Архитектурные конструкции и теория конструирования: малоэтажные жилые здания

АРХИТЕКТУРНЫЕ

КОНСТРУКЦИИ И ТЕОРИЯ 

КОНСТРУИРОВАНИЯ

МАЛОЭТАЖНЫЕ ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ 

Е.В. СЫСОЕВА 
С.И. ТРУШИН
В.П. КОНОВАЛОВ
Е.Н. КУЗНЕЦОВА

Рекомендовано 

Учебно-методическим советом СПО в качестве 

учебного пособия для студентов учебных заведений, 

реализующих программу среднего профессионального 

образования по специальностям 07.02.01 «Архитектура», 

08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

Москва

ИНФРА-М

202УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК 692(075.32)
ББК 38.4я723
 
С95

Сысоева Е.В.

Архитектурные конструкции и теория конструирования: мало 
этажные жилые здания : учебное пособие / Е.В. Сысоева, С.И. Трушин, В.П. Коновалов, Е.Н. Кузнецова. — Москва : ИНФРА-М, 2021. — 
280 с.  — (Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-16-014238-8 (print)
ISBN 978-5-16-107023-9 (online)

Учебное пособие знакомит будущих архитекторов и строителей с различ
ными типами конструктивных систем зданий, отдельными конструктивными 
элементами, их характеристиками и назначением. Особенностью книги является наличие практических рекомендаций, касающихся выполнения курсовой 
работы по малоэтажному жилому зданию, и 75 вариантов заданий различного 
уровня сложности для выполнения конструктивной части курсовой работы.

Для студентов учреждений среднего профессионального образования, обу
чающихся по специальностям 07.02.01 «Архитектура», 08.02.01 «Строительство 
и эксплуатация зданий и сооружений». Представляет интерес для преподавателей архитектурных и строительных факультетов.

УДК 692(075.32)

ББК 38.4я723

С95

Р е ц е н з е н т ы:

Гурьев В.В., доктор технических наук, профессор, заместитель генерального 

директора по научной работе Московского научно-исследовательского и проектного института типологии, экспериментального проектирования;

Этенко В.П., доктор архитектуры, профессор кафедры архитектуры Государ
ственного университета по землеустройству

ISBN 978-5-16-014238-8 (print)
ISBN 978-5-16-107023-9 (online)

© Сысоева Е.В., Трушин С.И., 

Коновалов В.П., Кузнецова Е.Н., 2016

ПРЕДИСЛОВИЕ

Материал, изложенный в учебном пособии «Архитектурные конструкции и теория конструирования: малоэтажные жилые здания», 
предназначен для освоения дисциплины «Основы архитектуры 
и строительных конструкций» по направлению подготовки 
08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», 
08.02.02 «Строительство и эксплуатация инженерных сооружений» 
и 07.00.00 «Архитектура», которые являются основными дисциплинами базовой части профессионального и общетехнического циклов 
по указанным направлениям. При подготовке учебного пособия 
к печати учтены последние требования Министерства образования 
и науки Российской Федерации и требования Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального 
образования нового поколения.
Учебное пособие знакомит студентов с архитектурно-строительными конструкциями зданий, дает возможность разобраться в их 
классификации, знакомит с отдельными конструктивными элементами, составляющими здание, различными типами конструктивных 
систем и их назначением. 
Дисциплина «Архитектурные конструкции и теория конструирования» тесно связана с профилирующей дисциплиной «Архитектурное проектирование» на всех курсах обучения строительных и архитектурных факультетов. Полученные знания помогут студенту 
принимать грамотные и рациональные конструктивные решения при 
разработке архитектурных проектов с использованием современных 
требований к зданиям и строительным материалам.
Программа дисциплины «Архитектурные конструкции и теория 
конструирования» в практической своей части включает курсовую 
работу по проектированию малоэтажного жилого дома с разработкой 
конструктивной части: выбором фундамента, типа конструктивной 
системы, анализом и разработкой основных узлов несущей системы. 
Для определения толщины наружной стены студенту необходимо 
сделать теплотехнический расчет. Примеры расчета предлагаются 
как в теоретической части главы 1, так и в практической части 
главы 8. Данное учебное пособие поможет разобраться во многих 
теоретических и практических вопросах для принятия собственных 
решений при выполнении курсовой работы.
Первая глава учебного пособия посвящена основам проектирования архитектурных конструкций зданий. В ней представлена классификация зданий, описаны нагрузки и воздействия, учитываемые 
в расчетах, объяснены понятия устойчивости, прочности и надежности здания. Дано подробное описание всех конструктивных элементов здания и возможных типов конструктивных систем жилых 

домов. Объяснены основные принципы модульной координации 
размеров в строительстве (МКРС). Представлены принципы расчета 
несущих конструкций по первому и второму предельным состояниям, а также методика теплотехнического расчета наружных 
стен зданий.
Во второй главе учебного пособия кратко представлены сведения 
о грунтах (классификация и свойства) и методы строительства на 
пучинистых грунтах. Отдельный подраздел посвящен анализу выбора 
фундамента в зависимости от типов грунтов и их свойств. Дано подробное описание видов фундаментов малоэтажных зданий.
Третья и четвертая главы посвящены стеновым конструктивным 
системам малоэтажных жилых домов из древесины и искусственного 
камня. Рассмотрены конструктивные решения зданий с бревенчатыми и брусчатыми стенами, а также стенами с деревянным каркасом и стенами из деревянных панелей. Представлен материал, 
касающийся жилых домов со стенами из мелких камней, крупных 
блоков и монолитного бетона. Отмечены особенности кирпичной 
кладки, сопряжений стен из древесины, монолитного строительства.
Пятая, шестая и седьмая главы учебного пособия дают возможность разобраться в многослойных системах перекрытий, крыш и изучить элементы малоэтажного строительства. Представлены различные типы перекрытий и указаны предъявляемые к ним требования. Даны конструктивные решения кровли малоэтажных зданий 
и ее деталей. В качестве элементов малоэтажного строительства рассмотрены различные типы лестниц, дверей, окон, балконов, веранд, 
террас.
Восьмая глава данного учебного пособия посвящена практическим вопросам конструирования, она предлагается студенту в качестве помощи при выполнении курсовой работы. Предложены пять 
различных вариантов заданий для работы над конструктивной 
частью курсовой работы: с различными видами кровли и объемнопланировочными решениями. Варианты расположены в порядке 
усложнения. Один из разработанных вариантов индивидуального 
жилого дома учитывает возможность проживания в нем людей 
с ограниченными возможностями передвижения. Для каждого из вариантов предлагаются 15 городов с различными типами грунтов 
и климатическими условиями. В общей сложности предлагается 
75 вариантов заданий.
В процессе проектирования здания или сооружения должны быть 
обеспечены координация и связь между архитектором, конструктором, расчетчиком, специалистами по инженерным системам и другими участниками процесса. Для этого всем специалистам, принимающим участие в проектировании и строительстве, необходимо 
владеть строительной терминологией, четко представлять, какой из 

специалистов выполняет соответствующую часть проекта и на каком 
его этапе. В учебном пособии приведен краткий словарь строительных терминов для облегчения понимания текста и усвоения 
представленного в учебном пособии материала.
Предлагаемый курс изложен в соответствии с действующими 
в настоящее время нормативными документами; введено описание 
всех современных видов фундаментов, используемых для строительства жилых малоэтажных домов, новых современных материалов, разработанных в последние десятилетия. 
Освещены вопросы строительства малоэтажных зданий с мелкозаглубленными фундаментами, использования гасителей колебаний 
для жилых домов в районах с высокой сейсмической активностью. 
В результате изучения данного учебного пособия студент должен:
знать
 
• основные термины и определения, касающиеся всех конструктивных элементов зданий; основы конструирования каждого элемента здания в зависимости от факторов, влияющих на его выбор; 
 
• функции каждого конструктивного элемента здания и свойства 
конструктивных систем в зависимости от их назначения;
 
• возможности и свойства каждого используемого строительного 
материала для конкретного элемента здания;
 
• нагрузки и воздействия, действующие на здание;
 
• основные принципы расчета строительных конструкций по предельным состояниям;
 
• требования, предъявляемые к теплотехническим свойствам наружных ограждающих конструкций зданий;
 
• особенности проектирования и конструирования жилых малоэтажных домов, в том числе в сейсмически опасных зонах;
 
• нормативные документы, необходимые для конструирования 
и проектирования малоэтажных домов (ФЗ, ГОСТ, СНиП, СП);
уметь
 
• разрабатывать конструктивную часть архитектурного проекта, 
согласуясь с основополагающими требованиями законов и нормативов;
 
• пользоваться терминами, применяемыми архитекторами, инженерами-проектировщиками и специалистами, осуществляющими 
расчеты несущих конструкций, при выполнении проектов зданий 
и сооружений;
 
• оценивать, выбирать и интегрировать в проектируемых зданиях 
системы конструкций и инженерные системы, взаимодействуя 
со смежными специалистами;
 
• выбирать и использовать в своих архитектурных проектах типовые конструктивные решения жилых малоэтажных домов;

 
• выбирать оптимальную конструктивную и строительную систему 
здания;
 
• анализировать причины разрушений, значительных перемещений 
или образования трещин в элементах конструкций, возникших 
в результате аварий в построенных зданиях;
владеть 
 
• способностью проводить всеобъемлющий анализ и оценку архитектурно-конструктивных решений здания;
 
• основными методами конструирования отдельных элементов 
здания и всей конструктивной системы с анализом применяемых 
материалов; 
 
• навыками конструирования и проектирования жилых малоэтажных домов из каменных, деревянных, бетонных и железобетонных строительных материалов.
Предисловие и глава 1 (подразд. 1.1–1.8), глава 2 (подразд. 2.2–
2.4, 2.6 и 2.7), главы 3–7 написаны кандатом технических наук, доцентом Е.В. Сысоевой; подразд. 1.9 и 1.10 главы 1, а также пример 
теплотехнического расчета, приведенный в подразд. 8.4 главы 8, написаны доктором технических наук, профессором С.И. Трушиным; 
подразд. 2.1 и 2.5 главы 2 написаны кандидатом технических наук 
В.П. Коноваловым; глава 8 написана старшим преподавателем 
Е.Н. Кузнецовой. Общее редактирование выполнено Е.В. Сысоевой.
Большую помощь при подготовке рисунков оказали студенты факультета архитектуры МГАХИ имени В.И. Сурикова, среди которых 
хотелось бы отметить Н.С. Севрюгину, О.С. Чернышову, А.В. Шестакову, Е.А. Куварзину, Е.С. Трушину. 
Авторы благодарят заместителя генерального директора по организации проектирования ООО «СМО “Содружество”» Е.В. Беседина 
за предоставленные материалы для главы 3 (подразд. 3.3), советы 
и консультацию по применению стеновых панелей для жилых домов.
Отдельные главы книги были внимательно прочитаны заведующим лабораторией тонкостенных и пространственных конструкций НИИЖБ им. А.А. Гвоздева, кандидатом технических наук 
Б.С. Соколовым. Авторы благодарят его за ценные советы и замечания, сделанные во время работы над учебным пособием, а также 
за участие в обсуждении ряда вопросов, касающихся методики преподавания данной дисциплины.

Глава 1
Основы проектирования архитектурных 
конструкций зданий

В результате изучения гл. 1 студент должен:
знать:
 
• понятия «здание» и «сооружение» и их классификацию;
 
• основные понятия, определения и термины, относящиеся к зданиям и их архитектурно-строительным конструкциям;
 
• классификацию зданий по всем параметрам, используемым в 
строительстве;
 
• функции и назначение каждого конструктивного элемента;
уметь:
 
• выбирать необходимые конструкции и конструктивную систему 
в целом с учетом различных используемых строительных материалов;
 
• комбинировать различные конструктивные элементы здания для 
создания целостной строительной системы с учетом всех требований человека;
 
• пользоваться нормативными документами, необходимыми для 
конструирования и проектирования; 
владеть:
 
• навыками подбора конструктивной и строительной систем жилых 
зданий;
 
• представлениями об информации, которую должен иметь архитектор для дальнейшего проектирования и конструирования 
жилых зданий. 

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. 
КЛАССИФИКАЦИЯ ЗДАНИЙ

Здание — результат строительной деятельности, предназначенный 
для проживания и (или) деятельности людей, размещения производства, хранения продукции или содержания животных (по ГОСТ 
27751–2014). 
Инженерное сооружение (или сооружение) — объемная, плоскостная или линейная строительная система, имеющая наземную, надземную и (или) подземную части, состоящая из несущих, а в отдельных случаях и ограждающих строительных конструкций, предназначенная для выполнения производственных процессов 
различного вида, хранения продукции, временного пребывания 
людей, перемещения людей и грузов.

По назначению здания подразделяются:
1) на гражданские (для проживания и обеспечения бытовых, общественных и культурных потребностей человека).
Гражданские здания, в свою очередь, подразделяются на две подгруппы:
 
• жилые (многоквартирные многоэтажные и малоэтажные дома, 
общежития и гостиницы, одноквартирные дома усадебного типа, 
интернаты, временные жилища на стройках и разработках);
 
• общественные (здания учебно-воспитательных и научных учреждений, зрелищные, административные здания, здания лечебных 
учреждений, здания коммунально-бытового назначения, рестораны, кафе и другие предприятия общественного питания и торговли и т.п.);
2) производственные (для обеспечения нормальных условий производственных процессов, защиты оборудования и работающих на 
производстве людей от атмосферных воздействий и для обеспечения 
необходимых комфортных условий работы трудящихся.
Производственные здания подразделяются на одноэтажные (с высотой этажа не менее 3 м) и многоэтажные (с высотой этажа, кроме 
технического, не менее 3,3 м);
3) складские (здания, предназначенные для хранения веществ, 
материалов, продукции и сырья);
4) здания транспортной инфраструктуры (железнодорожные вокзалы, аэропорты, автовокзалы и т.п.).
К производственным зданиям относятся основные и вспомогательные здания промышленных предприятий различного назначения 
(черной и цветной металлургии, машиностроения, химии и т.п.), 
агроиндустриальных комплексов сельскохозяйственных зданий производственного назначения и т.п. 
Отличительными чертами производственных зданий по сравнению с гражданскими является наличие помещений, имеющих 
большие безопорные пространства и значительно большую высоту. 
Эти особенности приводят к необходимости решения ряда вопросов, 
связанных с освещением, отоплением и вентиляцией. Такие здания 
чаще всего имеют большую протяженность наряду с простыми формами в плане.
По числу пролетов (определение см. в подразд. 1.6) здания подразделяются:
 
• на однопролетные;
 
• многопролетные.
Здания, в которых несущие конструкции имеют опоры только по 
контуру, образуя внутри свободное пространство, называются зданиями зального типа.

Жилые здания можно условно разделить на группы по числу 
этажей:
 
• малоэтажные (1–3 этажа);
 
• средней этажности (4–5 этажей);
 
• многоэтажные (6–9 этажей);
 
• повышенной этажности (10–25 этажей);
 
• высотные (выше 25 этажей или выше 75 м).
При определении этажности в число надземных этажей включаются цокольные этажи, если верх перекрытия цокольного этажа возвышается над уровнем тротуара не менее, чем на 2 м.
При различном количестве надземных этажей в различных частях 
здания этажность его определяется отдельно для каждой части здания.
При всем многообразии классификаций жилых зданий, которое 
определяется требованиями к ним (санитарно-техническими, пожарной безопасности и др.), можно выделить классификацию, приведенную в СП 54.13330.2011 и различающую здания по требованию 
к необходимому минимальному количеству лифтов в зависимости от 
этажности:
 
• здания в 6–9 этажей требуют наличия 1 лифта;
 
• здания в 10–19 этажей — 2 лифтов;
 
• здания в 20–25 этажей — 3 лифтов.
Здания начиная с 26 этажей требуют особого расчета эвакуации 
людей для определения необходимого количества лифтов.
Высотными зданиями общественного назначения считаются все 
здания выше 75 м и с подземными этажами глубиной более 10 м от 
уровня земли.
По взрывопожарной и пожарной опасности помещения и здания 
промышленного назначения подразделяются на категории: А, Б, В1–
В4, Г, Д и А, Б, В, Г, Д в зависимости от размещаемых в них технологических процессов и свойств находящихся в них или хранимых веществ и материалов, продукции, сырья и их упаковки.
По отоплению здания промышленного назначения подразделяются:
 
• на отапливаемые (требуют поддерживания заданного температурно-влажностного режима);
 
• неотапливаемые (здания складов, вспомогательных служб и т.п., 
которые не требуют положительных температур воздуха; здания 
с избыточными тепловыделениями).
Зданиями массового строительства называют такие, которые 
строят в большом количестве по многократно тиражированным проектам.
К уникальным зданиям (согласно Градостроительному кодексу РФ) 
относятся объекты капитального строительства, у которых:
 
• высота более чем 100 м;

• пролеты более чем 100 м;
 
• наличие консоли более чем 20 м;
 
• заглубление подземной части (полностью или частично) ниже 
планировочной отметки земли более чем на 15 м;
 
• наличие конструкций и конструктивных систем, в отношении 
которых применяются нестандартные методы расчета с учетом 
физических или геометрических нелинейных свойств либо разрабатываются специальные методы расчета. 
Существует еще особый тип сооружений, которые называются 
особо опасными и технически сложными объектами. К ним относятся:
 
• объекты использования атомной энергии; 
 
• гидротехнические сооружения;
 
• сооружения связи;
 
• линии электропередачи;
 
• объекты космической инфраструктуры; 
 
• объекты авиационной инфраструктуры; 
 
• объекты инфраструктуры железнодорожного транспорта;
 
• метрополитены; 
 
• морские порты; 
 
• тепловые электростанции;
 
• опасные производственные объекты.
В соответствии с Федеральным законом РФ от 30 декабря 2009 г. 
№ 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» здания и сооружения подразделяются на три уровня ответственности:
1) повышенный уровень ответственности — здания и сооружения, 
отнесенные к особо опасным, технически сложным или уникальным 
объектам;
2) нормальный уровень ответственности — все здания и сооружения, за исключением зданий и сооружений повышенного и пониженного уровней ответственности;
3) пониженный уровень ответственности — здания и сооружения 
временного (сезонного) назначения, а также здания и сооружения 
вспомогательного использования, связанные с осуществлением 
строительства или реконструкции здания или сооружения либо расположенные на земельных участках, предоставленных для индивидуального жилищного строительства.
Расчетные значения усилий в элементах строительных конструкций и основании здания или сооружения должны быть определены с учетом коэффициента надежности по ответственности, 
принятое значение которого не должно быть ниже:
 
• 1,1 — в отношении здания и сооружения повышенного уровня 
ответственности;

• 1,0 — в отношении здания и сооружения нормального уровня ответственности;
 
• 0,8 — в отношении здания и сооружения пониженного уровня 
ответственности.
Для зданий и сооружений повышенного уровня ответственности 
ветровые и снеговые нагрузки рекомендуется определять на основе 
результатов продувки модели в аэродинамической трубе или численного моделирования. Прочностные расчеты несущих конструкций 
зданий и сооружений повышенного уровня ответственности следует 
выполнять не менее, чем по двум различным программным комплексам для повышения степени достоверности расчетов.
В зависимости от назначения, а также социальных, экологических и экономических последствий повреждений и разрушений 
для каждого сооружения устанавливается его класс. Различают три 
класса сооружений: КС-1, КС-2 и КС-3. 
К классу сооружений КС-3 относятся:
 
• здания и сооружения особо опасных, технически сложных и уникальных объектов;
 
• сооружения, при проектировании и строительстве которых используются принципиально новые конструктивные решения и 
технологии, которые не прошли проверку в практике строительства и эксплуатации на территории Российской Федерации;
 
• объекты жизнеобеспечения городов и населенных пунктов;
 
• здания основных музеев, государственных архивов, административных органов управления; здания хранилищ национальных и 
культурных ценностей;
 
• зрелищные и спортивные объекты, торговые предприятия с массовым нахождением людей;
 
• тоннели, трубопроводы.
К классу сооружений КС-2 относятся:
 
• здания и сооружения, не вошедшие в классы КС-1 и КС-3;
 
• мостовые сооружения с пролетом менее 200 м.
К классу сооружений КС-1 относятся:
 
• здания и сооружения временного (сезонного) назначения; вспомогательного использования; здания или сооружения, связанные 
с осуществлением строительства или реконструкции; расположенные на земельных участках, предоставленных для индивидуального жилищного строительства; 
 
• теплицы, парники, мобильные здания, склады временного содержания;
 
• сооружения с ограниченными сроками службы и пребывания в 
них людей.
В зависимости от класса, уровня ответственности, назначения, 
высоты и других параметров зданий и сооружений решается вопрос