Часть 1. Общее описание.

   В одном из проектов архитекторы предложили сделать гараж не интегрированный в дом, а стоящий отдельно, но максимально гармонично сочетающийся с самим домом. Идея показалась достаточно интересной и без особых выяснений технических подводных камней ребята согласились. Архитекторы сдали проект, мы его утвердили в архитектуре и приступили к разработке конструкторской части. Вся фишка оказалась в том, что проект дома может состоять из нескольких частей:

  • Архитектурный раздел проекта, который сам состоит из нескольких частей:

    • Ведомость чертежей;

    • Общие данные о проекте и его спецификации;

    • План этажей, включающий в себя планировку каждого этажа дома, габаритные размеры и площади. На этих чертежах будут указаны расположения всех дверей, окон, расположение вентиляционных шахт и каминов с дымоходами, толщина стен и перегородок, высота этажа, относительно нулевой отметки;

    • Чертежи фасадов, изображающие фронтальные виды дома с каждой из сторон;

    • Чертежи вертикального, продольного и поперечного сечения дома. 

  • Конструкторский раздел, состоящий из общих данных, схем расположения элементов фундамента, лестниц, перекрытий, стропильной конструкции, детальных чертежей отдельных узлов, спецификации изделий и материалов, чертежи планов монтажа. Данные чертежи позволяют поэлементно ознакомиться с  конструкцией фундамента, перекрытий, стропильной системы, полов и пр. Здесь указываются схемы раскладки бетонных блоков фундаментов, балок и плит перекрытий, участков монолитного бетонирования с элементами армирования и др. Наиболее сложные узлы примыкания конструктивных элементов друг к другу и деталей прорабатываются конструкторами на отдельных листах раздела.

  • Инженерный раздел состоит из:

    • схемы систем водоснабжения и канализации (ВК);

    • общего пояснения о расчетах, отопления и вентиляции (ОВ);

    • спецификации оборудования, изделий и материалов;

    • В этом же разделе прописаны схемы системы жизнеобеспечения, которые включают в себя планы этажей. На каждом этаже указываются прохождение разводящих трубопроводов холодного и горячего водоснабжения, а также трубы с бытовой канализацией и труб отопления.

    • Инженерный раздел включает в себя так же электрический проект (ЭО), в котором прописана информация о расчетной мощности дома, показаны разводки силовой и осветительной электросети, так же в нем находится информация о системах заземления и молниезащиты.

    • В этот же раздел включены аксонометрические схемы систем, где указаны отметки высот, места расположения и подключения оборудования. Здесь же пояснения к устройству и расчетам внутренних сетей, а также общие указания по монтажу и подключению приборов и сантехнического оборудования

​   Для строительства частного дома высотой до 10 метров, в принципе, проект как таковой можно не делать вовсе - достаточно пояснительной записки, нарисованной от руки. А уж архитектурный проект, оформленный по всем правилам, и вовсе не вызвал ни у кого никакого подозрения.

   Архитекторы, это не конструкторы - это важно понимать! Архитекторы рисуют красивую картинку, соответствующую нормам эргономики, требованиям СНиПов, пожеланиям хозяев, веяниям фен-шуя и прочее. А задача конструкторов - реализовать эту картинку в бетоне, металле, древесине или ещё чём-нибудь, при этом обеспечив безопасную эксплуатацию и в принципе, теоретическую возможность это построить. 

  Так вот, это я всё к чему... Конструкторской-то части у нас нету, только Архитектурная. Начали мы пристально рассматривать все углы, прорабатывать технические решения тех или иных моментов. Конечно, стали натыкаться на сложные участки, такие как стропильная деревянная система длиной более 11 метров без промежуточных опор, или круглые окна диаметром меньше, чем могут изготовить производители круглых окон, или треугольные мансардные окна, которые в принципе почему-то не делают - в общем, интересных задачек хватает. Но в этой статье я хочу рассказать про гараж. 

     Обычно гараж - это самое простое строение, которое только можно придумать (после туалета, конечно), но не в нашем случае! Гараж расположен к дороге не торцом с воротами, а боком, и въезд в него находится под углом 60° к продольной оси, а над въездом гараж имеет здоровенный навес плоской кровли, который, по замыслу архитекторов, должен быть засажен травкой. На эту кровлю можно выйти из "французского" окна второго этажа дома, таким образом навес становится не просто с "зелёной" кровлей, а с эксплуатируемой "зелёной" кровлей! 

    В чём же тут трудности?

  • Максимальный пролёт длиной чуть более 7 метров находится прямо над въездом в гараж и, следовательно, промежуточных опор иметь не может. При ширине гаража 4,5 метра площадь навеса составляет 25 м².

  • Грунт, который будет лежать на перекрытии, будет создавать постоянную нагрузку 625 кг*м² - а это 16 тонн.

  • Высота перекрытия жёстко ограничена уровнем окна второго этажа дома, из которого будет выход на эту кровлю, и составляет максимум 60 см включая слой грунта и всей системы "зелёной" кровли. иными словами, в конструктивном материале нам доступно не более 35 см. Высота даже в 60 см фактически исключает возможность применения плоских ферм, поскольку при данных нагрузках по расчёту нужно как минимум 70 см высоты фермы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Деревянные варианты пришлось сразу исключить из рассмотрения, так как

при такой нагрузке невозможно подобрать сечение древесины в разумных 

пределах, чтобы прошёл расчёт по прогибу (если только не считать брус

сечением 400х400 и длиной 7м разумным пределом).

   Металлические швеллеры тоже не вариант - расчёт требует их такое количество

что цена делает этот навес дороже машины, ради которой строится гараж! Да и 

без спецтехники не обойтись.

    Тогда мы попробовали рассмотреть вариант с пространственными металлическими фермами. 

Это очень интересный был вариант, но самостоятельно рассчитать его оказалось нам не под силу, а конструкторы при виде этой картинки почему-то сразу отказывались =) В общем, эту идею мы тоже не смогли принять.

    Кстати, эта конструкция впервые запроектирована, построена и испытана в Беларуси именно у нас в Бресте, в качестве покрытия для театра эстрады в центральном парке. Почитать про это покрытие можно здесь.

   Перепробовав ещё несколько комбинаций металлических ферм, швеллеров, двутавров и прочего мы отчаялись уже самостоятельно решить эту задачу (а отказываться от идеи в наши планы не входило) и призвали на помощь настоящего конструктора. Он предложил вариант монолитного железобетонного перекрытия и даже взялся рассчитать его! Конструктор умудрился вписаться в сложные условия задачи, не превысив лимит по высоте. Получилась плита перекрытия толщиной 220мм с ребром жёсткости по всему периметру высотой 300мм. Честно говоря, мы не рассматривали железобетон, как вариант перекрытия потому, что он сам создаёт ещё дополнительную и значительную нагрузку. В данном случае, вес нашего навеса составил 14 тонн + нагрузка зелёной кровли 16 тонн+ снеговая нагрузка 3 тонны + динамическая 5 тонн. Итого 38 тонн нагрузка на фундамент только от навеса для гаража!!! Конечно, чтобы железобетонная плита смогла выдержать такой вес при пролёте 7 метров необходимо её армировать очень серьёзно!  Аармирование, рассчитанное конструктором, представляло собой два слоя арматурной сетки из прутов диаметром 10мм + частичное перекрытие дополнительными двумя слоями такой же сетки. Чтобы связать гараж с навесом, мы решили и перекрытие гаража тоже делать железобетонным. Вот какая получилась схема армирования перекрытия по слоям:

    Этот вариант мы уже почти готовы были принять к реализации, но тут попалось мне видео моего любимого автора Антона Вебера: Монолитное ребристое перекрытие. И вновь бессонные ночи, расчёты и подборы вариантов!

   В результате, мы решили попробовать создать именно ребристо-балочное перекрытие над всем гаражом. Оно оказалось экономичнее на 13 тонн бетона и почти на полтонны арматуры!!! Теперь нарузки от всего перекрытия  площадью 66,2 м² получились следующие:

  • Зелёная кровля - 625 кг*м² = 41,4 т.

  • Динамическая нагрузка - стандартные 195 кг*м² для террас = 12,9 т.

  • Снеговая нагрузка 120 кг*м²  = 8 т.

  • Нагрузка от собственного веса ж/б перекрытия - минимум 28,7 т.

 Всё это инженерно-архитектурное творение общим весом 91 тонна (!!!) будет опираться на 7 колонн, которые нам так-же рассчитал конструктор, а те, в свою очередь, будут передавать все эту сотню тонн на грунт посредством широченных квадратных оснований  со стороной в 1 метр. Итоговое давление на грунт составит около 2 кг/см².

      В процессе работы над этим гаражом мне пришлось освоить не только расчёт железобетонного перекрытия, но и расчёт деревянных элементов для подпорок опалубки, что послужило поводом для написания статьи и целой программы по расчёту сжатых деревянных элементов. Армирование колонн так-же послужило поводом поизучать типовые схемы и написать небольшой обзор на эту тему. Вдоволь начитавшись теории, можно переходить к практике. Следующая часть - фундамент и колонны.

Спасибо всем, кто помогает проекту! Любая ваша помощь значима!

Российский руб.

© 2015 «Project - House».  

Сайт Дмитрия Петрова