Модуль1 «Общие сведения о зданиях и сооружениях,

- одноэтажные;

- малоэтажные (до 4 этажей);

- многоэтажные (5 – 10 этажей);

- повышенной этажности (11 – 20 этажей);

- башенные (свыше 20 этажей);

- смешанной этажности (части здания разной высоты).

3 По виду материала стен:

Тема 4 Требования, предъявляемые к зданиям, воздействия на здание

Прочитать учебный материал, составить конспект, подготовиться к закреплению материала.

Здания должны отвечать полностью своему назначению и удовлетворять следующим требованиям:

1) Функциональные -учёт этих требований обеспечивают зданию необходимые технологические, санитарно-гигиенические, комфортные условия эксплуатации здания. Этим требованиям подчиняются объёмно-планировочные и конструктивные решения, соответствие условиям района строительства, необходимое санитарно-техническое оборудование, отопление, вентиляция, освещение, тепло – звукоизоляция и т.д. Функциональные требования обеспечивают зданиям полное соответствие своему назначению.

2) Технические – предусматривают защиту здания и его помещений от внешних воздействий и обеспечивают ему необходимую прочность, устойчивость, долговечность, огнестойкость.

Прочность – это способность здания и его элементов воспринять нагрузки, действующие на здание и не разрушиться под их воздействием.

Устойчивость – это способность здания и его элементов не изменять свои геометрические формы под действием нагрузок.

Пространственная жёсткость здания – это совокупность прочности и устойчивости под действием нагрузок.

Долговечность – это способность здания и его элементов выполнять свои функции определённое время (в годах).

Здания имеют четыре степени долговечности:

I степень - срок службы не менее 100 лет и более;

II степень - срок службы от 50 до 100 лет;

III степень - срок службы от 20 до 50 лет;

IV степень - срок службы до 20 лет (временные).

Огнестойкость – это способность здания и его элементов сопротивляться действию огня определённое время (в часах).

Все конструктивные элементы здания в зависимости от группы возгораемости делятся на: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Предел огнестойкости – время сопротивления элемента здания действию огня до образования в нём сквозной трещины.

Здания и его элементы, в зависимости от предела огнестойкости и группы возгораемости, имеют пять степеней огнестойкости (таблица 2).

Таблица 2

Класс здания определяется совокупностью степеней долговечности и огнестойкости, их существует четыре класса.

К I классу зданий относятся здания, имеющие I степень огнестойкости и долговечности. Здания II класса имеют II степень огнестойкости и долговечности.

К IV классу относятся здания с минимальными степенями.

3) Архитектурно-художественные, которые способствуют созданию выразительного облика здания. Это возможно, когда назначению здания соответствуют архитектурные формы, качество и цветовое решение отделки фасада здания, современные отделочные материалы и технологии, качество работ.

4) Экономические, выполнимы только в случае применения современных качественных материалов, конструкций, технологий, квалификации рабочих, применения современных инструментов и техники.

5) Противопожарные, которые гарантируют при соответствующем подборе конструктивных элементов достаточную степень огнестойкости.

Предъявляемые требования к зданиям взаимосвязаны, но в зависимости от назначения здания одно из них становится преобладающим, поэтому при проектировании зданий выполняются технико-экономические показатели.

В период строительства и эксплуатации элементы здания подвергаются определённым воздействиям, которые зависят от:

- конструктивного решения здания;

- природно-климатических и местных условий;

- режима эксплуатации здания;

- условий при производстве строительно-монтажных работ.

Воздействия по виду и характеру подразделяются на силовые и несиловые (таблица 3, рисунок 1).

Материал для закрепления

1 Дать определение формату, указать его назначение и обозначение.

2 Объяснить правила оформления формата.

3 Объяснить назначение основной надписи.

4 Указать назначение и виды шрифтов.

5 Объяснить назначение и назвать виды масштабов.

6 Объяснить назначение и виды линий чертежа.

7 Объяснить различие в выполнении размерных линий в технических и строительных чертежах.

8 Объяснить понятие «нулевая» отметка, показать её обозначение.

9 Объяснить назначение координационных осей, их обозначение и начертание на чертежах.

10 Показать обозначение высотной отметки выше и ниже нуля.

11 Показать обозначение номера узла на его изображении.

12 Указать масштабы для выполнения узла.

13 Объяснить назначение условных графических обозначений, указать их виды.

Укрепления грунтов

Основанием называют массив грунтов, расположенный под фундаментом и воспринимающий от него нагрузку здания.

В зависимости от вида грунтов, составляющих основание, основания могут быть естественными и искусственными.

Естественное основание – это грунты, способные в природном состоянии воспринимать нагрузку от здания, так как имеют достаточную несущую способность. Качество естественного основания зависит от вида грунтов в основании, его влажности, уровня грунтовых вод и глубины промерзания.

Искусственные основания – это грунты, не способные воспринимать нагрузку от здания в своём природном состоянии. Для их использования в качестве основания необходимы дополнительные мероприятия.

Поскольку от состояния оснований зависят во многом долговечность и эксплуатационные свойства здания, то к основаниям предъявляются жёсткие требования:

- иметь достаточную несущую способность для восприятия нагрузки от здания, которая зависит от вида грунтов в основании;

- обладать небольшой и равномерной сжимаемостью под нагрузкой;

- иметь неподвижность и однородность по составу;

- избегать пучения (увеличивают объём при отрицательных температурах);

- противостоять воздействию грунтовых вод.

В основаниях под нагрузкой от здания происходят деформации, величина которых зависит от конструкции фундамента и вида грунтов.

Виды деформаций оснований могут быть:

- осадка – небольшие и равномерные деформации, не приносящие зданию какую- либо опасность;

- просадка – деформация, при которой происходят коренные изменения структуры грунта, ведущая к образованию трещин в стенах здания или даже к разрушению здания;

- оползень – сползание грунта при расположении его пластов на косогорах (наклонных поверхностях земли) или расположении несущих грунтов по жирному глинистому пласту;

- пучение – изменение (увеличение) объёмов грунта при отрицательных температурах.

Грунты – это геологические породы, образующие верхний слой земной коры. Этот слой состоит из скелета, который составляют частицы породы и пространства между ними пор, заполненных в сухом грунте воздухом, во влажном – водой.

Согласно СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и фундаменты» грунты оснований подразделяются на скальные и нескальные.

Скальные грунты практически не сжимаются под нагрузкой и являются идеальным основанием для зданий.

Нескальные грунты (крупнообломочные, песчаные, глинистые) более слабые и сжимаемые.

Крупнообломочные грунты – это грунты, содержащие в своей массе более 50% обломков кристаллических или осадочных пород с размерами более 2мм. В зависимости от крупности частиц различают: валунные - частицы более 200мм, галечниковые (щебенистые)- более 10мми гравийные (дресвяные) грунты - более 2мм.

Песчаные грунты – сыпучие грунты в составе своём имеют менее 50% частиц более 2 мм, не обладают пластичностью. В зависимости то крупности зёрен пески бывают:

- гравелистые, крупные, средней крупности – это грунты достаточно прочны и устойчивы;

- мелкие и пылеватые во влажном состоянии становятся ненадёжным основанием. При насыщении водой они становятся текучими, образуя «плывуны».

Глинистые грунты – связные грунты. В сухом и маловлажном состоянии глинистые грунты могут быть хорошим основанием, но увлажнение и промерзание ведёт к образованию пучения, снижению несущей способности, поэтому в качестве оснований не желательны.

Разновидностью глинистых грунтов являются супеси и суглинки, содержащие в различных пропорциях глину, песок, пылеватые частицы. Суглинки содержат от 10 до 30%, а супеси от 3 до 10% глинистых частиц.

Лёссовидные грунты содержат крупные вертикальные поры – являются тоже разновидностью глинистых грунтов. Для использования в качестве оснований необходимы дополнительные мероприятия.

Если грунты в основании в природном состоянии не способны воспринимать нагрузку от здания, их искусственно укрепляют, проводя дополнительные мероприятия по упрочнению грунтов:

1) Уплотнение, оно может быть:

- поверхностным для недостаточно плотных грунтов, осуществляется катками, трамбовкой вибраторами или падающими с высоты плитами;

- глубинным выполняется специальными вибраторами с одновременным увлажнением или забивкой свай в грунт.

2) Физико-механические методы закреплени я грунтов основаны на нагнетании в грунт по перфорированным (с отверстиями) трубам соответствующих растворов, которые затвердевая, придают грунту камневидную структуру. В зависимости от вида раствора и грунта выполняют:

- Цементацию (цементное молоко)трещиноватых скальных пород, крупных и средних песков;

- Битумизацию (жидкие битумные мастики) для мелких и пылеватых песков;

- Силикатизацию (раствор жидкого стекла с хлористым кальцием) для пылеватых песков и лёссовых грунтов;

- Термический способ (обжиг грунтов горячим воздухом) для лёссовых грунтов.

Выбор способа укрепления грунтов в основании зависит от характеристики грунтов, технико-экономического анализа, расхода материалов, трудозатрат, стоимости.

Материал для закрепления:

1 Назвать виды оснований.

2 Дать определение основанию.

3 Назвать деформации, происходящие в основаниях.

4 Указать виды грунтов, на которые они подразделяются по СНиП.

5 Дать характеристику скальным грунтам.

6 Указать виды грунтов, относящихся к нескальным.

7 Назвать способы упрочнения грунтов в основании.

Проверка степени усвоения материала:

1 Заполнить таблицу, указав основные требования к основаниям:

2 Назвать деформации, возможные в основаниях:

А – скольжение одного грунта по другому ……;

Б – изменение объёма грунта при промерзании …..;

В – деформации, не приносящие ущерба зданию ….;

Г – изменение структуры грунта, приводящее к трещинам в здании.

3 Закончить фразу:

А – В качестве оснований нельзя применять грунты …..;

Б – Основания, в природном состоянии способные выдержать нагрузку от здания, называются ….;

В – Хорошим основанием являются грунты …..;

Г – Основания, требующие дополнительных мероприятий для возведения на них зданий, относятся к ….;

Д – Уплотнения грунтов бывают…;

Е – К методам упрочнения грунтов относятся ….

Тема 2 Фундаменты, требования к ним, классификация, глубина заложения фундаментов

Прочитать учебный материал темы, составить конспект, подготовиться к закреплению.

Подземный несущий конструктивный элемент, воспринимающий нагрузку от здания и передающий её на основание, называется фундаментом.

Как подземный и несущий элемент здания, фундаменты должны удовлетворять следующим требованиям:

- прочности;

- устойчивости на опрокидывание и на скольжение;

- стойкости к воздействию грунтовых вод;

- стойкости к химической и биологической агрессивности;

- морозостойкости;

- долговечности;

- индустриальности в изготовлении;

- экономичности в возведении и эксплуатации.

Фундаменты классифицируются по следующим признакам:

1) По виду материала – из природного камня (бута), бутобетона, бетона, дерева, железобетона, песка крупного;

2) По характеру работы:

а) жёсткие, работают на сжатие;

б) гибкие, работают на сжатие и изгиб;

3) По конструктивному решению (рисунок 28):

а) ленточные;

б) столбчатые;

в) сплошные;

г) свайные;

4) По глубине заложения:

а) мелкого заложения до 5 метров;

б) глубокого заложения свыше 5 метров;

5) По способу возведения:

а) индустриальные, состоящие из сборных элементов заводского изготовления;

б) неиндустриальные, возводятся на строительной площадке из бута, кирпича;

в) монолитные, возводятся на строительной площадке из бетона и бутобетона в опалубке.

а – ленточный; б – столбчатый; в – сплошной (плитный); г – свайный

Рисунок 28 – Конструктивные решения фундаментов

Верхняя плоскость фундамента, на которую опираются стены, называется обрезом (рисунок 29).

Нижняя плоскость фундамента, которой фундамент опирается на грунты и передаёт нагрузку на основание, называется подошвой фундамента.

Важнейшим параметром, от которого зависит выбор типа фундамента, является его глубина заложения.

Расстояние от поверхности грунта до подошвы фундамента называется глубиной заложения фундамента (рисунок 9).

Глубина заложения фундамента зависит от следующих факторов:

- промерзания грунтов (района строительства);

- уровня грунтовых вод;

- характера и вида грунтов в основании;

- конструктивного решения здания и его назначения;

- наличия подвала или подполья;

- условий эксплуатации здания;

- рельефа площадки застройки;

- нагрузки от строящегося и рядом стоящих зданий.

1 – подошва фундамента; 2 – обрез фундамента; 3 – спланированная поверхность грунта

Рисунок 29 – Глубина заложения фундамента

Расчётная глубина промерзания грунта Н отличается от нормативной глубины промерзания грунта, так как тепловой режим здания оказывает влияние на промерзание окружающего грунта и рассчитывается по формуле:

Н = m_t Н^н ,

где Н^н - нормативная глубина промерзания, определённая как средняя за 10 лет, определяется по карте средней глубины промерзания грунтов;

m_t - коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта, колеблется от 0,4 до 0,8.

Материал для закрепления:

1 Назначение фундамента.

2 Определить признаки классификации фундаментов.

3 Определить требования к фундаментам.

4 Назвать материал для изготовления фундаментов.

5 Указать типы фундаментов по конструктивному решению.

6 Дать определение глубины заложения фундаментов.

7 Перечислить факторы, от которых зависит глубина заложения фундаментов.

Проверка степени усвоения материала:

1) Назвать требование к фундаменту, закончив предложение:

А – Способность фундамента воспринимать нагрузку от здания и передавать её на основание отвечает требованиям …..;

Б – Сопротивление фундамента силам опрокидывания удовлетворяет требованиям ….;

В – Фундаменты, смонтированные из сборных элементов, отвечают требованиям ….;

Г – Способность фундамента сопротивляться действию грунтовых вод решает требования ….;

Д – Фундаменты с наименьшими затратами средств, материалов, трудозатрат отвечают требованиям …..;

Е – Фундаменты, обеспечивающие зданию функциональную способность, отвечают требованиям …..;

Ж – Способность фундамента не подвергаться воздействию отрицательных температур отвечает требованиям …..

2) Определить глубину заложения фундамента по рисункам 29 и 30.

3) Определить по рисунку 30 материал и конструктивное решение фундамента:

а) …..

б) …..

Рисунок 30 – Виды фундаментов

Отмостка, световые приямки

Фундаменты здания, являясь стенами подземного этажа, образуют помещения подвалов и подполий.

Подвал – это подземное помещение высотой 2м и более, используется для хозяйственных нужд (рисунок 45б).

Техническое подполье – это подземное помещение высотой менее 2м, предназначенное для размещения инженерного оборудования, коммуникаций (рисунок 45а).

Отмостка – асфальтобетонная полоса вокруг здания по периметру наружных стен (рисунки 45 и 46). Назначение отмостки – отвести атмосферные осадки от стен и фундамента здания, защитить грунты в основании от поверхностного увлажнения. Ширина отмостки зависит от высоты здания и может быть от 0,9м до 1,5м, имеет уклон от здания до 3%.

а – техническое подполье; б – подвал; 1 – отмостка; 2 – траншея с уложенными коммуникациями

Рисунок 45 – Подземные этажи здания

Приямок – световой колодец перед окнами подвального помещения, используется для естественного освещения и проветривания его (рисунок 46). Может использоваться для загрузки товаров в магазинах. Стенки приямков выполняют бетонными или кирпичными, сверху обязательно закрывают стальной решёткой, дно приямка устраивают с уклоном от стен здания.

1 – отмостка; 2 – решетка; 3 – стенка приямка; 4 – пол в приямке с уклоном от здания; 5 – окно

Рисунок 46 – Отмостка и приямок

Стены и пол подвалов, подполий, приямков обязательно защищают от влаги, находящейся в грунтах, т.е. выполняют гидроизоляцию.

При залегании грунтовых вод ниже пола подвала в цоколе стен бесподвальных зданий укладывают горизонтальную гидроизоляцию. Её выполняют из жирного цементного раствора (состав 1:2), толщина слоя 20-30мм, прокладывают рулонный гидроизоляционный материал в 1-2 слоя или промазывают гидроизоляционной мастикой. Горизонтальная гидроизоляция устраивается по обрезу фундаментов или поверх фундаментных балок.

В зданиях с подвалами устраивают горизонтальную и вертикальную гидроизоляцию (рисунок 47а).

Первый слой горизонтальной гидроизоляции располагают в уровне пола подвала, укладывая по верху фундаментных плит слой цементного раствора (состав 1:2). Второй слой горизонтальной (рулонной) гидроизоляции размещают в цоколе наружных стен (на 150-200 мм выше отмостки), во внутренних стенах гидроизоляцию располагают на 100-200 мм ниже уровня пола.

Вертикальная гидроизоляция стен подвала осуществляется окраской поверхностей, соприкасающихся с грунтом, битумной мастикой (обмазочная).

При высоком уровне грунтовых вод устраивают оклеечную гидроизоляцию (рисунок 47б).

Нижний слой горизонтальной гидроизоляции укладывают в толще пола подвала. Трех-четырехслойный ковер из рулонного материала пропускают через стены, наклеивая на наружную поверхность стен подвала. В местах примыкания к стенам ковер имеет складку (осадочный компенсатор), предупреждающий повреждение гидроизоляции при осадке здания.

Верхний слой горизонтальной рулонной гидроизоляции (ниже пола первого этажа) сплошной лентой проходит в наружных и внутренних стенах здания.

Вертикальную гидроизоляцию на наружной поверхности стен подвала выполняют в виде рулонного ковра из гидроизоляционных материалов, наклеенного на битумной мастике. Ее поднимают на 500 мм выше уровня грунтовых вод, защищая снаружи кирпичной кладкой (120 мм).

б

 

а – грунтовая вода ниже пола подвала; б – высокий уровень грунтовых вод; 1 – обмазка горячим битумом; 2 –горизонтальная гидроизоляция (в уровне пола подвала); 3 – пол подвала; 4 –верхний слой горизонтальной гидроизоляции; 5 – уровень грунтовых вод; 6 – защитная кирпичная стенка; 7- ковер оклеечной гидроизоляции; 8 – пригрузочный слой бетона, погашающий напор грунтовых вод; 9 – осадочный компенсатор

 

Рисунок 47 – Защита подвалов от грунтовой сырости и грунтовых вод

 

Для гидроизоляции подземной части зданий можно использовать гидроизоляционные материалы проникающего действия системы «Пенетрон»: «Пенетрон», «Пенепланг», «Ватерплаг», «Пенетрон Плюс» и «Пенетрон Адмикс». Это сухие смеси на основе специальных цементов, кварцевого песка определенной гранулометрии и активных химических добавок (рисунок 48).

 

 

Рисунок 48 – Проникающая гидроизоляция

Сухую смесь «Пенетрон» смешивают с водой и полученный раствор наносят кистью на влажную поверхность бетона. В ходе химических реакций формируются нерастворимые игольчатые кристаллы. Сеть этих кристаллов заполняет капилляры, микротрещины и поры шириной до 0,4 мм, становясь составной частью бетонной структуры.

От других видов гидроизоляции материалы проникающего действия выгодно отличает ряд особенностей:

- гидроизоляция «Пенертон» проводится единожды и сохраняется весь срок службы бетонного сооружения;

- не требуется проведения работ по просушиванию обрабатываемых поверхностей;

- материалы просты в использовании (наносятся кистью);

- при увеличении гидростатического давления на уже обработанных поверхностях, действие материала возобновляется, т. е. бетон приобретает способность к самозалечиванию.

 

Материал для закрепления:

1 - Объяснить различие между подвалом и подпольем.

2 - Объяснить назначение отмостки, решение её.

3 - Объяснить назначение гидроизоляции фундаментов, назвать виды её.

4 - Объяснить назначение приямков, их решение.

 

Контрольные вопросы к материалу результата 3

1 Дать определение:

а) Толща грунтов под зданием называется ….;

б) Нижняя плоскость фундамента называется ….;

в) Скольжение одного грунта по другому называется ….;

г) Коренное изменение объёма грунта – это ….;

д) Верхняя плоскость фундамента – это ….;

е) Увеличение объёма грунтов под действием температур называется ….;

ж) Равномерное сжатие грунтов под нагрузкой от здания – это …..

 

2 Назвать виды:

а) оснований под зданием;

б) грунтов в основаниях;

в) способы создания искусственных оснований;

г) упрочнения грунтов;

д) уплотнения грунтов.

3 Определить требования к основаниям

 

4 Дать определение глубины заложения фундаментов.

5 Назвать факторы, от которых зависит назначение глубины заложения фундамента.

6 Определить назначение фундаментов.

7 Указать признаки классификации фундаментов.

8 Определить требования, предъявляемые к фундаментам.

9 Указать виды фундаментов по:

а) конструктивному решению;

б) виду материала;

в) характеру работы.

 

10 Назвать виды ленточных фундаментов:

а) по способу возведения;

б) по материалу;

в) по конструктивному решению.

 

11 Определить область применения фундаментов:

а) ленточных;

б) свайных;

в) сплошных;

г) столбчатых.

 

12 Назвать элементы, из которых состоят фундаменты:

а) ленточные;

б) свайные;

в) столбчатые.

13 Объяснить назначение гидроизоляции, назвать виды её.

14 Объяснить назначение отмостки.

Контрольные задания по проверке степени усвоения материала

По результату 3

1 Закончить предложение:

а) Массив грунта, принимающий нагрузку от здания, называется ….;

б) В зависимости от вида грунтов основания могут быть …..

2 Назвать виды создания искусственных оснований.

3 Указать способы:

а) упрочнения грунтов;

б) уплотнения грунтов.

4 Определить назначение фундамента.

5 Назвать виды фундаментов по конструктивному решению.

6 Дать определение:

а) Расстояние от поверхности грунта до подошвы фундамента называется ….;

б) Верхняя плоскость фундамента называется ….;

в) Нижняя плоскость фундамента называется ….

7 Определить вид фундамента по конструктивному решению для здания, возводимого на грунтах…. и имеющего конструктивный тип…..:

а) прочных, бескаркасный со стенами из кирпича;

б) прочных, с неполным каркасом;

в) прочных, бескаркасный со стенами из крупных панелей.

8 Назвать элементы ленточного фундамента:

а) блочного;

б) панельного.

9 Указать особенности возведения ленточных фундаментов при:

а) неравномерно сжимаемых грунтах;