3. Конструктивные схемы зданий с неполным каркасом

каркасный здание конструктивный схема

Рис. 5. Здание с неполным каркасом: 1-несущая стена; 2-внутренняя колонна; 3 - ригель; 4 - перекрытие

Такая система образуется следующим образом - внешние стены выполняют несущую и ограждающую функции, вместо внутренних стен устраивается система колонн, на которые опираются прогон, на которые в свою очередь, опираются междуэтажные перекрытия

Минимальное опирание прогонов на стены и кирпичные столбики - 250 мм. Внутренние стены устраиваются для придания большей жесткости, для устройства противопожарных преград, в лестничных клетках.

Такая система менее затратна при возведении, но ограничивает свободу внутренней планировки. Она актуальна при строительстве торговых центров.

4. Обеспечение жесткости здания

Здание должно обладать жесткостью, т.е. должно быть неизменяемым в пространстве и максимально прочным.

Конструктивные системы представляют собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, т.е. способность отдельных конструкций и всего здания воспринимать приложенные нагрузки, жесткость т.е. способность отдельных элементов и всего здания не деформироваться от действия приложенных сил, и устойчивость, т.е. способность здания сопротивляться воздействия горизонтальных нагрузок.

Перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и передают их на вертикальные опоры, которые, в свою очередь, передают эти нагрузки на основание

Пространственная жесткость бескаркасной системы обеспечивается:

- совместной работой продольных и поперечных стен;

стенами лестничных клеток, связанных с наружными стенами;

жестким диском перекрытий, который образуется тщательной заделкой швов между плитами;

анкеровкой плит перектытия между собой и стенами;

перевязкой стеновых фундаментных блоков, перевязкой каменной кладки.

Перевязка - это несовпадение вертикальных швов в смежных рядах кладки.

Анкеровка выполняется так: арматурный стержень диаметром 10-12 мм. (анкер) заводится в монтажную петлю, натягивается и сваривается, другой конец укладывается в стену.

В каркасных зданиях пространственная жесткость достигается устройством:

- многоярусной рамы, образованной пространственным сочетанием колонн, ригелей и перекрытий и представляет собой геометрически неизменяемую систему;

стенок жесткости, устанавливаемых между колоннами в продольном и поперечном направлении (на каждом этаже);

плит - распорок (связевых плит), уложенных в междуэтажных перекрытиях (между колоннами)

стен лестничных клеток и лифтовых шахт, связанных с конструкциями каркаса;

надежного сопряжения элементов каркаса в стыках и узлах;

жестким креплением колонн с фундаментом.

Выбор конструктивной схемы влияет на объемно - планировочное решение здания и определяет тип его основных конструкций.

4. Теплопроводность конструкций. Закон Фурье.

Теплопрово́дность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам), осуществляемый хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

Иногда теплопроводностью называется также количественная характеристика способности конкретного вещества проводить тепло. Численно эта характеристика равна количеству теплоты, проходящей через материал площадью 1 кв.м за единицу времени (секунду) при единичном температурном градиенте.

Исторически считалось, что передача тепловой энергии связана с перетеканием теплорода от одного тела к другому. Однако более поздние опыты, в частности, нагрев пушечных стволов при сверлении, опровергли реальность существования теплорода как самостоятельного вида материи. Соответственно, в настоящее время считается, что явление теплопроводности обусловлено стремлением объектов занять состояние более близкое к термодинамическому равновесию, что выражается в выравнивании их температуры.

Содержание   [показать]

[править]Закон теплопроводности Фурье

В установившемся режиме плотность потока энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорциональна градиенту температуры:

где   — вектор плотности теплового потока — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси,   — коэффициент теплопроводности (иногда называемый просто теплопроводностью),   — температура. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору grad T (то есть в сторону скорейшего убывания температуры). Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.^[1]

В интегральной форме это же выражение запишется так (если речь идёт о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипеда к другой):

где   — полная мощность тепловых потерь,   — площадь сечения параллелепипеда,   — перепад температур граней,   — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.

Коэффициент теплопроводности измеряется в Вт/(м·K).

5. Подземные инженерные сети.

Система подземных коммуникаций является составной частью инфраструктуры современного города и определяет уровень его развития и благоустройства. В крупных городах протяженность подземных инженерных сетей в несколько раз превышает суммарную протяженность улиц и составляет десятки тысяч километров. Доля подземных инженерных сетей в градостроительном процессе достигает 25—30 % по стоимости строительства и 30—40 % по затратам труда и времени. Поэтому всемерное совершенствование строительства подземных сетей на основе достижений научно-технического прогресса приобретает первостепенное значение. Всю совокупность подземных инженерных сетей можно разделить на три группы: трубопроводы, кабельные сети, коллекторы. Трубопроводы подразделяют на магистральные (транзитные), обслуживающие город или его отдельные районы; разводящие, обслуживающие микрорайоны и кварталы; внутриквартальные, обслуживающие отдельные дома. По функциональному назначению трубопроводы разделяются на общегородские (водопровод, канализация, теплопроводы, газопроводы, дренажи) и специальные промышленные (нефтепроводы, паропроводы, водопроводы и др.). Кабельные сети — электрические сети высокого (до нескольких десятков киловольт) и низкого напряжения, а также сети слабого тока — телефонные, телеграфные, радиовещания, телевидения. Коллекторы подразделяют на три группы: коллекторы-трубопроводы— трубы большого диаметра (больше 1—1,5 м) и тоннели, служащие для пропуска различных жидкостей — в основном канализационные и водосточные коллекторы; специальные коллекторы (каналы), в которых размещают один вид подземных сетей, чаще всего теплосеть или кабельные прокладки; общие, или совмещенные коммуникационные коллекторы для совместной прокладки трубопроводов и кабелей различного назначения. Инженерные подземные сети предназначены для обслуживания промышленных предприятий, населения жилых микрорайонов, городских улиц и дорог. В процессе застройки городов инженерные подземные сети проектируют как комплексное хозяйство, увязывая их размещение с направлением и поперечным профилем улиц (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Размещение инженерных подземных сетей на улице а — в совмещенных траншеях и специальных коллекторах (каналах); б — в совмещенных траншеях и общем коллекторе; 1 — теплосеть; 2 — водопровод; 3 — дождевая канализация (водосток); 4 — кабель освещения; 5 — бытовая и производственная канализация; 6 — газопровод; 7 — телефонные кабели (телефонная канализация); А — разделительная полоса; Б — тротуар; В — проезжая часть

При размещении подземных сетей следует учитывать, что срок их службы колеблется от 25 (для стальных трубопроводов, размещаемых непосредственно в грунте) до 100 лет (для коллекторов, оборудованных вентиляцией и водоудалением), т. е. долговечность подземных коммуникаций, как правило, намного ниже срока службы наземных сооружений. Поэтому размещать подземные сети следует таким образом, чтобы их эксплуатация, ремонт и замена могли осуществляться в рамках сложившегося города. Подземные инженерные сети располагают под улицами, руководствуясь следующими принципами: 1.       Для лучшей эксплуатации сетей без нарушения движения транспорта и пешеходов недопустимо их размещать под проезжей частью улиц, а под тротуарами — нежелательно. Размещать подземные сети следует на специальных зеленых технических полосах, которые могут служить и разделительными полосами. 2.       Для предотвращения просадок зданий и наземных сооружений регламентируется минимальное расстояние от них до подземных коммуникаций: от 2 до 15 м в зависимости от вида и глубины заложения сетей. 3.       Подземные сети по отношению к транспортным сооружениям, рельсовым путям, зеленым насаждениям следует размещать на расстоянии от 0,5 до 15 м, что должно исключать повреждение сетей, сооружений и элементов инженерного оборудования улиц. 4.       Для предотвращения взаимного повреждения сетей регламентируется наименьшее расстояние между соседними прокладками — от 0,5 до 5 м. 5.       В зависимости от функционального назначения сетей регламентируется минимальная глубина их заложения, которая определяется: а) глубиной промерзания грунта (для водопровода, водостока, канализации, газопровода влажного газа); б) сохранностью сетей от воздействия внешних нагрузок (для всех сетей). 6.       При ширине улиц более 60 м и соответствующем технико-экономическом обосновании следует предусматривать дублирование подземных сетей — их прокладку по обеим сторонам улицы. 7.       Следует всемерно развивать совмещенную прокладку подземных коммуникаций в коллекторах, что значительно улучшает условия эксплуатации улиц и инженерных сетей.

6. Причины разрушения фундаментов

К гидрологическим причинам относятся: просадка грунта, морозное пучение грунта, изменение уровня грунтовых вод, вымывание грунта, агрессивная среда грунта/воды. Часто при проектировании фундамента не была проведена оценка грунта или оценка проведена неправильно. Часть этих причин могли быть спрогнозированы заранее, если бы перед постройкой фундамента было проведено инженерно-геологическое изыскание или профессиональная оценка грунта. Часть причин не могли быть спрогнозированы заранее, если геологические процессы начались после возведения фундамента, например, изменение уровня грунтовых вод, изменение геологических слоев, мощности слоев, движение грунта. Такие изменения могли быть вызваны со строительством или обширными земляными работами рядом с участком.

Технологические причины сводятся к несоблюдению или невыполнению технологии строительства фундамента – устройства опалубки, устройства и монтажа арматурного каркаса, укладки бетона, гидроизоляционных работ, дренажных работ, ухода за бетоном. От соблюдения технологии зависит прочность конструкции на сжатие и растяжение, прочность верхнего слоя фундамента, водонепроницаемость, качество отделки фундамента и т.д.

К конструкторским причинам можно отнести ситуацию, когда неправильно рассчитана несущая способность грунта, нагрузки от здания, выбран неверный тип фундамента или параметры фундамента (размеры, материалы).

Эксплуатационные причины – это износ фундамента в течение срока эксплуатации, или ситуация, когда была проведена реконструкция здания, без реконструкции фундамента, вследствие чего пошел более интенсивный износ фундамента. 

В результате могут появиться следующие типы разрушений: трещины на фундаментной ленте, трещины на цоколе или отмостке, разрушение поверхностного слоя фундамента, разрыв фундаментной ленты по высоте, сырость стен подвала, подполья, цокольного этажа, вертикальное перемещение сваи/стобов или цоколя.   

Затем необходимо проверить, процесс разрушения был кратковременным и закончился  или продолжается. Для этого на трещины монтируются гипсовые маяки (шарики), если на маяках не появляется трещины в течение определенного срока – разрушение прекратилась, если трещина появилась – разрушительный процесс продолжается и требует немедленных мероприятий по ремонту фундамента.

После оценки типа разрушения фундамента, его характера, причин возникновения, интенсивности разрушения, можно приступить к мероприятиям по ремонту. Это могут быть наращивание фундамента, укрепление фундамента, укрепление основания под фундаментом, цементизация трещин или разрывов, восстановление или создание гидроизоляции, создание теплоизоляции, устройство дренажной системы и прочие. Самое крайнее мероприятие - замена фундамента, если старый фундамент полностью изношен или не поддается ремонту.

 

Дефект фундамента	Возможные причины	Мероприятия
Трещины на фундаментной ленте, цоколе, отмостке	Просадка грунта, морозное пучение грунта, вымывание грунта	Цементизация трещин, укрепление фундамента
Разрушение поверхностного слоя фундамента	Агрессивная внешняя среда. Применение материала не стойкого к агрессивной среде. Отсутствие внешней гидроизоляции.	Раскрытие фундамента, удаление разрушенного слоя, устройство вертикальной гидроизоляции
Разрыв фундаментной ленты по высоте	Морозное пучения, осадка грунта, увлажнение основания	Усиление фундамента, устройство отмостки, цементизация разрыва фундамента
Трещины в плите фундамента или его неравномерная осадка	Увеличение нагрузки на фундамент. Изменение свойств основания из-за увлажнения	Усиление фундамента железобетонной рубашкой
Сырость стен подвала, цокольного этажа	Отсутствие гидроизоляции, повреждение гидроизоляции. Поднятие грунтовых вод.	Понижение уровня грунтовых вод (дренаж участка) Устройство внутренней горизонтальной и вертикальной гидроизоляции. Устройство внешней гидроизоляции

7. Энергетическое обеспечение строительства.