.

Важно: более низкая плотность и лучшая коррозионная стойкость алюминиевых сплавов иногда превосходят их более высокую стоимость.

В особых случаях (в основном для сооружения представительских объектов) проектируются металлоконструкции из латуни и титана.

Деревянные

Виды строительных конструкций из дерева характерны в основном для малоэтажного строительства жилых объектов. В деревянной конструкции различные конструктивные элементы (стойки, стропила, прогоны) в основном изготавливаются из пород древесины, которые обладают хорошей прочностью на сжатие, растяжение и изгиб.

Важно: используются два типа деревянных каркасных конструкций - баллонная и каркасная.

Вторая считается более прочной и долговечной, в то время как баллонная применяется лишь по данным инструментальной оценки.

Древесина может быть очень гибкой, сохранять прочность при изгибе и вертикальном сжатии. Определенные виды деревьев лучше подходят для заданных целей, чем другие, причём для определения качества важны также район и условия выращивания древесины.

Железобетонные

Находят применение при строительстве промышленных и высотных гражданских объектов. Отличаются малой себестоимостью, поскольку производятся по индустриальным технологиям: в формы устанавливаются армирующие стальные стержни, после чего производится заливка бетона.

Чтобы свести к минимуму наличие пузырьков воздуха, которые могут ослабить конструкцию, для его удаления воздуха используются вибраторы. Железобетон по- прежнему является преобладающим строительным материалом из-за его долговечности, формуемости и простоты транспортировки. Вместе с тем изделия из железобетона отличаются громоздкостью и плохо работают на растяжение.

Бетонные

Технология их изготовления схожа с конструкциями из железобетона, однако армирующие элементы в форму не устанавливаются. Прочность и, соответственно, эксплуатационные возможности бетонных элементов ниже, чем железобетонных.

Алюминиевые

Являются разновидностью металлических (особенности см. в подразделе выше), но отличаются меньшим собственным весом.

Важно: в последнее время возрастает доля строительных конструкций, для изготовления которых используются композитные материалы, керамика, стеклопластик.

Нетрадиционные материалы разнообразят внешний облик здания, снижают трудоёмкость монтажных работ, позитивно сказываются на себестоимости проекта.