27-09-2018 11:44

Архитектура зданий и сооружений: основы и классификация

Архитектура – раздел искусства, направленный на проектирование и построение зданий и сооружений. Сооружение – это все, что искусственно создано для выполнения различных потребностей человечества. Здание – надземное строение, которое имеет внутреннее пространство и предназначено для какой-либо деятельности или проживания человека. Иные подземные, наземные и подводные сооружения называются инженерными. Они нужны для выполнения технических задач: создания мостов, тоннелей, дорог.

Данная статья отчасти основана на учебнике Вильчик по архитектуре зданий и сооружений.

Гид - это... Значение, синонимы, этимологияВам будет интересно:Гид - это... Значение, синонимы, этимология

Итак, архитектура содержит несколько свойств:

1. Материальная среда. В этом значении применяется для удовлетворения нужд общества, то есть: построение домов, предприятий, офисов, образовательных и развлекательных заведений.

2. Искусство. В первую очередь, это исторические и современные сооружения, которые оказывают эмоциональное действие на человека.

Основы архитектуры зданий и сооружений

При проектировании и создании строений необходимо соблюдать несколько требований:

  • функциональная целесообразность;
  • соответствие объема социальным нуждам;
  • комфортное заполнение помещения людьми;
  • беспрепятственная эвакуация;
  • обеспечение хорошей видимости и слышимости;
  • формирование эстетических представлений людей;
  • гармония с окружающей средой;
  • техническая целесообразность и экономичность.

Все эти аспекты важны, но есть и главное требование к архитектуре зданий и сооружений: быть полезными и удобными.

Разновидности строений

Список вузов Пятигорска: государственные, частныеВам будет интересно:Список вузов Пятигорска: государственные, частные

Классификация архитектуры зданий и сооружений подразумевает 3 вида:

1. Гражданские. К ним относятся постройки жилого и общественного назначения, целью которых является обслуживание потребностей людей.

2. Промышленные. Это сооружения, в которых хранится промышленное оборудование и происходит трудовая деятельность.

3. Сельскохозяйственные. Строения для содержания животных, выращивания культур, а также хранения продукции.

Жилые и общественные постройки

1. Жилые здания. При их проектировании особое внимание уделяется проветриванию и инсоляции (то есть облучению солнечными лучами). Исходя из этого, располагают окна, форточки, вытяжную вентиляцию с естественной тягой.

Жилые здания классифицируются в зависимости от длительности проживания на:

  • длительное (квартирные дома);
  • многоквартирные секционные здания (набор из торцовых и рядовых секций);
  • многоэтажки городского типа (многосекционные, коридорные, галерейные);
  • дома усадебного типа.
  • временное (общежития).

Общежития строят для:

  • студентов;
  • молодых специалистов;
  • молодых семей.

В общежитии есть помещения для культурного, медицинского обслуживания и проживания. Более подробная планировка зависит от конкретного типа строения.

2. Краткосрочные (гостиницы и отели).

3. Общественные постройки.

Дщерь - это... Толкование, история появления, примерыВам будет интересно:Дщерь - это... Толкование, история появления, примеры

Архитектура общественных зданий и сооружений подразумевает социальное обслуживание населения. Кроме того, в них размещают различные административные единицы.

Архитектура гражданских зданий и сооружений подразделяется на несколько видов в зависимости от назначения:

  • торговые (магазины, торговые комплексы);
  • учебные (школы и детские сады);
  • административные;
  • транспорта и связи (вокзалы, телевизионные центры);
  • лечебно-профилактические (поликлиники, санатории, больницы);
  • культурно-просветительные (театры и музеи).

Планировка населенных пунктов

Территория делится на зоны:

  • жилая (центр, районы и микрорайоны);
  • производственная;
  • ландшафтно-рекреационная (леса и парки).

Санитарные и противопожарные нормы (СНиП – 1.07.01-89 “Планировка и застройка городских и сельских поселений") требуют соблюдения разрывов – расстояний между торцами зданий и окнами. Также есть и другие виды гражданских построек:

  • Крупнопанельные здания монтируются из заготовок больших плоскостных частей стен, перекрытий и других конструкций.
  • Бескаркасные (с поперечными и продольными несущими стенами) более просты в строительстве и чаще применяются в массовом жилищном строительстве.
  • Каркасные (состоят из стоек и ригелей) в основном используют для сооружений общественного назначения.
  • Крупноблочные (стены состоят из больших камней, блоков из керамзитобетона или ячеистого бетона весом до 3 тонн) постройки.

Промышленные строения

Для успешной реализации архитектуры промышленных предприятий, зданий и сооружений необходимы конкретные данные об особенностях объекта. А именно:

  • географические (климат, топографическая съемка территории, гидрогеологические и инженерно-геологические данные);
  • технологические (это основной фактор для принятия архитектурных, санитарных и инженерных решений):
  • габаритная высота стационарного оборудования;
  • количество работников;
  • информация о внутрицеховом транспорте;
  • план расстановки технологического оборудования;
  • возможности строительной организации.

Такие здания проектируются на основе унифицированных габаритных схем (производственные сооружения для различных отраслей промышленности) и типовых пролетов (размещение технологически родственных производств). Объемно-планировочные параметры:

  • высота;
  • шаг;
  • пролет.

Сетка колонн – сумма расстояний между колоннами в продольном и поперечном направлении.

Архитектура промышленных зданий и сооружений включает в себя:

1. Одноэтажные строения. Такой вид в промышленности встречается чаще всего. Он предназначен для рабочих процессов с горизонтальными схемами производства, которое подразумевает эксплуатацию крупногабаритного оборудования. Делятся на:

a) каркасные (это система колонн, которая связана с покрытием) - наиболее распространены;

b) с неполным каркасом (есть опоры: колонны, кирпичные столбы);

c) бескаркасные с наружными несущими стенами и утолщениями (пилястры);

d) шатровые строения не имеют наружных стен и вертикальных опор. Опорой служит непосредственно фундамент.

2. Многоэтажные. Строят для промышленных сооружений с вертикальной технологической схемой или тех предприятий, которые используют легкое оборудование (пищевая, легкая промышленность). Бывают с полным и неполным каркасом, с несущими стенами.

Балкано-кавказская раса - это настоящие европейцыВам будет интересно:Балкано-кавказская раса - это настоящие европейцы

Типы многоэтажных построек:

  • производственные;
  • лабораторные;
  • административно-бытовые.

Ограждающие части покрытия промышленных сооружений могут состоять из:

  • пароизоляции;
  • листовой и рулонной кровли;
  • несущего настила;
  • защитного слоя из мелкозернистого гравия или песка с битумной мастикой;
  • теплоизоляции;
  • цементной или асфальтовой выравнивающей стяжки.

Покрытия изготавливают из железобетонных ребристых плит. Они могут быть утепленными или холодными. Это зависит от температурного режима самого помещения.

Сельскохозяйственные здания и сооружения

Такие строения призваны обслуживать различные отрасли данной сферы. Классификация их по назначению следующая:

1. Животноводческие (коровники, конюшни, свинарники, овчарни).

Это широкогабаритные здания (более 35 м). Они проектируются прямоугольными, без перепада высот и с унифицированными пролетами конкретного направления. Если ширина здания не больше 27 метров, кровлю укладывают из волнистых асбестоцементных листов. Для больших зданий используют мастичные или рулонные материалы.

2. Птицеводческие (инкубаторы и птичники).

3. Культивационные (теплицы и парники, оранжереи). Это застекленные постройки с искусственно созданными климатическими условиями. Они позволяют выращивать овощи, цветы и рассаду.

4. Складские (хранилища зерна и овощей, склад минеральных удобрений). Хранилища различаются в зависимости от способа хранения:

  • бункерные;
  • закромные;
  • напольные.

Это неотапливаемые помещения прямоугольной формы без естественного освещения и чердаков. Имеют каркасные или несущие стены.

5. Для ремонта техники и переработки продукции сельского хозяйства (мельница, сушилки для зерна). Требования к сельскохозяйственным зданиям:

  • архитектурные (соответствие внешнего вида конструктивной основе постройки);
  • функциональные (полное удовлетворение назначения сооружения при полном соблюдении санитарно-гигиенических и других норм эксплуатации);
  • технические (создать здание устойчивым, долговечным и прочным, с огнестойкими конструктивными элементами);
  • экономические (сокращение расходов на строительство при помощи уменьшения затрат труда и сроков).

Основные типы сооружений кратко представлены ниже.

1. В зависимости от объемно-планировочных решений:

  • одноэтажные (павильонные, сблокированные с крупной сеткой колонн);
  • многоэтажные (для содержания птицы и скота). Планировка зависит от условий содержания животных. Постройки имеют естественное освещение с воздушной системой отопления.

2. По особенностям пространственного расположения несущих конструкций:

  • каркасные (рамные и стоечно-балочные);
  • с неполным каркасом;
  • бескаркасные (с наружными стенами из камня или кирпича).

Наиболее распространены сельскохозяйственные постройки:

  • рамные из клееной древесины;
  • железобетонные с безраскосными фермами;
  • со стенами из легкобетонных панелей и плитами покрытия;
  • из металлодеревянных ферм и арок, а также из железобетонных колонн;
  • со стенами и покрытиями из металлических листов и утепленных асбестоцементных панелей.

Большепролетные здания и сооружения

Об архитектуре зданий и сооружений дается определение большепролетных зданий и сооружений. Учебник Н. П. Вильчик информирует: это вид сооружений, в которых перекрытие происходит только большепролетными несущими конструкциями (более 35 метров). Архитектура большепролетных зданий и сооружений классифицирует строения в зависимости от материала на:

  • металлические;
  • железобетонные;
  • сталежелезобетонные.

Одноэтажные сооружения чаще всего применяют для обустройства предприятий тяжелой промышленности.

Преимущества:

  • равномерность освещения;
  • меньшая стоимость;
  • выгодное строительство при использовании слабых грунтов.

Недостатки:

  • немалые расходы в процессе самой эксплуатации;
  • теплопотери из-за пространства;
  • большая площадь застройки участка земли.

Наиболее экономичными считаются размеры пролетов от 10 до 30 метров. При необходимости возможно их увеличение до 50 метров.

Выбирая расположение станков и сетку колонн, нужно учесть разворот производственных транспортных средств. В среднем это радиус 1,6 – 2,92 метра внутри помещения и 2,5 – 5,44 – снаружи.

Высота внутри здания больше всего зависит от габаритов подъемного крана (1,6 -3,4 метра).

Учебник по архитектуре большепролетных зданий и сооружений также описывает, что для проектирования одноэтажной постройки очень важно обеспечить достаточный воздухообмен. Этого можно достичь с помощью хорошо подобранных калориферов и вентиляционных приборов (дефлекторов и окон).

Многоэтажные большепролетные постройки имеют свои особенности.

Они следующие:

  • верхнее покрытие и перекрытия выполняют из бетона или пустотелых камней;
  • каркас изготавливают из стальных элементов с внутренней огнеустойчивой облицовкой, а также железобетонных конструкций;
  • лестничные клетки, торцовые стены и рамные конструкции принимают на себя ветровые нагрузки;
  • облицовка кирпичом, покрытая цементным раствором с армированной проволочной сеткой, обеспечит защиту от огня стальным прокатным профилям. Также для этой цели можно использовать устройство защитного слоя из торкрет-бетона.

Основная функция несущих элементов – восприятие нагрузок.

Разделяют 5 видов несущих активных систем:

  • По форме (арки и ванты). Это криволинейные структуры из напряженных жестких или гибких элементов.
  • По вектору. Внешние нагрузки уравновешиваются внутренними усилиями сжатия и растяжения, которые появляются в жестких частях пространственных и плоских решеток.
  • По сечению (балки, панели, рамы). Конструкции работают преимущественно на изгиб. Внешние нагрузки компенсируются напряжениями, которые возникают в поперечных сечениях.
  • По поверхности (складки и оболочки). Восприятие внешних нагрузок происходит за счет растяжения, сжатия и среза.
  • По высоте (высотные здания каркасного и ствольного типа).
  • Эта классификация была составлена Хайно Энгелем, автором учебных материалов по строительству для студентов образовательных учреждений.

    Грунт

    Говоря об архитектуре зданий и сооружений, нельзя обойти вопрос проектирования оснований. Для этого используется почва или горная порода – грунт. Он представляет собой систему со многими компонентами, которая имеет свойство со временем изменяться. В зависимости от своего природного состояния грунт бывает двух типов:

    1. Естественный. Он способен выдержать нагрузку в своем натуральном виде.

    2. Искусственный. Это материал, который дополнительно уплотняют, так как в своем природном состоянии он не обладает нужной несущей способностью. Осадка грунта – равномерное изменение, деформация основания здания. Просадка - неравномерное изменение грунта вследствие его уплотнения, деформации структуры почвы от различных внешних нагрузок.

    Ретировавшийся - это как? Значение, происхождение, предложения и синонимыВам будет интересно:Ретировавшийся - это как? Значение, происхождение, предложения и синонимы

    Допускать такие явления, как просадки, категорически нельзя, ведь они влекут за собой повороты фундамента, вызывают его разрушение. Поэтому установлены определенные нормы величины осадок. Они колеблются в диапазоне от 80 до 150 мм. Требования для оснований строений следующие:

    • хорошая несущая способность;
    • малая равномерная сжимаемость;
    • отсутствие увеличения объема при замерзании влаги (такой процесс называется пучением);
    • исключение растворения и размывания грунтовыми водами;
    • недопущение просадок и оползней;
    • отсутствие ползучести.

    Грунты бывают:

    • песчаные;
    • крупнообломочные;
    • глинистые;
    • насыпные;
    • лессовые;
    • скальные.

    Учебная литература

    Существует множество учебников по архитектуре гражданских и промышленных предприятий, зданий и сооружений. Вот некоторые из них:

    1. Учебник Н. П. Вильчик "Архитектура зданий и сооружений" содержит общие сведения обо всех видах строений. Рассматривает проектирование конструкций гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданий, а также их реконструкцию. Издан в 2005 году в соответствии с государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования по специальности «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений».

    2. Учебник Е. Н. Белоконева «Основы архитектуры зданий и сооружений»

    Содержит краткие сведения об истории, проектировании зданий и конструкций.

    Архитектура большепролетных зданий и сооружений подробно рассмотрена в учебнике А. Н. Зверева "Большепролетные конструкции покрытий общественных и промышленных зданий". Используются и другие пособия:

  • А. В. Демина, “Здания с большепролетными покрытиями".
  • Ю. И. Кудишин, Е.И. Беленя, “Металлические конструкции".
  • И. А. Шерешевский, “Конструирование гражданских зданий".
  • Эти учебники по архитектуре зданий и сооружений предназначаются для студентов колледжей и вузов по природоохранным и строительным направлениям, а также для строительных компаний и индивидуальных застройщиков.

    Формы построек

    Геометрия в архитектуре зданий и сооружений играет очень важную роль, ведь от нее напрямую зависит надежность и долговечность всего строения.

    До сих пор самыми прочными по форме считаются египетские пирамиды.

    Именно форма правильной четырехугольной пирамиды обеспечивает наибольшую устойчивость.

    Стоечно-балочная система является самой древней в геометрии архитектуры зданий и сооружений. Она состоит из стержневых несущих частей, которые могут быть расположены вертикально (колонны и столбы) и горизонтально (специальный брус, который работает на поперечный изгиб под силой вертикальных нагрузок).

    Каркас состоит из колонн и ригелей, которые объединены жесткими горизонтальными дисками и вертикальными связями.

    Изменение архитектуры зданий и сооружений происходит в согласовании проекта о реконструктивных работах. При их проведении возможна трансформация материалов и пластики внешних элементов, а также создание и уничтожение оконных и дверных проемов, установка наружных технических средств, остекление лоджий и балконов.

    Реконструктивные работы выполняют в целях улучшения эксплуатационных качеств помещений.

    Архитектура гражданских и промышленных зданий и сооружений связана с огромными финансовыми тратами. Их можно уменьшить несколькими способами:

    • облегчение конструкции;
    • оптимальный метод строительства;
    • соответствующий выбор материалов.

    Расположение жилых и производственных зон

    Требования к местоположению жилой территории:

    • неветреная сторона;
    • расположение выше по течению рек и рельефу местности;
    • нахождение отдельно от промышленной зоны через озелененную полосу не менее чем на 50 метров.
    • производственная зона должна находиться с подветренной стороны (по отношению к жилой), ниже по течению рек и рельефу.

    Деятельность в сфере архитектуры осуществляется в соответствии с рекомендациями Государственного комитета РФ по жилищной и строительной политике. Они касаются состава архитектурно-планировочного задания на проектирование и строительство зданий, сооружений и их комплексов.

    Это задание относится к документам, которые являются основанием для получения разрешения на постройку. Помогает регулировать и контролировать инвестиционную строительную сферу и землепользование.

    Основания для выдачи архитектурно-планировочного задания:

    • заявка заказчика;
    • обоснование инвестиций;
    • решение органа исполнительной власти;
    • комплект документации, удостоверяющий право собственности на земельный участок.

    Главной задачей архитектуры гражданских и промышленных зданий и сооружений является компактность застройки, удобная связь с дорогами и другими производственными комплексами.



    Источник