ОСНОВЫ АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
.docОСНОВЫ АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Лекция 1. Сущность архитектуры, ее определение и задачи. Гражданские, производственные здания.
Понятие, состав и содержание проекта здания.
Архитектура - это искусственная, созданная по законам геометрии материально-пространственная среда, в которой протекают все социальные и физиологические процессы, связанные с жизнедеятельностью человека. Создавая материально и эстетически организованную среду, архитектура не только удовлетворяет утилитарные потребности людей, но и своими образами выражает идейнохудожественные устремления общества, воспитывает высокую гражданственность, гуманизм, чувство патриотизма. Эти свойства архитектуры реализуются не только в отдельных уникальных сооружениях, но и в массовом строительстве, рассчитанном на удовлетворение потребностей общества в целом.
В основе всей многосторонней работы по планированию, проектированию, строительству городов, поселков городского типа и сельских населенных мест лежит долгосрочная научно обоснованная концепция развития градостроительства и жилищно-гражданского строительства страны в условиях социального и научно-технического прогресса.
Основными задачами, решаемыми в ходе этой работы, являются:
-
создание градостроительных условий для всестороннего развития человека (включая вопросы доступного разнообразия мест приложения труда и образования, культурно-бытового обслуживания, организации мест отдыха, обеспечения жилищного благоустройства городов, создания комфортных санитарно- гигиенических условий, ликвидации существенных различий в условиях жизни городского п сельского населения и т. д.);
-
создание градостроительных предпосылок рационального развития производительных сил (включая вопросы создания условий расселения, благоприятствующих концентрации и эффективности производства, рационализации миграций трудовых ресурсов, созданию территориально-производственных комплексов в первоочередном освоении Сибири и Дальнего Востока, экономического использования ценных земельных ресурсов и т. д.);
-
создание градостроительных предпосылок сохранения экологического равновесия, сохранения и рационального использования природных ресурсов (включая вопросы предотвращения чрезмерной концентрации населения и производства, охраны участков с ценными природными ландшафтами, предотвращения срастания застроенных территория и загрязнения воздушного и водного бассейнов и г. д.).
Эти задачи реализуются в конкретной деятельности органов управления научных, проектных и строительных организаций, занимающихся различными направлениями, составляющими обширную сферу градостроительства в России.
Функциональная сторона архитектуры зависит от назначения зданий, экономических возможностей и уровня развития строительной техники. Художественная сторона архитектуры как искусства, является одной из форм общественного сознания и образно отражает мировоззрение общества.
Архитектура представляет собой гармоничное единство материальных благ и искусства большого социального значения.
Функциональные, инженерно-конструктивные, эстетические, экономические требования предъявляются к архитектуре с древних времен. Так, еще две тысячи лет тому назад древнеримский теоретик архитектуры М. Витрувий отмечал, что архитектурные сооружения должны обладать тремя качествами: пользой, прочностью и красотой.
Эти три главных требования учитывались зодчими Древней Греции, Рима, художниками эпохи Возрождения и др.
В XVI в. итальянский архитектор Палладио писал: «В каждой постройке должны быть соблюдены три вещи, без которых ни одно здание не может заслужить одобрения: это польза, или удобство, долговечность и красота, ибо невозможно было бы назвать совершенным здание хотя бы и полезное, но недолговечное, равно как и такое, которое служит долго, но неудобно, или же то, что имеет одно и другое, но лишено всякой прелести».
В соответствии со сказанным в процессе проектирования здания необходимо учитывать следующие основные требования к нему: функциональные, удовлетворяющие практическим потребностям; градостроительные - выявление в архитектуре здания его роли с учетом окружающей застройки и всей градостроительной ситуации; конструктивные и экономические - подбор соответствующих строительных конструкций, материалов и размеров здания; художественные, сущность которых заключается не только в гармоничном сочетании объёмных пространственных элементов здания, но и в достижении большой идейно-художественной выразительности. Художественные требования относятся в равной мере как ко внешнему виду здания в целом, гак и к его внутренним пространствам и помещениям.
Определяющим требованием к архитектуре во всех случаях должно быть полноценное функциональное решение здания или комплекса.
Зданиями называют наземные строения с помещениями для жилья или общественных нужд. Сооружения отличаются от зданий тем, что помещений обычно не имеют и предназначают их для каких-либо технических целей (например, мосты, плотины, набережные, доменные печи и т. п.). Иногда под термином «сооружения» понимают любые строения, т. е. все то, что построено человеком; в этом случае понятие «сооружение» имеет более широкий смысл, чем слово «здание».
Каждое здание состоит из отдельных взаимосвязанных конструктивных элементов, или частей, имеющих определенное назначение. К ним относятся фундаменты. стены, столбы, перекрытия и полы, крыши или покрытия, лестницы, перегородки, окна и двери.
Фундаменты воспринимают все нагрузки от здания (как постоянные, так и временные) и передают давление от этих нагрузок на основание (грунт). Верхнюю плоскость фундамента, на которую опираются стены или отдельные опоры, называют поверхностью или обрезом фундамента. Кроме того, обрезами называют горизонтальные площадки уступов фундамента. Нижняя плоскость фундамента, непосредственно соприкасающаяся с основанием, называется подошвой фундамента.
Расстояние от низшего уровня поверхности земли в период эксплуатации здания до подошвы фундамента называют глубиной заложения фундамента. Когда здание имеет подвал, то фундаменты, расположенные выше его пола, образуют стены подвала.
Стены. Наружные стены ограждают помещения от внешней среды, внутренние - от смежных помещений. Стены могут быть несущими, если они кроме собственной массы воспринимают нагрузку от других частей здания (перекрытий и крыши), самонесущими, если они несут нагрузку только от собственной массы стен всех этажей здания, и ненесущими (навесными). Самонесущие стены воспринимают собственную массу только в пределах одного этажа и передают ее по- этажно на другие элементы здания - поперечные несущие стены, перекрытия или колонны каркаса. Во всех случаях стены воспринимают ветровую нагрузку.
Столбы (кирпичные, деревянные, а также железобетонные и стальные, называемые колоннами), подобно несущим стенам, воспринимая нагрузки от перекрытий и покрытий, передают их на фундаменты.
Перекрытия - горизонтальные конструкции над этажами - являются одновременно несущими и ограждающими элементы зданий. Они воспринимают кроме собственной массы полезную (временную) нагрузку: массу людей, предметов обстановки и оборудования помещений, передавая ее на стены или отдельные опоры.
В зависимости от местоположения в здании перекрытия подразделяют на междуэтажные - между смежными этажами, чердачные — между верхним этажом и чердаком, надподвальные - между первым этажом и подвалом, нижние - над подпольем.
Перекрытия, являясь горизонтальными диафрагмами жесткости, выполняют важную роль в обеспечении пространственной жесткости зданий.
Крыши предохраняют здания от различных атмосферных воздействий (дождь, снег, вегер, солнце и пр.). Конструкции крыши состоят из двух основных элементов - несущей части (стропила, фермы, рамы, своды, арки) и ограждающей в виде водонепроницаемой оболочки - кровли.
Пространство между крышей и верхним перекрытием называют чердаком. Если здание строят без чердака, то его крыша выполняет функции и чердачного перекрытия; в этом случае конструкцию крыши называют бесчердачным покрытием. Если нижняя поверхность бесчердачного покрытия образует потолок верхнего этажа, покрытие принято называть совмещенной крышей.
Лестницы служат для сообщения между этажами. Чаще всего по противопожарным соображениям лестницы размещают в специальных помещениях, называемых лестничными клетками.
Перегородки - это тонкие внутренние вертикальные ограждения, устанавливаемые на перекрытиях и отделяющие помещения друг от друга в пределах одного этажа. Нагрузок перегородки обычно не несут.
Оконные проемы, устанавливаемые в наружных стенах для освещения помещений, заполняют остекленными переплетами. Кроме освещения их используют также для проветривания помещений.
Двери устраивают в стенах и перегородках. Размеры дверей, их количество и расположение в здании определяют с учетом назначения здания и отдельных его помещений. Двери должны соответствовать требованиям быстрой эвакуации людей из помещений и зданий в случае возникновения пожара.
К прочим элементам зданий относят балконы, эркеры, лоджии, козырьки и площадки у входов в здание, приямки у окон подвала и др.
Фундаменты, стены, отдельные опоры, перекрытия, воспринимающие нагрузки от находящихся в здании людей, оборудования, а также крыши и другие элементы здания, подвергающиеся ветровым и снеговым нагрузкам, являются несущими частями здания. В совокупности несущие части здания образуют пространственную систему, называемую несущим остовом здания.
К ограждающим конструкциям зданий относят наружные и внутренние стены, перекрытия и полы, перегородки, покрытия и кровли, а также заполнения оконных и дверных проемов. Ограждающие конструкции должны быть стойкими к атмосферным и другим физико-химическим воздействиям, а кроме того, обладать надежными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами. Некоторые части зданий выполняют одновременно несущие и ограждающие функции (например, стены, перекрытия и крыши).
КЛАССИФИКАЦИЯ ЗДАНИЙ И ИХ КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ
В зависимости от их назначения здания подразделяют на гражданские, промышленные и сельскохозяйственные. К гражданским относят здания, предназначенные для обслуживания бытовых и общественных потребностей людей. Эти здания разделяют на жилые (в состав которых входят жилые дома квартирного и гостиничного типа, общежития) и общественные (административные, детские учреждения. учебные, культурно-просветительные, торговые, коммунальные, учреждения здравоохранения и др.).
Промышленными называют такие здания, в которых размещают орудия производства и выполняют трудовые процессы для изготовления промышленной продукции. Такими зданиями являются, например, заводы, фабрики, электростанции.
К сельскохозяйственным зданиям относят животноводческие строения (коровники, свинарники, конюшни, птичники), кормовые цехи и кухни, теплицы, зерно- и овощехранилища, здания для хранения и ремонта сельскохозяйственных машин и др.
Гражданские здания, возводимые обычно по типовым проектам, называют зданиями массового строительства. К ним относят жилые дома, ясли и детские сады, школы, небольшие магазины и др. Крупные общественные здания государственного или важного культурного значения (например, здания правительственных учреждений, театры, дворцы культуры, музеи и т. п.) называют уникальными. Строят их обычно по индивидуальным проектам.
В зависимости от материала, из которого выполнены стены, здания подразделяют на кирпичные, бетонные, железобетонные, деревянные, саманные и др. По виду и размеру строительных изделий и способу выполнения строительных работ различают здания из мелких штучных элементов, сборные из крупноразмерых элементов - крупноблочные и крупнопанельные, а также из монолитного и сборно-монолитного железобетона.
Крупноблочными называют здания, наружные и внутренние стены которых монтируют из искусственных или естественных камней большого размера - крупных блоков, имеющих массу до 3 т, а иногда и более. Из крупноразмерных элементов монтируют не только стены, но и другие элементы здания (например, перекрытия. покрытия, перегородки, лестницы и др.).
Крупнопанельными называют здания, монтируемые из сборных, изготовленных на заводе крупноразмерных плит, называемых панелями, из которых собирают наружные и внутренние стены, перекрытия, перегородки и др. Крупная стеновая панель по сравнению с крупным стеновым блоком представляет собой элемент большей площади и меньшей толщины.
По этажности гражданские здания подразделяют на малоэтажные (высотой до грех этажей), многоэтажные (от 5 до 8 этажей), здания повышенной этажности (от 9 до 25 этажей) и высотные (высотой более 25 этажей). При определении этажности здания учитывают только те надземные этажи, уровень пола которых расположен не ниже отметки отмостки или тротуара.
Этаж, пол которого заглублен ниже отметки или тротуара, но не более чем на половину высоты помещения, называют цокольным или полуподвальным. Если пол заглублен ниже указанного размера, то этаж называют подвальным. Этаж, расположенный в пределах чердака при относительно высокой крыше (обычно двускатной), называют мансардой. Этаж, предназначенный для размещения инженерных коммуникаций дома, если необходимо зонировать санитарно-технические системы по высоте, называют техническим.
Конструктивной схемой здания называют систему вертикальных (стены, столбы) и горизонтальных (перекрытия, покрытия) элементов, которые воспринимают все нагрузки на здание и обеспечивают пространственную жесткость и устойчивость зданию.
В зависимости от вида несущего остова различают две основные конструктивные схемы зданий - с несущими стенами и каркасную. В зданиях с несущими стенами нагрузку от перекрытий и крыши воспринимают стены: продольные, поперечные или одновременно те и другие. В каркасных зданиях все нагрузки передаются на каркас, т. е. на систему связанных между собой вертикальных колонн и горизонтальных балок, называемых прогонами или ригелями. Если колонны каркаса размещаются как по периметру наружных стен, так и внутри здания, такой каркас называют полным. Схема с несущими наружными стенами и внутренним каркасом, колонны или столбы которого заменяют внутренние несущие стены - этот каркас называют неполным.
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЗДАНИЯМ
Каждое здание должно удовлетворять целому ряду требований. К ним относятся: функциональная целесообразность, прочность, устойчивость, пожарная безопасность, долговечность, красота композиции и экономичность строительства. 11ри этом в планировке и конструкциях здания должны быть учтены географические, климатические, гидрогеологические и сейсмические условия района строительства, требования санитарной техники и гигиены. Размеры и масса конструктивных элементов должны быть рассчитаны на использование современных индустриальных методов монтажа, применение новых строительных материалов, конструкций, механизмов и оборудования.
Основным требованием, предъявляемым к зданию, является функциональная целесообразность - здание должно создавать наилучшие условия для быта и труда людей или, как говорят, для того или иного функционального процесса.
Прочность здания характеризуется прочностью применяемых материалов и конструкций, находящихся во взаимосвязи. Эти связи обеспечивают пространственную жесткость, т. е. неизменяемость конструктивной схемы под действием всех разновидностей нагрузок. Устойчивость обеспечивается целесообразным взаимным сочетанием и расположением составных элементов конструкций зданий в соответствии с величиной и направлением внешних усилий; она зависит также от надежности основания.
Степень огнестойкости зданий зависит от степени возгораемости основных частей здания и предела их огнестойкости. По степени возгораемости все строительные конструкции подразделяют на три группы в зависимости в основном от того, к какой группе возгораемости относится материал, из которого они выполнены. К несгораемым относят конструкции, выполненные из несгораемых материалов (например, кирпичная стена, железобетонное перекрытие). Трудносгораемыми называют конструкции, выполненные из трудносгораемых материалов (например, фибролитовая перегородка), а также конструкции из сгораемых материалов, защищенные от огня штукатуркой или облицовкой из несгораемых материалов (например, деревянная стена, оштукатуренная с обеих сторон). К сгораемым относят конструкции, изготовленные из сгораемых материалов и не защищенные от огня (например, деревянные неоштукатуренные стены).
Под пределом огнестойкости конструкции понимают время (в часах) от начала огневого испытания до появления одного из следующих признаков: сквозных трещин, обрушения, повышения температуры на необогреваемой поверхности более чем на 140° в среднем или на 180° в любой точке по сравнению с температурой
до испытания, а также более 220° независимо от температуры до испытания. Предел огнестойкости кирпичной стены толщиной в один кирпич равен 5,5 ч, незащищенных стальных колонн - 0,25 ч.
Здания по степени огнестойкости подразделяются на пять степеней. К зданиям I, II и III степеней огнестойкости относятся каменные, к IV -деревянные оштукатуренные, к V - деревянные неоштукатуренные конструкции.
Строительными нормами установлены три степени долговечности ограждающих конструкций: I степень - не менее 100 лет, II степень - не менее 50 лет, III степень - не менее 20 лет.
Эксплуатационные качества зданий подразделяются на четыре класса.
Для зданий различного назначения установлены требования, определяющиеся нормами и регламентами проектирования и строительства.
ОСНОВЫ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Качество любого здания в первую очередь определяется удобством осуществления тех функциональных процессов, для которых оно предназначено. Поэтому при проектировании зданий архитектор привлекает для консультаций специалистов-технологов. Например, при проектировании торговых предприятий приглашаются специалисты по доставке, методам обработки и размещению товаров, обслуживанию покупателей; при проектировании школ - методисты по учебно-воспитательной работе.
Для осуществления всех указанных функций необходим набор взаимосвязанных расположению различных помещений. Взаимосвязь помещений выражается функциональными схемами зданий.
При составлении функциональных схем необходимо провести зонирование - сгруппировать помещения с близкими функциями, связанные последовательностью технологических операций, в соответствии с требованиями к акустическому комфорту (разделить «шумные» и «тихие» помещения).
В любом здании выделяются как главные функции, определяющие его назначение, так и вспомогательные.
Следующий этап проектирования - определение размеров помещений, составляющих здание. Эти размеры определяются видом деятельности людей, их числом и антропометрическими данными, габаритами мебели и оборудования, необходимостью его перемещения. Размеры статических положений и передвижений людей. Размеры классов, аудиторий, зрительных залов определяются не только площадью, занимаемой людьми, мебелью, оборудованием и проходами, но и условиями видимости классной доски, демонстрационных приборов, экрана и других объектов зрительного восприятия.
Размеры коммуникационных помещений определяются не только удобством перемещения людей, но и условиями экстремальной эвакуации в случае возникновения пожаров, аварий или стихийных бедствий. Поэтому размеры и количество коридоров, лестниц, лифтов тамбуров зависят от назначения зданий (их пожарной опасности) и огнестойкости их конструкций.
Объем любого помещения должен обеспечивать необходимый запас воздуха для нормального дыхания людей. Поэтому размеры помещений должны увязываться с кратностью их воздухообмена путем естественной или принудительной вентиляции.
Полученные на начальной стадий архитектурного проектирования данные по составу помещений, необходимых для здания, их размеры и взаимосвязь - исходные материалы для формирования объемно-планировочной и конструктивной структуры здания. Это наиболее творческая часть проектирования.
При группировке помещений согласно функциональной схеме и определении целесообразных связей между ними параллельно выявляют целесообразность организации связей по горизонтали или по вертикали в соответствии с выбираемой этажностью.
Проект - это комплект технических документов, необходимых для строительства здания или сооружения. Основой для начала проектирования является задание на проектирование. Оговаривается место строительства и т. д.
Проект выполняется в 1, 2 или 3 стадии:
-
Эскизный проект,
-
Проект
-
Рабочие чертежи
Формула проектирования зданий:
Ф – форма,
F - функциональный процесс, осуществляемы в здании,
П - пространство для каждого элемента функционального процесса внутри и снаружи.
К - конструктивное решение здания.
Процесс проектирования - комплекс изыскательских, расчетных и проектно-конструкторских работ.
Изучение функционального процесса - подбор нормативных документов - анализ опыта проектирования — эскиз-идея общего решения (несколько вариантов) - сравнение - анализ - разработка лучшего варианта.
Задание на проектирование (заказчик) - начало проектирования. Генеральный план обязателен.
Архитектурно-строительная часть: планы этажей, фасады и разрезы (по лестнице), конструктивные решения, узлы и детали, схемы инженерных сетей и коммуникаций. Разработка рабочих чертежей.
Типовой проект, типовое проектирование, комплексное проектирование (общие конструктивно-планировочные принципы), комплексные серии.
Целесообразность и экономичность проектных решений оценивается по ряду технико-экономических показателей (нормы проектирования).
Чертеж и масштаб. Чертежи архитектурные, конструктивные и инженерно- технические. Масштаб — 1:50; 1:100; 1:200; 1:400. Генплан — 1:500; 1:1 ООО; 1:2000 и т. д.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Т.З. Жилые здания ; М.Б. Великовский и др. — М.: Стройиздат. 1983. - 239 с.: ил.
2. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Т.Д. Общественные здания / М.Б. Великовский и др. - М.: Стройиздат, 1977. - 108 с.: ил.
3. Архитектура гражданских и промышленных зданий: Гражданские здания Д.В.Захаров и др.; Под общ. ред. Л.В.Захарова. М.; Стройиздат.1993 - 509 с. Ил.
4. Архитектурное проектирование общественных зданий и сооружении: Учеб. для вузов / В.В.Адамович и др.; Под общ. ред. И.Е. Рожина. - М.: Стройиздат. 1984 - 543 с.: пл.
5. Безверхов Г.М. Архитектурная композиция гражданских и промышленных зданий: Учеб пособие. - Горький, ГГУ, 1984. -81 с.: ил
6. Бирюков Л.Е. Основы планирования и благоустройства населенных мест и промышленных территорий. - М.: Высш.шк.. 1978. - 232 с.: ил.
7. Ким И.И., Маклакова Т.Г Архитектура гражданских и промышленных зданий. Спец курс: Учеб. пособие для вузов. - М.: Стройиздат. 1987. 287с. : ил.
8. Конструкции гражданских здании: Учеб. пособие для вузов / Под ред Г.Г. Маклаковой. - М Стройиздат, 1986. - 135 с.: ил.
9. Маклакова Т.Г., Нанасова С.М., Шараненко В.Г. Проектирование жилых и общественных зданий: Учеб. пособие для вузов / Под ред. Т.Г. Маклаковой. - М.: Высш.шк., 1998. - 400 с.: ил.
10. Лисициан M.B. и др. Архитектурное проектирование жилых зданий. М.: Строниздаг. 1990 (1972). - 288 с.
-
Степанов В.К. и др. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Основы планирования населенных мест. - М.: Высш.шк., 1985. - 207 с.: ил.
-
Тосунова М.И. Планировка городов и населенных мест. - М.: Высш.шк., 1986. - 207 с.: ил.
-
Шевцов В.К. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Том III. Жилые здания. - М.: Стройиздат, 1983. - 239 с.
-
Шерешевский И.А. Конструирование гражданских зданий. - Л.: Стройиздат, 1981. - 176 с.: ил.
НОВЫЕ ПОСТУПЛЕНИЯ В БИБЛИОТЕКУ
1
72(075.8)
0-753
Экземпляры: всего: 50 - к/х(1), ЧзТЛ(1), Ф.1(2), АбУНЛ(46)
Аннотация: Приводятся основные сведения по истории развития мировой архитектуры и строительной техники. На базе этих знаний строится дальнейшее развитие курса «Основы архитектуры и строительной техники». Этот курс включает в себя общие понятия о зданиях и сооружениях, их структуре, нагрузках и воздействиях. Курс также дает общие понятия о функциональных, физико-технических и архитектурно-композиционных основах проектирования, принципах конструирования зданий, их типологии и об основах проектирования планировки и застройки населенных мест. Соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования третьего поколения. Для студентов архитектурных вузов и факультетов, обучающихся по направлению подготовки «Строительство», а также для подготовки бакалавров и магистров по направлению «Архитектура».