Архитектурные конструкции

Сейсмическими называют районы, подверженные землетрясениям. При проектировании зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах, кроме расчета конструкций на обычные нагрузки (собственный вес, временные и другие нагрузки) проводятся расчеты на воздействие сейсмических сил, которые условно принимают действующими горизонтально. Сила землетрясений оценивается по 12-балльной шкале. В Советском Союзе силу и интенсивность землетрясений в различных районах или пунктах устанавливают по картам сейсмического районирования (СНиП II-71—81). Критерием силы землетрясений служит характеристика повреждений и разрушений частей зданий. При строительстве на территориях с силой землетрясений до 6 баллов специальных конструктивных требований к зданиям не предъявляется.
Рассмотренные ниже конструктивные мероприятия, повышающие сейсмостойкость здания,относятся к строительству в зонах 7. 8 и 9-балльной сейсмики. В условиях более высокой сейсмичности строительство капитальных зданий запрещено.
При проектировании особо ответственных зданий и сооружений союзного и республиканского значения сейсмостойкость, определенную обычным способом как 6- и 7-балльную, повышают на 1... 2 балла.
Здания должны иметь простую форму плана (квадрат, прямоугольник, круг и т. п.). Здание сложной формы должно быть разделено на отсеки простой формы. В каждом отсеке необходимо соблюдать жесткость и симметричность расположения несущих вертикальных конструкций. Предельные размеры зданий (отсеков) с разными типами несущего остова нормируются.
Фундамент здания (или отсека) необходимо закладывать на одной отметке. В зданиях повышенной этажности глубину заложения фундаментов рекомендуется увеличивать за счет устройства коробчатых фундаментов. При устройстве свайных фундаментов следует применять забивные сваи, а не набивные. Для многоэтажных каркасных зданий часто применяют фундаменты в виде перекрестно-ребристой или сплошной плиты.
Каркасные здания конструируют обычным способом, но прн расчете сечений конструктивных элементов и их стыков учитывают дополнительные сейсмические нагрузки. Особое внимание следует обращать на то, чтобы диафрагмы и связи, воспринимающие горизонтальную нагрузку, устраивались на всю высоту здания и располагались симмметрично по отношению к центру тяжести.

Крупнопанельные здания следует проектировать с продольными и поперечными стенами одинаковой жесткости, образующими совместно с перекрытиями жесткую устойчивую систему. Наружные стены рассчитывают на горизонтальную нагрузку. Расстояние между поперечными стенами принимают не более 6 м. Панели перекрытий изготовляют размером на комнату и с рифлеными гранями для последующего замоноличивании. Стыки панелей стен и перекрытий осуществляют путем сварки арматуры по принципу непрерывного армирования.
Этажность зданий с несущими каменными стенами не должна превышать в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов соответственно 6, 5 и 4 этажей. При этом отношение высоты этажа к толщине стены должно быть не больше 12. Расстояние между осями поперечных стен разрешается применять в пределах от 9 до 18 м в зависимости от категории кладок и расчетной сейсмичности.
Во всех продольных и поперечных стенах на уровне перекрытий устраивают антисейсмические пояса, образующие сплошную, непрерывно армированную горизонтальную раму. Кладка стен, расположенная под антисейсмическим поясом и над ним должна быть связана вертикальными выпусками арматуры. Ширина антисейсмического пояса принимается на всю толщу стены или меньше на 0,5 кирпича с наружной стороны. Высота пояса должна быть не менее 150 мм.
Несущие конструкции первых этажей, включающие магазины и другие помещения со свободной планировкой, выполняют в монолитном железобетоне. В крупноблочных зданиях соблюдают перевязку блоков, а в качестве антисейсмических поясов используют перемычечные и поясные блоки со сваркой верхней и нижней арматуры по принципу непрерывного армирования с тщательным замоноличнванием швов.
Устройство лоджий допускается в зданиях при сейсмичности до 8 баллов, причем их боковые стенки должны быть продолжением поперечных несущих стен. Проем лоджий должен иметь железобетонное обрамление. Устройство проездов под зданиями с несущими стенами не рекомендуется, а при сейсмичности 9 баллов не допускается.
Лестницы рекомендуется применять крупносборные с заделкой опорных частей в кладку не менее чем на 250 мм, с их анкерованием или с надежными сварными креплениями. Консольная заделка ступеней не допускается. Дверные и оконные проемы при сейсмичности 8 и 9 баллов должны иметь монолитное железобетонное обрамление.
Перегородки следует применять крупнопанельные или каркасной конструкции, причем они должны быть надежно связаны с перекрытиями и стенами или колоннами. Балконы должны выполняться в виде консольных выпусков панелей перекрытий (или надежно с ними соединяться). Вынос балконов ограничивается до 1 м. Отделку помещений следует производить с использованием легких листовых материалов (сухой штукатурки, фанеры, древесно-волокниетых плит и т. п.).

К районам Крайнего Севера относят районы с продолжительностью зимнего периода от 185 до 305 дн, а также районы с низкими зимними температурами воздуха в сочетании с частыми зимними сильными ветрами и снежными заносами на значительной части территории. Для этих районов характерны повышенная влажность воздуха на побережье морей и океанов, малая естественная освещенность территории в холодные периоды года, веч-номерзлое состояние грунтов, почти полное отсутствие растительности. Конструкции жилых и общественных зданий в этих условиях ориентируют на максимальную степень сборности с учетом недостаточного развития или большого удаления базы строительной индустрии, на применение легких транспортабельных деталей и изделий.
В районах Крайнего Севера особое внимание уделяют теплозащитным свойствам наружных ограждений, воздухонепроницаемости стен, окон и дверей, утеплению притворов; остекление окон принимают тройное. Следует избегать устройства крыш сложного профиля, способствующих образованию больших снеговых отложений. На фасадах зданий не рекомендуется устройство ниш, поясов и других выступающих или западающих элементов. В ход в жилые и общественные здания устраивают с двойным тамбуром, по возможности с поворотом по направлению движения. Устройство лоджий, как правило, не допускается, а в районах с наиболее суровым климатом не допускается и устройство балконов.
Поверхностный слой грунта, промерзающий зимой и оттаивающий летом, называется деятельным слоем. В районах вечной мерзлоты в качестве оснований зданий и сооружений могут быть использованы как вечномерзлые грунты, так и грунты деятельного слоя и талые.
В зависимости от гидрогеологических, климатических условий участка строительства, характера и структуры грунтов основания и т. п. в практике строительства принимается один из следующих двух принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований: грунты основания используются в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации здания или сооружения; грунты основания используются в оттаянном состоянии.
В пределах одного здания или сооружения применение различных принципов для отдельных его частей не допускается.
Чтобы сохранить грунты основания в мерзлом состоянии и их расчетный тепловой режим, устраивают преимущественно холодные подполья с круглогодичной естественной или (при большой площадке застройки и при наличии подвалов) механической вентиляцией.

Применение грунтов основания в оттаивающем и оттаявшем состоянии (принцип II) целесообразно в случаях неглубокого залегания скальных вечно-мерзлых грунтов, оттаивание которых не влечет за собой неравномерных и недопустимых по величине осадок здания и в других случаях.
Применение принципа II возможно и для других вечномерзлых грунтов, если сохранение вечномерзлого состояния экономически нецелесообразно или технически недостижимо из-за технологических или конструктивных особенностей здания или сооружения.
При использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований зданий и сооружений несущий остов здания проектируют с минимальным количеством опор, с конструкциями, допускающими их возвращение в проектное положение в случае неравномерной осадки. Зданиям придают простую форму плана без входящих углов, а протяженные или сложные в плане здания разделяют осадочными швами на отсеки. Нагрузки на фундаменты распределяют так, чтобы избежать резких изменений усилий, воспринимаемых по длине фундаментов. В качестве фундаментов применяют сваи-стойки, сборные столбчатые или плитные фундаменты. Стены усиливают железобетонными и армокаменными поясами.
Для обеспечения прочности и устойчивости жилых и общественных зданий и сооружений, возводимых по II принципу, применяют жесткие или же гибкие конструктивные схемы. Многоэтажные здания, а также одноэтажные однопролетные здания с пролетами до 12 м рекомендуется проектировать с жесткой конструктивной схемой; одноэтажные здания с пролетом более 12 м и многопролетные здания рекомендуется проектировать с гибкой конструктивной схемой.
В районах с жарким климатом, к которым относятся в основном районы среднеазиатских республик, расположенные южнее 45-й параллели, а также некоторые районы Кавказа, специфическими мероприятиями являются рациональная ориентация оконных проемов и защита помещений от избыточной солнечной радиации. Для снижения уровня радиационных воздействий рекомендуют окраску и отделку стен и покрытий зданий материалами светлых тонов и другие защитные устройства, соответствующие местным условиям: увеличенные свесы кровель, солнцезащитные экраны и козырьки над оконными проемами, лоджиями, балконами и т. п. Важнейшее мероприятие — применение конструкций стен и покрытий, исключающих перегрев зданий летом. В этих целях применяют, например, слоистые конструкции стен и покрытий с продухами, расположенными за тепдоотражающнмн экранами. В продухах обеспечивают движение наружного воздуха, что способствует охлаждению конструкций в условиях летнего перегрева.