Описание конструкций здания

11. Описание отдельных частей и конструкций разрабатываемого здания.

11.1. Фундаменты.

Фундаменты  — это несущие элементы зданий, они должны быть достаточно прочными, устойчивыми, долговечными и экономичными. В сельском строительстве получили распространение три вида фундаментов - ленточные, столбчатые и свайные.

Ленточные фундаменты устраивают под внутренние и наружные стены, столбчатые - под отдельные опоры или стены, но в последнем случае под стены здания на фундаменты укладывают балки. Свайные фундаменты состоят из отдельных свай, которые объединяет сверху железобетонной плитой или балкой (ростверком).

Глубина заложения фундаментов  (расстояние от спланированной поверхности земли до подошвы фундамента) должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам может служить основанием для данного здания. Если основание состоит из влажного пучинистого грунта (мелкого песка, супеси, суглинка или глины), то подошва фундамента должна располагаться ниже уровня промерзания грунта на 0,15. ..0,2 м. На непучинистых грунтах (крупнообломочных, гравелистых песках, крупных и средней крупности) глубина заложения фундаментов не зависит от средней глубины промерзания, однако она не может быть менее 0,5 м.

Глубина промерзания грунтов в разных районах нашей страны различна. Заложение фундамента выше уровня промерзания грунта основание должно быть защищено от увлажнения поверхностными и атмосферными водами. Эта защита достигается тщательной засыпкой грунтом с послойным трамбованием пазух между стенками траншей и фундаментом; правильной планировкой участка, обеспечивающей сток атмосферных вод от стен зданий; устройством по периметру наружных стен отмостки шириной 700. ..1000 мм. Отмостка возвышается у цоколя над уровнем земли на 150 мм. Верхний защитный слой отмостки чаще всего делают из асфальтобетона. 

Глубина заложения фундаментов под внутренние стены и колонны животноводческих зданий не зависит от глубины промерзания грунта и должна быть не менее 0,5 м от уровня земли.

Ленточные фундаменты устраивают под несущие или самонесущие стены из кирпича или крупных блоков. Фундаменты могут быть сборными — из бетонных и железобетонных блоков или монолитными — из бутового камня, бетона или бутобетона. Бетонные и бутобетонные фундаменты возводят в опалубке, в которую укладывают бетон проектной марки. При бетонировании бутобетонного фундамента для экономии бетона добавляют бутовый камень или половинки керамического кирпича, общий объем которых составляет около половины объема фундамента. Бетонную смесь укладывают слоями и в каждый слой утапливают камни.

В случаях, когда отдельные части здания имеют разные этажность, нагрузку, срок возведения или различный по качеству под ними грунт, может произойти неравномерная осадка фундаментов, а, следовательно, появятся трещины, которые могут привести к разрушению всего здания. Для независимой осадки смежных частей здания в фундаменте (и в расположенной на нем стене) устраивают вертикальный осадочный шов, который выполняют в виде поперечной вертикальной щели. В шов закладывают обернутые толем доски или заполняют его битумом.

Столбчатые  фундаменты под стены устраивают при прочных основаниях и небольших нагрузках на них. Фундамент состоит из отдельных опор и уложенных на них железобетонных фундаментных балок (рандбалок), воспринимающих нагрузку от стен. Под несущими стенами опоры располагают в углах, в местах примыкания и пересечения стен, а также в промежутках через 2-6 м. Опоры делают из бутового камня, бетона, бутобетона, кирпича или из сборных бетонных блоков.

Свайные фундаменты применяют при возведении зданий не только на слабых грунтах. Устройство свайных фундаментов вместо ленточных на достаточ- 

но прочных  грунтах в ряде случаев значительно сокращает объем земляных работ и способствует снижению стоимости фундаментов, а значит, и сооружения в целом.

Сваи  свайных фундаментов, проходящие через  слабые слои грунта и опирающиеся на прочный грунт, называют сваями-стойками. Сваи, не достигающие прочного грунта, а уплотняющие слабые слои, называют висячими. Висячие сваи передают на грунт нагрузку от здания за счет сил трения, возникающих между их боковой поверхностью и грунтом.

По способу  погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. Забивные сваи погружают  путем забивки, вдавливания или  вибрации, набивные — образуют путем предварительного устройства буровых скважин и последовательного заполнения их бетоном. Для равномерного распределения на сваи нагрузки от здания их с помощью ростверка связывают поверху в единую конструкцию.

Сваи-колонны  представляют собой принципиально новую конструкцию фундамента и совмещают функции сваи (погружаемая в грунт часть элемента) и колонны (надземная часть элемента). Сваи-колонны погружают в грунт на глубину 2.. .3 м обычно виброударным способом или вдавливанием. 

11.2.Колонны

Колонны для крайних и средних рядов  в каркасах зданий имеют в плане  квадратное сечение с размерами 200X200 и 300x300 мм. Для установки и крепления несущих конструкций покрытия в колонны при их изготовлении замоноличивают стальные закладные части в виде пластин и анкерных болтов. В крайних колоннах, кроме того, предусматривают закладные части для крепления элементов стен.

При возведении зданий с полным каркасом применяют  также сваи-колонны, что позволяет  исключить устройство фундаментов. Для опирания фундаментных балок сваи-колонны имеют консоли. 

11.3. Покрытие.

Покрытие  — верхнее ограждение здания для  защиты от внешних климатических факторов и воздействий. Покрытия современных животноводческих зданий устраивают, как правило, бесчердачными. Они состоят из нескольких слоев, каждый из которых имеет особое назначение. Нижний слой — несущий, его обычно выполняют из железобетонных плит. Плиты укладывают в виде настила по несущим конструкциям — балкам, фермам или рамам; нижняя поверхность плит образует потолок. Сверху на плиты наклеивают пароизоляционный слой (рубероид, полиэтиленовую пленку и др.) для предохранения следующего слоя — утеплителя от увлажнения водяными парами внутреннего воздуха помещения. Слой утеплителя, выполняемый из легких материалов (минераловатных плит, пенопласта и др.), обеспечивает необходимую теплоизоляцию помещения для защиты от холода и перегрева солнцем. Теплоизоляция предотвращает потери тепла в помещении и образование конденсата водяных паров на потолке. Толщину слоя утеплителя определяют теплотехническим расчетом, учитывающим температуры и влажность наружного и внутреннего воздуха. Поверх теплоизоляции устраивают основание под кровлю, конструкция которого зависит от ее вида. Верхний слой покрытия—кровля—защищает здание от атмосферных осадков. В зависимости от уклона крыши кровлю выполняют из рулонных и мастичных материалов или асбестоцементных волнистых листов.

Покрытия  с рулонной кровлей  применяют в многопролетных и многоэтажных зданиях при уклонах крыши 0. ..25%. В зданиях со сборным железобетонным каркасом покрытие устраивают по настилу из железобетонных ребристых плит. Швы между плитами заполняют цементным раствором, что придает настилу необходимую монолитность. На выровненной поверхности настила устраивают слой пароизоляции путем наклейки рубероида или пергамина. По пароизоляции укладывают утеплитель, а поверх него — выравнивающий слой (стяжку) толщиной 15. ..25 мм из цементно-песчаного раствора,  

который служит основанием для рулонного кровельного ковра. Битумные рулонные материалы (рубероид, гидроизол) крепят к основанию битумной мастикой, а толь — дегтевой мастикой. Число слоев в рулонных кровлях обычно 3.. .4.

Такая конструкция покрытия не всегда соответствует  условиям эксплуатации животноводческих помещений. При высокой относительной  влажности воздуха водяные пары из помещения проникают в ограждение и увлажняют утеплитель. В результате теплозащитная способность покрытия резко снижается. На потолке образуется конденсат, возможно даже промерзание потолка, микроклимат помещения ухудшается. Поэтому в помещениях с влажным и мокрым режимом такая конструкция покрытия допускается только при условии, если устройство пароизоляции исключает накопление влаги в утеплителе за годовой период эксплуатации. Этого достигают, используя в качестве пароизоляции материалы с более высоким сопротивлением паропроницанию, чем рулонная кровля, например, полиэтиленовую пленку толщиной 0,2 мм.

В зданиях  с высокой влажностью воздуха (коровники, свинарники и др.) эффективны конструкции вентилируемых покрытий. Они обеспечивают удаление проникших в толщу ограждения водяных паров благодаря наличию между утеплителем и кровлей воздушных прослоек, соединенных с приточными отверстиями в карнизе и вытяжными отверстиями в коньке крыши. Наружный воздух, проходя над утеплителем от карниза к коньку, осушает теплоизоляцию. Толщину воздушной прослойки над теплоизоляцией определяют на основе расчета ее осушающего эффекта за годовой период эксплуатации и принимают не менее 50 мм. Площадь приточно-вытяжных отверстий должна быть не менее площади сечения вентилируемой прослойки.

Покрытия  с кровлей из асбестоцементныхлистов применяют при уклонах крыши 10... 33 %. Это основной вид покрытий для животноводческих зданий шириной до 27 м. В зданиях с железобетонными балками, фермами или рамами устраивают покрытие с железобетонными плитами. Покрытие с каркасными асбестоцементными плитами применяют в зданиях с облегченными несущими конструкциями — деревянными рамами, металлическими и металлодеревянными фермами и арками. Плиты представляют собой замкнутую со всех сторон коробку, заполненную утеплителем.

Основанием  под асбестоцементную кровлю служит обрешетка из деревянных брусков. Бруски антисепти-руют и глубоко пропитывают антипиреном. Для обеспечения необходимых эксплуатационных качеств кровли асбестоцементные листы укладывают внахлестку, что предотвращает попадание в щели снега и воды. Вышележащие листы должны перекрывать нижележащие на 150. ..300 мм. Крепят листы к обрешетке оцинкованными шурупами через шайбы с мягкими прокладками. В покрытиях с кровлей из асбестоцементных волнистых листов проникающая из помещений парообразная влага не накапливается. Воздушная прослойка между утеплителем и асбестоцементными листами обеспечивает удовлетворительное проветривание теплоизоляции. Вытяжка воздуха происходит чрез вентиляционную щель, которую устраивают в коньке покрытия.

Конструкции покрытий животноводческих зданий постоянно  совершенствуют. Весьма перспективно применение прогрессивных строительных материалов — панелей из алюминиевых сплавов, стального профилированного настила, асбестоцемента в сочетании с утеплителями из пенопластов. Новые технические решения проходят широкую проверку в производственных условиях

11.4. Стены

Стены в животноводческих зданиях по конструкции  подразделяют на кирпичные, блочные, панельные.

Кирпичные стены применяют главным образом в бескаркасных зданиях или в зданиях с неполным каркасом. В таких зданиях стены являются несущими, на них опирают балки и фермы покрытий, балки и плиты перекрытий. В каркасных зданиях из кирпича возводят обычно только торцевые стены.

Кладку  ведут горизонтальными рядами на растворе с перевязкой швов, т. е. вертикальные швы между кирпичами не должны совпадать.  

Перевязка достигается путем определенного чередования укладки кирпичей длинной стороной поперек стены (тычками) с укладкой вдоль стены (ложками). Толщина стен всегда кратна 1/2 кирпича. В зависимости от нагрузок на стены, климатических условий и назначения здания толщину наружных стен принимают равной 1,5, 2, 2,5 кирпича, что с учетом толщины вертикальных швов 10 мм составляет 380, 510, 640 мм. Толщина горизонтальных швов в среднем 12 мм.

Стены из крупных блоков в большей степени, чем кирпичные, соответствуют современным индустриальным методам возведения зданий. Наиболее широко применяют блоки, изготовленные из легких бетонов плотностью 800. ..1400 кг/и³ на пористых заполнителях (керамзите, шлаке и др.). Толщина блоков 300, 400 и 500 мм, высота 600 и 1200 мм, длина кратна 500.

Для животноводческих зданий с повышенной (до 85 %.) влажностью внутреннего воздуха используют двухслойные блоки, в которых поверхность из легкого бетона, обращенная внутрь здания, защищена от увлажнения слоем тяжелого бетона толщиной 50 мм. С наружной стороны на блоки наносят декоративный  (фактурный)  слой толщиной 20 мм из цементно-песчаного раствора. Кладку ведут на цементно-песчаном растворе с перевязкой швов. Вертикальные швы заполняют легким бетоном (керамзито- или шлакобетоном).

Панельные стены — основной вид стеновых ограждений каркасных зданий. Применение крупных панелей в сочетании с другими укрупненными элементами заводского изготовления позволяет значительно уменьшить объем работ, выполняемых непосредственно на строительной площадке, сократить сроки и снизить стоимость строительства.

По характеру  работы в здании различают панели самонесущие и навесные. Самонесущие  панели устанавливают на фундаментные балки или цокольные панели, укладываемые на фундаментные башмаки колонн. Навесные панели опирают (навешивают) на колонны или рамы каркаса, которые воспринимают нагрузку от их массы. 

По роду материалов панели подразделяют на железобетонные, асбестоцементные и металлические. Толщина панелей зависит от климатических условий района строительства, температурно-влажностного режима в помещениях, а также свойств материалов, используемых для изготовления панелей.