close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Арзуманов А. А. Основы строительного дела

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
Кафедра промышленного транспорта,
строительства и геодезии
ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬНОГО ДЕЛА
Тексты лекций
дисциплины «Основы строительного дела»
по направлению подготовки дипломированного специалиста 656200 –
«Лесное хозяйство и ландшафтное строительство»
для специальности 260400 (250201) – Лесное хозяйство
Воронеж 2013
2
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
Кафедра промышленного транспорта,
строительства и геодезии
ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬНОГО ДЕЛА
Тексты лекций
дисциплины «Основы строительного дела»
по направлению подготовки дипломированного специалиста 656200 –
«Лесное хозяйство и ландшафтное строительство»
для специальности 260400 (250201) – Лесное хозяйство
Воронеж 2013
3
УДК 6 9.03
Арзуманов А.А. ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬНОГО ДЕЛА. Тексты лекций для
направления подготовки 65.62.00 –для специальности 260400 Лесное хозяйство ./А.А. Арзуманов;
Министерство образования и науки РФ, ФГБОУ
ВПО «ВГЛТА». Воронеж, 2013. 108 с.
Приведены классификация, основные свойства и область применения
строительных материалов. Даны краткие характеристики технологических
процессов по производству строительных материалов, конструкций и полуфабрикатов. Рассмотрены конструктивные схемы одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий, виды и конструкция фундаментов, стен, перегородок, перекрытий, крыш и кровли. Изложены основы технологии и организации строительного производства.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА
(протокол № от
. .2013 г.)
Рецензент:
доцент кафедры ТСП ВГАСУ , канд. техн. наук Л.В.Болотских
Научный редактор: д-р техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев
4
ЛЕКЦИЯ 1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ
1 Классификации строительных материалов.
2 Основные физические свойства.
1 Классификации строительных материалов
Строительными материалами называются материалы и изделия,
применяемые при возведении зданий и сооружений и отличающиеся по
структуре, физико-механическим свойствам, технологии изготовления и исходному сырью.
Строительные материалы разделяют на природные (естественные) и
искусственные и могут быть классифицированы по происхождению совокупности свойств, конструктивному назначению.
По происхождению:
а) минеральные нерудные естественные (гранит, песок, гравий, мрамор,
песчаник, глина, известняк);
б) минеральные нерудные искусственные (кирпич, цемент, бетон, стекло);
в) минеральные рудные искусственные (чугун, сталь, медь);
г) органические растительного и животного происхождения (древесина, камыш, животный войлок, некоторые клеи);
д) минерало-органические (ксилолит, фибролит);
е) смоляные (битумы, смолы, пеки, пластмассы);
ж) эмульсии (битумные, масляные).
По совокупности технических свойств:
а) пластичные, способные приобретать и сохранять приданную им
форму (глина, битум, медь, свинец, бетонная смесь и др.);
б) упругие, восстанавливающие свою форму после удаления воздействия (резина, сталь и древесина до определенной степени деформации);
в) хрупкие, внезапно разрушающиеся без пластических деформаций
под действием сил предельного значения (стекло, некоторые сорта чугуна,
кирпич и др.);
г) прочные (гранит, металл, древесина) и непрочные (ракушечник, саман и др.);
д) твердые (чугун, стекло, гранит и т.д.) и мягкие древесина, свинец,
битум и т.д.);
е) стойкие по отношению к отдельным физико-химическим воздействиям воды, кислот и щелочей, переменным воздействием тепла и мороза, насыщения водой и высушивания (клинкер и др.) и нестойкие;
5
ж) изоляционные, обладающие свойством теплоизоляции (пробка, минеральная шерсть), звукопоглощения (пемза, фибролит), гидроизоляции (битум, рубероид, толь), электроизоляции (фарфор, мрамор, резина).
По назначению: для фундаментов, стен, перекрытий, перегородок, полов, кровель, столярных изделий, отделки, теплоизоляции, гидроизоляции,
дорожных покрытий, санитарно-технических целей.
Каждый вид материалов имеет свои преимущества и недостатки, а следовательно, и свои рациональные области применения. В связи с этим, одной
из важнейших задач является установление целесообразности применения
каждого вида материала в конкретном случае. Для этого необходимо знать
номенклатуру, основные свойства и требования, предъявленные к строительным материалам.
Строительные изделия жилых и общественных зданий и сооружений в
процессе эксплуатации испытывают воздействие различных разрушающих
факторов. Так, кровля подвергается снеговой и ветровой нагрузкам, увлажнению и высыханию, попеременному замораживанию и оттаиванию, воздействию солнечной радиации и т.п., чердачные перекрытия - статическим нагрузкам и воздействию перепадов температур воздуха, стеновые панели статистическим нагрузкам, атмосферным воздействиям и перепадам температур в отапливаемых зданиях, междуэтажные перекрытия - воздействию
статистических нагрузок, полы - увлажнению, статистическим нагрузкам и
истиранию.
Таким образом, применяя различные материалы и изделия для строительства зданий и сооружений, следует учитывать не только условия, в которых изделие и материал будет эксплуатироваться, но их основные качества,
определяющиеся прежде всего физико-механическими свойствами.
2 Основные физические свойства
Физические свойства характеризуют какую-либо особенность физического состояния строительного материала (плотность, объемную массу и т.п.)
или определяют отношение материала к различным физическим процессам
(например, физическому воздействию воды, прохождению тепла и т.п.).
Для правильного применения строительных материалов необходимо
знать и уметь определять их основные физико-механические свойства.
Удельным весом материала называется отношение веса материала к
его абсолютному объему, или вес единицы его объема в абсолютно плотном
(без пустот и пор) состоянии.
Строительные материалы редко бывают абсолютно плотными. Исключением являются кварц, стекло, сталь и некоторые другие материалы, почти
абсолютно плотные.
Удельный вес твердых тел (без пор) определяют с помощью весов и
прибора – объемомера.
Для определения удельного веса материал необходимо измельчить на-
6
столько, чтобы полученный порошок прошел через сито 900 отв./см2. Влажные материалы перед измельчением высушивают при температуре 110
градусов до постоянного веса.
При определении удельного веса материалов, не реагирующих с водой,
прибор заполняют дистиллированной водой, а при испытании материалов,
реагирующих с водой (цемент, гипс) - бензином, карасином или безводным
спиртом.
Удельный вес жидких и вязких строительных материалов (жидкое
стекло, деготь, растворы солей и т.д.) определяют с помощью пикнометров
или ареометров.
Объемным весом называется вес единицы объема материала в естественном состоянии.
Плотностью называется степень заполнения объема материала веществом, из которого он состоит.
Пористостью называется отношение объема пор к общему объему материала. По величине пористость является дополнением плотности до 100 %.
Водопоглощением называется степень заполнения водой объема материала в насыщенном состоянии. Водопоглощение определяется по разности
весов образца материала в насыщенном водой и в абсолютно сухом состоянии и выражается в процентах от веса сухого материала.
Водопроницаемостью называется способность материалов пропускать воду под давлением. Степень водопроницаемости измеряется количеством воды, прошедшей за I час через I см2 поверхности материала при заданном давлении.
Морозостойкостью называется способность материала в насыщенном
водой состоянии выдерживать многократные попеременные замораживания
и оттаивания без признаков разрушения и без значительного понижения
прочности.
Газопроницаемостью называется способность материала пропускать
через свою толщу газ (воздух).
Теплопроводностью называется способность материала передавать
через свою толщу тепловой поток, возникший вследствие разности температур на поверхностях материала. Теплопроводность измеряется коэффициентом теплопроводности, т.е. количеством тепла в килокалориях (ккал), которое проходит через ограждение из данного материала толщиной 1 м при
площади I м2 в течение I часа при разности температур на противоположных
поверхностях ограждения один градус.
Теплоемкостью называется свойство материала поглощать определенное количество тепла при нагревании. Теплоѐмкость измеряется величиной коэффициента теплоемкости С, который представляет собой количество
тепла в ккал, необходимое для нагревания 1 кг данного материала на 1 градус.
По огнестойкости строительные материалы делятся на три группы:
несгораемые материалы (бетон, кирпич); под действием огня или высо-
7
кой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются;
трудносгораемые материалы (фибролит, асфальтовый бетон);
под воздействием огня или высокой температуры с трудом воспламеняются,
тлеют или обугливаются;
сгораемые материалы (дерево); под воздействием огня воспламеняются и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.
Огнеупорностью называется способность материалов выдерживать
высокую температуру без расплавления.
Химической стойкостью называется способность материалов сопротивляться действию кислот, щелочей, солей, растворенных в воде, и газов.
Прочностью называется способность материала сопротивляться разрушению под действием нагрузки. Прочность материала чаще всего оценивают величиной предела прочности при сжатии или растяжении.
Твердостью называется способность материала сопротивляться проникновению (внедрению) в него другого, более твердого тела.
Истираемостью называется свойство материала истираться под действием истирающих усилий.
Сопротивлением удару называется способность материала сопротивляться в условиях эксплуатации ударным воздействиям.
Упругостью называется способность материала восстанавливать свою
первоначальную форму после снятия нагрузки, под действием которой форма образца в той или другой мере изменилась.
Пластичностью называется способность материала под влиянием действующих на него усилий изменять размеры и форму в значительных пределах без образования трещин и нарушения прочности и сохранять принятую
форму после снятия нагрузки.
Хрупкость является свойством, противоположным пластичности.
Хрупкие материалы разрушаются внезапно, без заметной предварительной
деформации.
ЛЕКЦИЯ 2
НОМЕНКЛАТУРА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
1 Металлы и сплавы в строительстве.
2 Сварка металлов и защита от коррозии.
1 Металлы и сплавы в строительстве
В развитии металлургии, одновременно с ростом производства металла, еще решительнее будет проводиться линия на коренное улучшение качества металла, увеличение выпуска эффективных видов строительной металлопродукции. Одна из важнейших задач состоит в том, чтобы обеспечить
8
снижение расхода проката черных металлов на единицу конечной продукции
промышленности и строительства. Эта задача будет решаться путем улучшения качества и расширения сортамента проката, увеличения количества профилей, требующей минимальной обработки у потребителей. Значительно
увеличится производство металлических порошков, использование которых
дает большой экономический эффект.
Металлы в основном разделяются на черные (железо и его сплавы) и
цветные (все другие металлы и их сплавы).
Черные металлы и сплавы представлены сталью и чугуном, которые
содержат, кроме железа, углерод, кремний, марганец, фосфор и серу. Сталь
содержит в своем составе до 2 %, а чугун – от 2 % до 6 % углерода. Наибольшее распространение в строительстве получила сталь углеродистая
обыкновенного качества, которая является сплавом железа с углеродом.
Кроме того, в ней имеется небольшое количество примесей кремния и марганца. Такая сталь обладает достаточной прочностью и пластичностью, хорошо сваривается, подвергается прокату, холодной штамповке и горячей обработке.
Для улучшения механических, физических или химических свойств в
стали добавляют легирующие элементы – хром, никель, молибден, ванадий
и т.д. Такие стали называют легированными. Однако следует иметь в виду,
что чем выше содержание легированных добавок, тем дороже стоит сталь,
поэтому легированные стали применяют только при изготовлении ответственных строительных конструкций. Сталь низколегированная конструктивная содержит в своем составе до 1,8 % добавок. Эту сталь используют при
изготовлении особо ответственных металлоконструкций, которые подвергаются одновременно различным нагрузкам. Сталь легированную конструктивную применяют для конструкций, на которые систематически воздействуют большие динамические нагрузки. Эта сталь содержит до 8,36 % легирующих добавок. Сталь высоколегированная, коррозийностойкая, жаропрочная содержит легирующих добавок более 8,35 %. Эта сталь применяется в
основном для изготовления различных ответственных конструкций (турбинные лопатки, клапаны гидравлических прессов).
Чугун обладает высокой прочностью и хрупкостью, поэтому он применяется только в тех конструкциях, которые испытывают сжимающие напряжения ( тюбинги для облицовки тоннелей метро). В состав чугуна также
вводят легирующие добавки, значительно снижающие его хрупкость.
Цветные металлы и сплавы подразделяются по объемной массе на
легкие и тяжелые. К легким относят сплавы на основе алюминия и магния, к
тяжелым – сплавы на основе меди, никеля, цинка, олова и свинца. Сплав меди со свинцом называют латунью, сплав олова с медью – бронзой.
Алюминий – легкий серебристо-белый металл, мягкий, пластичный,
хорошо отливается, прокатывается, имеет повышенную стойкость к коррозии
на воздухе за счет образования защитной пленки, высокую теплопроводность
и электропроводность. Алюминий в строительстве применяют для отливки
9
деталей, изготовления алюминиевой краски, фольги, электропроводов и пр.
Для строительных изделий алюминий применяют в виде сплавов, в состав
которых входят медь, магний, марганец, кремний и железо. Сплавы, состоящие из алюминия, меди, магния и марганца, носят название дюралюминия.
Из алюминиевых сплавов изготовляют плоские и волнистые листы, прокатные, гнутые, клепаные и сварные профили и трубы.
Область применения алюминиевых сплавов в строительстве с каждым
годом возрастает. Наиболее часто применяются в строительстве прокатные и
штампованные изделия; прокат полосовой, прокат листовой (в том числе
кровельная, черная и оцинкованная сталь волнистого или плоского профиля),
прокат круглый, прокат квадратный, сталь угловая – равнобокая и неравнобокая, двутавровые балки, швеллеры нормального и облегченного профиля,
трубы стальные цельнометаллические и сварные, штампованные профили,
применяемые в качестве балок, стоек и стержней ферм.
Довольно широко используемая в строительстве сталь углеродистая
обыкновенного качества имеет сравнительно небольшую прочность, поэтому
проектировщики вынуждены принимать меньшие расчетные напряжения.
Большое сечение конструкций при этом повышает расход металла, а, следовательно, и стоимость изделий из этой стали. При изготовлении элементов
зданий и сооружений из легированных сталей проектировщики могут назначать большие расчетные напряжения и получать меньшие размеры сечений,
что снижает расход металла и стоимость строительных изделий. Поэтому целесообразность применения того или иного вида стали определяют на основании тщательных технико-экономических расчетов. Если в результате применения легированных сталей взамен стали углеродистой обыкновенного качества экономия в металле составит более 20 %, то применение легированных сталей следует считать экономически оправданным.
2 Сварка металлов и защита от коррозии
Сварка - это процесс неразъемного соединения металлов путем их местного сплавления (при нагреве) или совместного пластического деформирования без нагрева (холодная сварка – давлением).
Наиболее универсальная сварка плавлением: дуговая, электрошлаковая, газовая и газоэлектрическая. При дуговой сварке для расплавления
металла используется тепловая энергия электрической дуги с температурой
до 6000 °С, образующейся между свариваемым металлом и концом электрода.
Коррозией называется разрушение металлов, вызванное химическим
или электрохимическим воздействием окружающей среды. Различают следующие виды коррозии: атмосферная, подводная, почвенная, газовая и микрокоррозия, возникающая в результате контакта двух металлов. Защита
осуществляется в основном тремя способами: окраской, легированием и покрытием металлического изделия тонким слоем нержавеющего металла.
10
ЛЕКЦИЯ 3
ВИДЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1
2
Природные каменные материалы.
Керамические строительные материалы.
1 Природные каменные материалы
Горной породой называется масса, состоящая из одного или нескольких минералов. Минерал - это продукт физико-химических процессов или
жизнедеятельности как растений, так и животных организмов, имеющих более или менее однородный химический состав и физические свойства (блеск,
цвет, твердость, спайность и др.) В промышленности строительных материалов наибольшее распространение получили следующие минералы:
кварц,алюмосиликаты,полевые
шпаты,
гидрослюды,
железистомагнезиальные силикаты, карбонаты и сульфаты. Эти минералы являются
породообразующими и входят в состав многих горных пород.
Кварц - самый распространенный минерал в земной коре. Наряду с высокой химической устойчивостью он обладает большой прочностью. Кварцевые пески используют в качестве мелкого заполнителя бетонов и растворов,
для повышения химической устойчивости изделий, для получения стекла и
силикатных материалов,
Алюмосиликаты. Важнейшим представителем этой группы минералов
является глинозем - минерал белого цвета, очень распространенный в природе. Однако в чистом виде он встречается сравнительно редко в виде руды,
называемой бокситом, из которого получают алюминий. Глинозем применяют как огнеупорную добавку, а также в качестве исходного сырья при получении глиноземного цемента, фарфора и др. Полевые шпаты входят в состав
большинства горных пород и встречаются в свободном состоянии в песках.
Гидрослюды, или водные алюмосиликаты, являются минералами небольшой химической активности. Они хорошо расщепляются на отдельные
тонкие прозрачные пластинки. В природе наиболее распространены следующие разновидности слюд: мусковит - прозрачная, тугоплавкая и химически устойчивая слюда, биотит - темного цвета непостоянного состава. Железистомагнезиальная слюда, мусковит и биотит применяют для изготовления декоративных порошкообразных добавок.
Железисто-магнезиальные силикаты имеют темную окраску, высокую
прочность и ударную вязкость, большую плотность. Наличие их в составе
горных пород повышает физико-механические свойства последних. Наиболее распространенным минералом этой группы является хризотиласбест, или
горный лен, имеющий волокнистое строение.
11
Важнейшими из карбонатных минералов являются кальцит, магнезит и
доломит, из сульфатных - гипс и ангидрит. Карбонаты и сульфаты используются в основном в качестве сырья для получения минеральных вяжущих.
В зависимости от условий образования горные породы делятся на три
вида: первичные (или изверженные), вторичные (или осадочные) и видоизмененные (метаморфические).
Минералы и изделия из природного камня. Рваный бутовый камень –
это крупные куски массой 20 - 40 кг неправильной формы, получаемые при
разработке известняков, доломитов и песчаников. Бутовый камень используют для кладки фундаментов, стен неотапливаемых зданий, подпорных
стен, ледорезов, колодцев водопроводной сети и водостоков, отстойников,
водонапорных башен, резервуаров, канализационных каналов, коллекторов.
Его применяют для заполнения ряжей и ящиков из металлических сеток при
постройке водоприемников и других санитарно-технических сооружений, а
также для переработки на щебень, используемый в качестве заполнителя в
бетоне или в виде подготовки под фундаменты (фильтрующий и подстилающий слой). Штучные камни, плиты и плитки служат для отделки зданий,
строительства дорог и мостов, облицовки набережных рек и различных гидротехнических сооружений.
Некоторые горные породы отличаются малой объемной массой (известняк-ракушечник), и поэтому являются хорошим материалом для изготовления стеновых блоков.
При перевозке облицовочные плиты устанавливают на ребро с прокладками, полированные плиты укладывают лицом к лицу (с прокладкой бумагой) в тару общей массой не более 150 кг или перевозят в специальных
контейнерах.
2 Керамические строительные материалы
Сырьем для изготовления керамики служат глина и добавки, улучшающие ее свойства. Керамика обладает высокой прочностью, морозостойкостью и долговечностью, однако ее существенным недостатком является
хрупкость, что сужает область применения керамики в строительстве. Керамика делится на виды по СЛЕДУЮЩИМ признакам: по «типу поверхности – на
матовую и глянцевую; по объемной массе – на спекшуюся (большая объемная масса), частично спекшуюся (средняя объѐмная масса) и неспекшуюся
(малая объемная масса); по характеру окраски – с естественной окраской, окрашенную и глазурованную.
В настоящее время применяют два метода изготовления керамических
изделий: пластичный и полусухой способы формирования. Пластичный способ формирования состоит из следующих технологических операций: сушка
глины и введение в ее состав заданного количества отощающих добавок, увлажнение компонентов сырья и тщательное перемешивание в глиномешалках (при влажности глиняного теста 20-30 %),прессование сырца в ленточном процессе и разрезка отформованной массы на отдельные бруски задан-
12
ной длины, укладка сырца в вагонетки и транспортирование его в сушилки,
обжиг сырца в печах до спекания и транспортирование готовых изделий на
склад. Меняя форму насадки ленточного пресса, можно изготовить кирпич
обыкновенный и пустотелый, камни и блоки, черепицу, трубы и т.д.
Полусухой способ формирования применяют при использовании малопластичных глин. В этом случае исходное сырье дробится и подсушивается,
затем измельчается и влажностью 8-12 % поступает на гидравлические или
механические прессы. В остальном технология аналогична технологии пластического способа формования.
Строительные керамические материалы делятся на две большие группы: пористые и плотные.
К пористым относятся: кирпич обыкновенный, легкий, пустотелый,
фасонный и облицовочный, трубы дренажные, изразцы для печей, черепица
и плитки облицовочные.
К группе плотных керамических материалов относятся материалы и
изделия с водопоглощением менее 5 %.Сюда относятся: цокольный кирпич,
трубы канализационные и фасонные части к ним, плитки для полов и др.
Обыкновенным глиняным кирпичом называется искусственный камень,
сформованный из глины с отощающими примесями или без них и
paвномерно обожженный.
Стандартные размеры кирпича 250х120х65 мм.
По прочности различают кирпич пяти марок: 150, 125, 100, 75 и 50.
Цифры, обозначающие марку, соответствуют пределу прочности кирпича
при сжатии в кг/см2. Для каждой марки кирпича стандарт устанавливает и
предел прочности при изгибе 10-28 кг/см.
По внешним признакам кирпич разделяется на два сорта первый и второй. В изломе кирпич должен иметь однородную структуру, быть равномерно обожженным. Пережженный кирпич-железняк отличается большой плотностью и темным цветом; недожженный кирпич обладает большой пористостью и малой прочностью. Объемный вес обыкновенного кирпича 1700–
1800 кг/мЗ, минимальное водопоглощение 8 %. Кирпич должен выдерживать
15-кратное замораживание при температуре – 15° и оттаивание без какихлибо признаков разрушения.
Кирпич глиняный пустотелый пластического формирования по характеру пустот бывает сквозным и пятистенным. Выпускается кирпич марок 75,
100 и 150.
Кирпич строительный легковесный
изготовляют из глинистопепельного сырья с выгорающими добавками. По объемной массе этот кирпич разделяется на три класса: класс А – 700–1000 кг/мЗ, класс Б – 1000–1300
кг/мЗ, класс В – 1300 – 1450 кг/мЗ. Выпускается кирпич марок 35-100 кг/м3.
Камни керамические пустотные стеновые пластического формования имеют
увеличенный объем, что позволяет значительно повысить производительность кладочных работ. Выпускаются камни марок 75, 100 125,и
150; размером 250х120х138 мм, объемной массой 1400 кг/мЗ.
13
Плитки керамические для внутренней облицовки стен изготавливают
квадратной и прямоугольной формы с различными размерами (150х160,
100х100 и 150х75 мм).
Плитки керамические фасадные полусухого формования изготовляют
разнообразных размеров: 250х140, 250х65, 216х120, 140х120, 65х65, 68х68
мм и т.д.
Плитки керамические фасадные малоразмерные и ковры из них выпускают размером 46х46, 48х48, 21х21.22х22, 46х21 и 48х22 мм.
К физико-механическим свойствам наружных облицовочных плиток
предъявляют специальные требования, главными из которых являются водопоглощение - не более 10 % и морозостойкость – 25–35 циклов.
К материалам, применяемым для устройства полов, относят плитки керамические для устройства мозаичных полов квадратной и прямоугольной
формы размерами 48х48, 22х22, 48х22 мм. Ковры из керамических плиток
длиной 945-1375 мм и шириной 262 мм используются для покрытия площадок лестничных маршей.
В строительстве широко распространены керамические теплоизоляционные материалы, к которым относят главным образом: пенодиатомитовые (ПД), диатомитовые (Д), трепельные (Т) материалы и вспученный перлит. Теплоизоляционные материалы изготовляют в виде кирпичей, блоков,
полуцилиндров (скорлуп) и сегментов. Эти изделия применяют для теплоизоляции различных конструкций, а также для изготовления промышленного
оборудования и трубопроводов, температура поверхности которых при эксплуатации не превышает 900°С. К керамике специального назначения относят кирпич тугоплавкий, трубы кислотоупорные и клинкер дорожный. Кирпич тугоплавкий бывает прямо клиновой и лещадной формы. Трубы кислотоупорные керамические и фасонные части к ним используют в основном в
химической промышленности для транспортирования агрессивных веществ.
Клинкер дорожный является искусственным камнем, форма которого должна
соответствовать очертанию прямоугольного параллелепипеда. Клинкер получают путем обжига сырца из глиняного теста до полного спекания, но без
остеклевания поверхности.
Клинкер имеет высокую прочность : 1-й сорт - 1000,2-й -700, и 3-й -400
кг/см2. Применяют клинкер для покрытия дорог.
Транспортирование керамики к месту производства работ следуют
производить так, чтобы исключить возможность появления различных деформаций при действии на нее динамических усилий.
14
ЛЕКЦИЯ 4
МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА И ИЗДЕЛИЯ НА ИХ
ОСНОВЕ
1
2
3
4
5
Классификация вяжущих веществ.
Портландцемент.
Бетон и железобетон.
Строительный раствор.
Изделия на основе извести.
1 Классификация вяжущих веществ
Минеральными вяжущими материалами называют порошкообразные вещества, которые при затворении водой дают пластичное тесто, способное с течением времени затвердевать, т.е. переходить в камневидное состояние. Способностью вяжущих твердеть пользуются при изготовлении
различных строительных изделий. В состав минеральных вяжущих вводят
добавки, позволяющие регулировать их физические и механические свойства, т.е. создавать вещества с заранее заданными свойствами. Добавки в виде
порошков, органических жидкостей, кислот и растворов солей смешивают с
вяжущими в процессе изготовления или после него, а также при получении
различных строительных изделий. Минеральные вяжущие вещества могут
быть разделены на два класса: воздушные вяжущие, которые способны схватываться и твердеть только на воздухе (известь, гипс, магнезиальные вяжущие, жидкое стекло и кислотоупорный цемент) и гидравлические вяжущие,
которые способны схватываться и твердеть не только на воздухе, но и в воде
(гидравлическая известь, портландцемент, сульфатостойкий цемент, гидрофобный, пластифицированный, быстротвердеющий, глиноземистый, цветной, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент, известковопуццолановый цемент, шлаковый цемент, известково-шлаковый цемент и
шлакосульфатный цемент).
Воздушную известь получают путем умеренного обжига известняка,
мела, известняка-ракушечника и других горных пород, состоящих из карбоната кальция. Гашеную известь-пушенку изготовляют путем затворения комовой извести водой в количестве до 100 % массы вяжущего.
Исходным сырьем для изготовления строительного гипса является гипсовый камень. Технология получения строительного гипса проста и заключается в выполнении следующих операций: дробление породы, обжиг и тонкое
измельчение продукта обжига. Строительные изделия, изготовленные из
данного вяжущего, не обладают водоустойчивостью, поэтому они могут
быть применены там, где на них не воздействует вода. Для регулирования
сроков схватывания применяют различные замедлители, наиболее часто молотую известь, техническую глюкозу, сульфатно-спиртовую бурду и др.
15
Сырьем для получения магнезиального вяжущего является магнезит.
Технология изготовления порошка каустического из магнезита включает три
операции: приготовление сырья (дробление магнезита или доломита в щебень), обжиг щебня при t 800-900°С и измельчение обожженного сырья. Порошок каустический из магнезита плохо растворяется в воде, поэтому затворяют его на растворе хлористого или сернокислого магния. Магнезиальное
вяжущее обладает высокой прочностью-400-600 кг/см2.
2 Портландцемент
Портландцемент и его разновидности являются основным вяжущим
материалом в строительстве. Портландцемент представляет собой порошкообразное гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на
воздухе, состоящее главным образом из силикатов кальция. Получают
портландцемент тонким измельчением клинкера с гипсом (3-7 %), допускается введение в смесь активных минеральных добавок (10-15 %). Клинкерпродукт обжига (до полного спекания) искусственной сырьевой смеси, состоящей приблизительно из 75 % карбоната кальция (обычно известняка) и
25 % глины.
Основные свойства портландцемента обуславливаются составом клинкера. Химический состав портландцемента характеризуется довольно постоянным набором химических элементов.
В качестве сырья иногда используют природные горные породы - мергели. В них содержатся необходимые для производства портландцементов
количества карбонатных (75-78 %) и глинистых пород (25-22 %). В большинстве случаев необходимое сочетание пород получается искусственным путем. В этом случае в качестве карбонатных пород используются известняки,
мел, известковые ракушечники. В качестве глинистых - глины, глинистые
сланцы, лессы, доменные шлаки, кроме того, в состав сырьевой смеси вводятся различные корректирующие добавки.
Технология производства портландцемента в основном сводится к приготовлению сырьевой смеси надлежащего состава и обжига смеси до спекания (получение клинкера), измельчение клинкера с добавками (получение
цемента). Сырьевую смесь получают мокрым и сухим способами. При мокром способе сырье дробят и размалывают без дополнительной подсушки.
При сухом способе тонкое измельчение исходного сырья (помол) осуществляют в сухом состоянии. В России и ряде других стран наибольшее распространение получил мокрый способ. В этом случае помол исходного сырья
осуществляется с добавлением воды, глина размешивается в специальных
емкостях- болтушках. Смесь готовится тщательным перемешиванием жидких молотых смесей в шламбассейнах. Обжиг смеси производится во вращающихся печах, представляющих собой металлические цилиндры с огнеупорной футеровкой внутри. Длина печи постигает 180, а иногда 250 .м,
диаметр до 6 м. По мере продвижения смесь подсушивается, скатывается в
шарики и под действием высокой температуры (1450-1500 оС) спекается в
16
гранулы размером от 5 до 20 мм и более. Затем гранулы охлаждаются: первоначально в печи, в зоне охлаждения, затем в специальных устройствах холодильниках. Остывший и стабилизировавшийся клинкер подвергается
размолу чаще всего в шаровых мельницах. Размол клинкера и постепенное
продвижение размалываемого материала обеспечивается при вращении за
счет наклона мельницы. По выходе из шаровой мельницы портландцемент
подается на склад, в силосы, где остывает и выдерживается необходимое
время для стабилизации.
К основным характеристикам портландцемента относятся истинная и
средняя плотность, тонкость помола, сроки схватывания, нормальная
густота (водопотребность цемента) и разномерность изменения объема цементного теста, прочность затвердевшего цементного раствора. Истинная
плотность цемента находится в пределах 3000-3200 кг/м3, средняя плотность
в рыхлом состоянии – 900-1300, в уплотненном (слежавшемся) –1200-1300
кг/см3. При расчете емкостей для складирования обычно ее принимают равной 1200 кг/м3. Тонкость помола определяется по ГОСТ 310-2-76 и характеризуется остатком на сите №08 или удельной поверхностью, проверяемой на
специальном приборе ПСХ. Согласно ГОСТу через сито №08 должно проходить не менее 85 % массы пробы, удельная поверхность при этом должна
быть 2500-3000 см2/г.
Нормальная густота цементного теста зависит от минералогического
состава цемента и тонкости помола. Изучение процесса твердения цемента
показало, что в зависимости от вида цемента, сроков и условий твердения
цемент присоединяет воды 15-25 % от всей массы. Практически при использовании цемента в растворах и бетонах расходуемое количество воды значительно больше (40-70 %), оно, в частности, зависит и от нормальной густоты
цементного теста. Излишки воды со временем испаряются, оставляя пары,
что ухудшает качество цементного камня, а, следовательно, раствора и бетона.
Сроки схватывания цементного теста нормальной густоты проверяются на приборе Вика. По ГОСТ 10178-76 начало схватывания должно быть не
ранее 45 мин, конец – не позднее 10 часов, однако по согласованию с потребителями они могут существенно отличаться.
Одной из основных характеристик цемента является его марка, которая
характеризуется пределами прочности при изгибе и при сжатии их половинок, изготовленных из пластического раствора состава по массе 1:3 (одна
часть цемента, тривольского песка) при водоцементном отношении, равном
0,4 , и испытанных в 28-суточном возрасте. Образцы в течение этого времени
хранят во влажных условиях. Предел прочности при сжатии цементных образцов в возрасте 28 суток называют активностью цемента. Прочностные
показатели портландцемента и шлакопортландцемента приведены в табл. 1.
Аналогичными показателями должны характеризоваться другие разновидности портландцементов, которые выпускаются следующих марок: пластифицированный – 300, 400, 500; гидрофобный – 300, 400; белый и цветные
17
– 400, 500. Твердение портландцемента – это сложный физико-химический
процесс, о котором у ученых еще нет единого мнения, и который продолжает
изучаться. По теории, разработанной академиком А.А. Байковым и дополненной другими учеными, различаются три периода твердения портландцемента. Четкой границы между ними нет, однако для строительных целей
удобно рассматривать их обособленно.
1. Подготовительный период. При соприкосновении цементных зерен с
водой поверхностные слои клинкерных минералов вступают с ней в химические реакции. Первоначально процессы гидролиза и гидратации идут интенсивно, но со временем во внутренние слои частиц вода проникает все труднее, и в целом процесс взаимодействия воды с цементными минералами протекает сравнительно медленно. Образующие соединения быстро насыщают
раствор. Процесс насыщения происходит тем быстрее, чем меньше воды затворения.
2. Период коллоидации. В момент полного насыщения гидратные новообразования уже не растворяются, а находятся в состоянии коллоидного
раздробления или геля (студня), дальнейшая гидратация приводит к уменьшению количества свободной воды, склеивающая способность геля, как любого клея, увеличивается, цементное тесто теряет пластичность, т.е. начинает схватываться.
3. Период кристаллизации. Гидрат оксида кальция и трехкальциевый гидроалюминат постепенно начинают переходить в кристаллическое состояние. Одновременно с этим медленно кристаллизующийся гель гидросиликата кальция уплотняется. Образующиеся кристаллы , главным образом
гидрата оксида кальция и трехкальциевого гидроалюмината, срастаются, и
пронизывая коллоидные массы, состоящие в основном из гидросиликата
кальция, образуют прочный кристаллический сросток - цементный камень.
Транспортируют цемент в мешках или навалом в специальных транспортных
средствах. Транспортирование в мешках осуществляют в крытых вагонах
или бортовых машинах, закрываемых брезентом. Погрузка и выгрузка осуществляется с помощью различного рода автопогрузчиков. При транспортировании навалом погрузочно-разгрузочную работу осуществляют с помощью
различных механических (шнеки, элеваторы) и пневматических (винтовые и
камерные насосы, аэрожелоба, аэролифты) средств, которыми оборудуются
склады и транспортные средства.
3 Бетон и железобетон
Бетоном называется искусственный камень, получаемый в результате
твердения смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей: мелкого песка и
крупного – гравия или щебня.
Бетон различают по объемному весу, виду вяжущего, на котором он
приготовлен, и назначению.
По объемному весу бетоны разделяются на пять видов:
18
1) особо тяжелый с объемным весом более 2700 кг/ мЗ, при тяжелых заполнителях (стальные опилки, барит);
2) тяжелый с объемным весом 2100 - 2600 кг/ мЗ, при плотных заполнителях (щебне или гравии из плотных горных пород);
3) облегченный с объемным весом от I800 до 2100 кг/ мЗ, при пористых
заполнителях (кирпичный щебень);
4) легкий с объемным весом от I000 до I800 кг/ мЗ, при очень пористых
заполнителях (шлаке, пемзе и т.п.);
5) особо легкий с объемным весом менее I000 кг/ мЗ. Этот бетон не
содержит или почти не содержит заполнителей и имеет специально получаемую мелкопористую структуру.
По роду вяжущего различают бетон на портландцементе, гипсобетон,
известковый бетон и т.д.
По назначению бетоны бывают: для несущих конструкций зданий и сооружений, бетон гидротехнический, дорожный бетон и т.д.
В зависимости от состава свойства бетонов могут изменяться в весьма широких пределах. Путем подбора материалов необходимого качества и соответствующего проектирования состава смеси, можно получить бетон, удовлетворяющий тем или иным предъявляемым в данном случае требованиям.
Общими положительными свойствами бетона являются его значительная прочность при сжатии, возможность придания выполняемой из него
конструкции любой формы, огнестойкость и водостойкость.
Возможно получение бетонов, обладающих высокой морозостойкостью, химической стойкостью и непроницаемостью для различных жидкостей и газов. Приготовление, транспортировка и укладка бетона могут быть
полностью механизированы.
Для придания конструкции или элементу соответствующей формы
приготовленную бетонную смесь укладывают во временную форму – опалубку, в которой бетон выдерживают необходимое время до достижения им в
результате твердения определенной прочности.
Так как качество бетона непосредственно зависит от качества входящих в его состав материалов, то к последним предъявляют определенные
требования. Так, вода, на которой затворяют бетон, должна быть чистой и не
содержать значительных минеральных включений. Заполнители - песок, гравий или щебень, не должны содержать в значительных количествах глинистые, илистые или иные примеси и должны иметь определенный зерновой
состав.
Подбор состава бетонной смеси сводится к тому, чтобы определить такое соотношение ее компонентов, при котором смесь после уплотнения будет иметь минимальную пористость, т.е. максимальную массу. После подбора компонентов определяют расход воды, песка, крупного заполнителя и вяжущего на 1 мЗ бетона.
Легкие бетоны. Легкие бетоны с объемной массой менее 1860кг широко применяют в строительной промышленности для изготовления различ-
19
ных бетонных и железобетонных конструкций. Благодаря их использованию
появляется возможность резко снизить массу зданий и сооружений, что дает
большой экономический эффект (снижение расхода строительных материалов, транспортных расходов и трудовых затрат). В настоящее время применяют легкие бетоны различных объѐмных масс и прочности. Одним из представителей легкого бетона является керамзитобетон, который так называется
от названия легкого заполнителя керамзита, объемная масса которого I500I800 кг/мЗ.
Ячеистые бетоны. В зависимости от типа вяжущего вещества ячеистые
бетоны делят на газо- и пенобетоны на основе портландцемента, газо- и пеносиликатобетоны на основе извести. Пенобетоны и пеносиликатобетоны
получают путем смешения цементного теста или известкового раствора с устойчивой пеной, образуемой при взбалтывании животного клея и канифольного мыла или водного раствора сапонина (вытяжки из растительного мыльного корня). После затвердения такой массы на воздухе или в автоклаве получается бетон ячеистой структуры. Газобетон и газосиликатобетон получают путем вспучивания тех же компонентов газом, получающимся в результате взаимодействия химических веществ (алюминиевого порошка) с гидратом окиси кальция.
Жаростойкие и кислотостойкие бетоны. Жаростойкие бетоны сохраняют свои физико-механические свойства при температурах окружающей
среды до 1200 °С. В качестве вяжущего применяют глиноземистый цемент,
портландцемент, шлакопортландцемент и т.п. В жаростойких бетонах используют крупный и мелкий заполнители искусственного приготовления,
причем вид заполнителей зависит от типа вяжущего. Такой бетон можно
применять при сооружении железобетонных дымовых труб, фундаментов
доменных, мартеновских и других промышленных печей,
Кислотостойкий бетон приготовляют из жидкого стекла, молотого
кремнеземистого материала, плотных кислотоустойчивых заполнителей и катализатора в виде кремнефтористого натрия. Этот бетон в основном идет на
изготовление различных резервуаров, труб и аппаратуры в химической промышленности. Он с успехом заменяет такие дорогостоящие материалы, как
листовой свинец, кислотостойкую керамику и т.п.
Железобетоном называется высокопрочный конструктивный материал, в котором эффективно сочетается работа двух разнородных материалов
- бетона и металла. В железобетоне сжимающие нагрузки воспринимает бетон, хорошо сопротивляющийся воздействию сжимающих сил, а растягивающие усилия - стальная арматура, которая обладает большой прочностью
на разрыв. Рациональность сочетания этих двух различных по своей природе
веществ обуславливается хорошим сцеплением бетона и стали, их одинаковым коэффициентом температурного расширения и предохранением стали,
находящейся в бетоне, от коррозии.
В строительстве применяют два вида железобетонных конструкций: с
обычным армированием и с предварительно напряженной арматурой. В пер-
20
вом случае арматуру закладывают в форму и после этого производят бетонирование, во втором производится натяжение арматуры до затвердевания бетонной смеси или после приобретения бетоном определенной прочности. Такое напряженное состояние строительного изделия обеспечивает заданную
сопротивляемость его изгибающим усилиям и снижает вероятность появления трещин и других деформаций. Кроме того, снижается масса железобетонных конструкций, увеличивается их жесткость, повышается долговечность и сокращается расход арматуры.
В качестве арматуры обычно применяют стальные элементы или целые
каркасы, располагаемые в тех местах конструкций, которые подвергаются
растягивающим усилиям при изгибе, растяжении или внецентренном сжатии.
Для повышения физико-механических свойств металла его подвергают механическому упрочнению и термической обработке (закалке токами высокой
частоты, изотермической закалке,закалке после нагрева электротоком и
т.п.),это позволяет снизить на 30-40 % расход арматуры, используемой в железобетоне. Арматуру применяют горячекатаную стержневую и холоднокатаную проволочную. По профилю стержней используют стали гладкого(класс А1) и периодического профиля (класс А2, А3).
Закладные детали используют для соединения сваркой элементов железобетонных конструкций друг с другом. Закладные детали представляют
собой пластины из стали с приваренными к ним внахлестку анкерами, изготовленными из стали марки Ст.5 периодического профиля. Пластины размещают на поверхности конструкций, а анкера в теле бетона.
Технологический процесс производства железобетонных изделий в основном
складывается из следующих операций: изготовление бетонной смеси, армирование железобетонных изделий, формование, обработка и отделка лицевой
поверхности.
Железобетонные изделия, применяемые для сборки зданий и сооружений, могут быть разделены на следующие основные группы:
изделия для фундаментов и подземных частей зданий, изделия для конструкций каркасов, стеновые панели и блоки, элементы междуэтажных перекрытий, элементы сборных лестниц, объемные и санитарно-технические элементы.
Изделия для фундаментов и подземных частей зданий – это фундаментные плиты и блоки, балки, сваи, панели и т.п. Фундаментные плиты и
блоки представляют собой массивные железобетонные конструкции, армируемые стальными сетками. Применение фундаментных плит и блоков взамен бутовой кладки.
Изделия для конструкций каркасов зданий проектируют и изготавливают в виде колонн, балок перекрытий, подстропильных балок и прогонов.
Стеновые панели и блоки используют для наружных стен отапливаемых зданий. Для первых применяют легкие, а для вторых тяжелые или крупнопористые бетоны. Перегородки межкомнатные и несущие монтируют из гипсовых
прокатных изделий. Иногда панели для наружных несущих стен отапливае-
21
мых зданий изготавливают из тяжелого бетона с применением утеплителей.
Панели перекрытий, так же как и настилы, изготавливают пустотелыми, прямоугольной формы. Проектируют панели обычно размерами на комнату. Элементы сборных лестниц включают лестничные марши, площадки,
ступени и проступи. Объемные элементы дают возможность возводить жилые здания из объемных блоков.
Сборные элементы зданий и сооружений изготавливают на специализированных заводах или комбинатах со всеми санитарно-техническими и
электротехническими устройствами, что обеспечивает полную индустриализацию строительства, снижает трудоѐмкость, резко повышает производительность труда и сокращает сроки ввода в эксплуатацию зданий и сооружений.
Железобетонные изделия, поступающие на строительную площадку,
должны удовлетворять требованиям технических условий по внешнему виду,
размерам, армированию и прочности. Однако отпускная марка бетона в некоторых случаях может быть меньше проектной, из расчѐта достижения необходимой прочности изделия в процессе его эксплуатации, но это снижение
должно быть не более 30 %. Сборный железобетон поставляют заказчику отдельными партиями, каждая из которых должна быть изготовлена по одной и
той же технологии, из одного и того же материала и состоять из изделий
одинакового качества.
4 Строительный раствор
Строительным раствором называется рационально подобранная
смесь, состоящая из мелкого заполнителя, вяжущего и воды, способная с течением времени превращаться в камневидное состояние. Растворы по характеру твердения делятся на гидравлические и воздушные. Первые способны
схватываться и твердеть во влажных, а вторые – в воздушных условиях окружающей среды. Растворы бывают простые и сложные: простые состоят из
одного, а сложные – из нескольких вяжущих веществ, например известковопесчаные, цементно-песчаные и тому подобные растворы являются простыми, а известково-цементные и гипсо-цементные - сложными.
В зависимости от объемной массы растворы можно разделить на две
группы: к первой относятся тяжелые, или холодные (объемной массой более
1500 кг/мЗ), а ко второй – легкие, или теплые растворы (объемной массой менее 1500 кг/мЗ). По характеру работы существуют растворы, применяемые
для кладки стен из кирпича, блоков и панелей, штукатурные, декоративные и
растворы специального назначения (акустические, теплоизоляционные, гидроизоляционные, инъекционные, кислотоупорные и для устройства полов).
Качество растворов регламентируется их основными свойствам: прочностью на сжатие, подвижностью, степенью расслаивания (или водоудерживающей способностью). Прочность раствора определяют на образцах кубической формы, изготовленных из песка, вяжущего и воды; она колеблется в
22
широких пределах – от 4 до 300 кг/см2. Раствор высокой марки требуется
только при производстве кладочных работ из камней неправильной формы, в
других случаях прочность раствора мало влияет на прочность кладки. Подвижность – это способность раствора растекаться на горизонтальной поверхности под действием внешних сил. Она характеризуется глубиной погружения (в см) в свежеприготовленный раствор металлического конуса. Этот физический показатель зависит от назначения раствора и принимается равным:
для кирпичной кладки – 9–13 см, для бутовой – 4–6 см (в случае употребления вибраций 1–3 см), для штукатурки от 6 до II см. Степень расслаиваемости или водоудерживающая способность, имеет важное значение, так как
пористое основание (кирпич) впитывает воду и может обезводить раствор, а
следовательно, нарушить нормальный ход его твердения. Кроме того, растворы с низкой водоудерживающей способностью расслаиваются в процессе
транспортирования. Водоудерживающая способность (зависящая от дисперсности компонентов), позволяет повысить подвижность растворной смеси, снизить расход вяжущего, уменьшить стоимости раствора.
Для приготовления растворов применяют различные вяжущие вещества: строительный гипс, известковое тесто, молотую известь, портландцемент
и пр. Строительный гипс используют в основном как добавку в штукатурные
растворы. Известь не должна содержать в своем составе пережога, активность ее должна быть не менее 60 %.
Гидравлические вяжущие применяют невысоких марок, так как к
прочности растворов не предъявляют больших требований. В качестве мелкого заполнителя обычно применяют природные пески, которые не должны
содержать в своем составе вредных примесей (глины, пыли и органических
веществ). Кроме того, регламентируется крупность зерен частиц песка, например, в растворе для бутовой кладки крупность зерен не должна превышать 5 мм, для кирпичной – 2,5 мм.
Свойства растворов можно регулировать в широких пределах путем
введения в их состав различных добавок. Так глину и пластифицирующие
(сульфитно-спиртовую бурду) вещества используют для улучшения пластических свойств, гидрофобные (омыленные едкой шелочью ) – для повышения
водоудерживающей способности. Вовлечение воздуха в состав растворов
происходит путем захватывания и удержания пеной больших объемов воздуха. Пена образуется в процессе перемешивания вяжущего, песка, гидрофобизатора и воды. В некоторых случаях приходится регулировать время схватывания и твердения раствора, т.е. замедлить или ускорять процесс его твердения. Для этих целей применяют ускоряющие или замедляющие твердение
(схватывание) добавки. К первым относят хлористый кальций, ко вторым
сульфитно-спиртовую бурду, молотую известь, глюкозу и другие добавки,
используемые главным образом в гипсовых растворах. При производстве
кладочных работ в зимнее время в целях понижения температуры замерзания
воды в состав растворов вводят противоморозные добавки поташ или нитрит
натрия, добавляют хлористый кальций или хлористый натрий.
23
При производстве кладочных работ могут быть применены как воздушные (глиняные, известково-песчаные и гипсопесчаные), так и гидравлические растворы. Первые имеют низкую марку и замедленное твердение,
вторые обладают значительной прочностью и сравнительно небольшим сроком твердения. Глиняные растворы применяют в сельском малоэтажном
строительстве, главным образом в условиях, когда исключается воздействие
на кладку атмосферных и других вод. Для улучшения свойств в состав глиняных растворов вводят добавки – цемент, известь, гипс, эмульсии и т.д. Известково-песчаные растворы, несмотря на низкую марку и медленное твердение, довольно широко распространены в строительстве. Их свойства
улучшают, применяя в качестве вяжущего молотую известь. Это повышает
марку раствора и резко сокращает процесс твердения. Гипсопесчаные растворы ранее не применялись для производства кладочных работ из-за быстрого схватывания и твердения гипса. Только после определения добавок, замедляющих твердение этих растворов, они стали широко использоваться в
строительстве.
Гидравлические растворы довольно часто применяют для кладочных
работ, так как они имеют высокую марку и сравнительно небольшое время
твердения и, как уже говорилось, не боятся систематического воздействия на
них атмосферных и других вод. Особенно часто гидравлические растворы
используют при кладке фундаментов, где применение воздушных растворов
исключено.
Декоративные растворы состоят из гидравлических или минеральных
вяжущих, гранитной крошки, мелкого заполнителя, воды и щелочеустойчивых красящих веществ. Кислотоупорные растворы применяют для предохранения поверхностей от разрушающего действия кислот и щелочей. Их
изготовляют на базе жидкого стекла, кремнефтористого натрия и кислотоустойчивых мелких заполнителей.
5 Изделия на основе извести
На основе извести изготовляют силикатный кирпич, применяемый в
строительстве наряду с обыкновенным, шлаковым кирпичом, пеносиликатными изделиями и пр.
Силикатный кирпич изготовляют из смеси кварцевого песка с гашеной
известью и прессуют под большим давлением с последующим пропариванием. Размеры силикатного кирпича такие же, как и у красного, т.е. 250х120х65
мм. Цвет кирпича – светлосерый. Добавляя при изготовлении к смеси минеральные пигменты, можно получить кирпич и других цветов.
Силикатный кирпич изготовляют четырех марок: 150, 125, 100 и 75.
Коэффициент теплопроводности силикатного кирпича немного выше, чем
красного. Силикатный кирпич допускается для кладки стен в помещениях с
относительной влажностью не выше 75 %. Запрещается применение силикатного кирпича для устройства фундаментов, кладки печей и дымоходов.
24
Силикатный и известково-глиняный кирпич имеют значительные технико-экономические преимущества перед обыкновенным глиняным, и потому получают всѐ большее распространение. Затраты труда на изготовление
силикатного кирпича вдвое меньше, а стоимость на 20-40 % ниже.
Шлаковый кирпич изготовляют из молотого гранулированного шлака.
Для ускорения твердения основных шлаков к ним добавляют известь или цемент. Шлаковый кирпич делится на три марки: 75, 50 и 25. Объѐмный вес и
теплопроводность шлакового кирпича ниже, чем силикатного. Шлаковый
кирпич разрешается употреблять для кладки стен зданий высотой не более 4
этажей.
Пеносиликат изготовляется из вспененной (от добавки пенообразователя) смеси молотой извести–кипелки с тонкомолотым песком.
Этим путем можно получать изделия с объемным весом от 30 до 1000 кг/мЗ,
пределом прочности при сжатии от 10 до 75 кг/см2. Из пеносиликата изготовляют армированные стеновые блоки, термовкладыши, панели для перекрытий и перегородок, теплоизоляционные плиты и т.д.
Газосиликатобетонные изделия изготовляют из известкового раствора
жидкой консистенции, в состав которого вводят газообразователь в виде
алюминиевой пудры. В данном случае смешение песка, извести и воды с газообразователем производят в обычной растворомешалке.
Гипсовые безобжиговые каменные материалы. Гипс является быстротвердеющим вяжущим с хорошими формовочными свойствами, поэтому
при изготовлении гипсовых изделий формы, на изготовление которых расходуется большое количество металла, должны оборачиваться быстро. Гипсовые материалы обладают высокой прочностью, хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами, легко подвергаются обработке и окраске. Однако
эти материалы неводостойки, поэтому их можно применять только на тех
участках зданий и сооружений, которые не подвержены воздействию атмосферной влаги, либо покрывать поверхность гипсовых каменных материалов
гидроизоляционным слоем. В строительстве применяют: панели гипсобетонные и плиты гипсовые для перегородок, камни для кладки наружных стен,
листы гипсовые обшивные и архитектурные изделия.
Асбестоцементные материалы и детали. В нашей стране имеются
богатые месторождения асбеста и развита мощная цементная промышленность, поэтому асбестоцементные материалы широко применяются в строительстве. Основными компонентами асбестоцемента являются асбест, цемент, вода и пигменты.
Асбест – горная порода волокнистого строения, причем волокна легко
отделяются друг от друга при приложении даже небольших механических
усилий. Из асбестоцемента изготовляют листы волнистые кровельные, плиты
плоские облицовочные, плиты полые утепленные, трубы различных диаметров и фасонные части к ним, которые применяют для устройства водопроводов, газопроводов и канализации, дымовых и вентиляционных каналов, мусоропроводов, каналов для прокладки различных кабелей.
25
ЛЕКЦИЯ
5
ОСНОВНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1 Лесные строительные материалы.
2 Битумные и дѐгтевые материалы.
3 Теплоизоляционные материалы.
1 Лесные строительные материалы
Лесоматериалы широко применяются в строительстве. Наша страна богата лесом, в России сосредоточена 1/4 всех мировых запасов древесины. Лесоматериалы нельзя считать универсальными, они, как и другие материалы,
имеют свою рациональную область применения. К положительным свойствам древесины относятся высокая прочность и химическая устойчивость,
легкость обработки и большой срок службы при благоприятных эксплуатационных условиях, малая теплопроводность, к недостаткам - большая чувствительность к изменению влажности окружающей среды, подверженность
гниению и сгораемость, малый срок службы при неблагоприятных эксплуатационных условиях, природные пороки. Рациональная область применения
лесоматериалов определяется по макро- и микроструктуре древесины, физическим и механическим свойствам и порокам.
Все породы древесины делятся на три большие группы:
хвойные (ель, сосна и т.п.), лиственная – кольцесосудистая (дуб, вяз,
ясень и т.п.) и лиственная – рассеянно-сосудистая (береза, и т.п.).
Пороки древесины возникают вследствие неправильного роста и
строения, болезней и повреждений. Пороки по-разному влияют на физические и механические свойства древесины:
одни допускаются в конструкциях, другие снижают сорт древесины,
третьи не допускаются, т.е. древесина не может быть использована для изготовления строительных изделий. К порокам древесины относят: сучки, грибные окраски и гнили, химические окраски, повреждения насекомыми, деформации и растрескивания, дефекты формы ствола и строения древесины,
раны, ненормальные отложения, механические повреждения.
Свежесрубленная древесина имеет большую влажность. Это приводит
к тому, что при быстром высыхании в ней появляются различные деформации. Поэтому лесоматериалы перед употреблением в дело подвергают сушке,
что повышает физико-механические свойства и предотвращает возможность
загнивания древесины. В настоящее время широко применяют следующие
способы сушки древесины:
воздушную (естественную), камерную, электросушку, сушку в горячих
жидкостях. Наиболее распространены в строительстве воздушная и камерная
способы сушки.
26
Лесоматериалы, применяемые в строительстве в круглом виде, называют бревнами строительными, подтоварником, жердями. При распиловке
бревна пополам получают пластины. Пиленые материалы разделяют на доски, бруски и брусья. Для увеличения срока службы древесины, предохранения ее от гниения и поражения грибками и насекомыми применяют антисептирование: пропитку или обмазку специальными составами–антисептиками.
.Поверхности элементов деревянных конструкций покрывают с помощью
кистей или краскопультов жидкими пастами или растворами фтористого натрия, кремнефтористого натрия.
Наиболее надежна пропитка древесины в горячо-холодных ваннах и
креозотом. Для защиты от возгорания древесину покрывают штукатурным
раствором, гипсовыми или асбестовыми листами или обрабатывают огнезащитными веществами, называемыми антипиренами.
2 Битумные и дѐгтевые материалы
Битуминозными называются такие строительные материалы, в состав
которых входят битуминозные вяжущие вещества.
Последние делятся на битумные и дегтевые.
Битумные материалы различают следующим видов:
1) природные битумы – твердые или в виде чистой жидкости, встречающиеся в природе в чистом виде или пропитывающие горные породы.
2) нефтяные битумы – твердые или полутвердые, получаемые из нефти;
3) асфальтовые горные породы, пропитанные природным битумом. Из
асфальтовых пород извлекают чистый битум или используют их в размолотом виде в качестве асфальтового порошка.
К дегтевым материалам относятся:
1) сырые дегти – жидкие продукты разложения каменного угля, древесины, торфа и т.п. при высокой температуре без доступа воздуха;
2) дегтевые масла – отгоны, получаемые при перегонке дегтей;
3) пеки – твердые остатки от перегонки дегтя.
В строительстве и в производстве строительных материалов широко
применяются нефтяные битумы и каменноугольные дегти и пеки.
Битумы, дегти и пеки водонепроницаемы, стойки против действия кислот, щелочей и агрессивных жидкостей, прочно сцепляются с деревом, камнями и металлами, обладают пластичностью при положительных температурах.
Битуминозные материалы применяются в строительстве для изготовления асфальтовых и дегтевых растворов и бетонов, идущих на покрытие дорог, тротуаров, устройство полов и гидроизоляции; для производства битумных и дегтевых кровельных и гидроизоляционных материалов; для получения приклеивающих и красочных составов, для производства битумных и
27
дегтевых лаков как антикоррозийных составов (например, для защиты труб).
Асфальтовым раствором называется смесь асфальтового вяжущего
вещества (битума, смещенного с тонким минеральным заполнителем) и песка.
Дегтевым раствором называется смесь дегтя или дегтя и песка с наполнителями и песком.
Асфальтовые растворы употребляются для устройства гидроизоляции,
а также для устройства асфальтовых полов.
Общее количество битума в растворе включая и битум, содержащийся
в асфальтовом порошке, в случае применения последнего, должно быть в
пределах 9-11 %.
Асфальтовыми и дегтевыми бетонами называются смеси минеральных составляющих (щебня или гравия, песка и минерального порошка) с
битумами или дегтями.
По степени подвижности бетоны могут быть: жесткие, требующие уплотнения укаткой или вибрацией, и пластичные, не требующие значительного уплотнения при укладке; по способу применения укладываемые в горячем
и в холодном состоянии.
Асфальтовый бетон в зависимости от его качества разделают на три
марки. Помимо бетонов, укладываемых в разогретом состоянии, применяют
асфальтовые и дегтевые бетоны, изготовляемые с применением жидких битумов и дегтей и укладываемые в холодном состоянии.
Холодные бетоны применяются главным образом для дорожных покрытий. Преимущество их перед обычными заключается в том, что они проще и дешевле в изготовлении, удобнее в укладке. Их можно укладывать в
сырую и холодную погоду, и даже зимой.
В строительстве применяются битуминозные кровельные и гидроизоляционные материалы двух основных типов:
а) приготовляемые пропиткой специального картона нефтяными битумами и дегтевыми составами;
б) бескартонные, представляющие собой смесь битума с асбестом, раскатанную в листы.
По роду вяжущих битуминозные кровельные и гидроизоляционные материалы делятся на битумные и дегтевые.
Битумные кровельные и гидроизоляционные материалы более долговечны, чем дегтевые в условиях прямого воздействия атмосферных факторов.
Рубероидом называется рулонный кровельный и изоляционный материалы, изготовляемый пропиткой картона мягкими нефтяными битумами с
последующим покрытием его с лицевой стороны или с обеих сторон тугоплавким нефтяным битумом и с нанесением на его поверхность тонкого слоя
мелкоизмельченного минерального вещества (обычно тальк). Рубероид изготовляется также с крупнозернистой посыпкой (бронированный рубероид),
которая защищает битум от разрушающего действия света, и с чешуйчатой
28
слюдяной посылкой. Крупная минеральная посыпка может быть различных
цветов. Рубероид применяется для верхнего слоя рулонных кровель. Пергамин выделывается также из картона, пропитанного нефтяными битумами, но
в отличие от рубероида он не имеет на поверхности слоя битума. Пергамин
идет главным образом на нижние слои многослойных рулонных кровель.
Гидроизол вырабатывается из специального асбестового картона путем
пропитки его мягкими нефтяными битумами. Он выпускается в рулонах
площадью 20 квадратных метров и шириной полотна 950 мм
Гидроизол употребляется для изоляции конструкций от грунтовых вод.
Он не подвергается гниению, водостоек, гибок, имеет относительно низкое
водопоглощение, отличается долговечностью.
Борулином называется гидроизоляционный рулонный материал, полученный смешиванием на вальцах битума с сухим асбестовым волокном с последующей раскаткой в полотно. Борулин выпускается в виде рулонов шириной 600 мм и площадью 4,5 м2.
Борулин обладает значительно большей пластичностью, чем материалы других видов, поэтому его можно с успехом применять при изоляции
особо сложных профилей. Очень низкое водопоглощение делает его особенно стойким к действию низких температур.
Более совершенным видом борулина является пластифицированный,
вырабатываемый с добавкой нефтяных масел и обладающий большой пластичностью даже при температурах до - 10°.
Кровельный толь изготовляется пропиткой кровельного картона дегтевыми составами с последующей посыпкой обеих сторон песком. Толь выпускается рулонами шириной от 650 до I 050 мм, площадь рулона 20 м2.
Толь изоляционный, или подкладочный, изготовляется пропиткой кровельного картона каменноугольными дегтевыми составами без посыпки.
Подкладочный толь выпускается рулонами таких же размеров как и
кровельный, применяется для устройства кровель в качестве подкладочного
материале под кровельный толь, а также для устройства гидро- и пароизоляции.
Битумная мастика изготовляется из нефтяного битума одной марки
или смеси разных марок, иногда с добавками пылевидных или волокнистых
наполнителей.
По способу применения и составу битумные мастики разделяются на
холодные и горячие.
Горячую битумную мастику применяют в качестве приклеивающего и
окрашивающего материала при устройстве кровель и гидроизоляции из битумных материалов.
Холодные мастики особенно удобны в работе в холодное время года.
Дегтевая мастика приготовляется из «отогнанного» или «составленного» дегтя, иногда с добавкой пылевидных или волокнистых наполнителей и пек.
Дегтевая мастика применяется в разогретом состоянии в качестве при-
29
клеивающего материала при устройстве кровель, гидроизоляции, дѐгтевых
рулонных материалов и в качестве окрашивающего слоя для кровель из дегтевых материалов. Дегтевые мастики применяются также для защиты труб от
коррозии.
3 Теплоизоляционные материалы
Теплоизоляционными называются материалы, предназначенные для
защиты зданий или отдельных конструкций и установок от потери тепла или
от нагревания.
В соответствии с назначением они должны обладать возможно
меньшим коэффициентом теплопроводности. Теплоизоляционные материалы
в большинстве имеют пористое строение. По мере повышения пористости
понижаются объемный вес и коэффициент теплопроводности, но одновременно понижается и прочность материала.
Теплоизоляционные материалы применяют в штучном виде (плоские
листы, плиты, полотнища, рулоны, скорлупы и т.п.), в виде сыпучих масс с
добавкой различных вяжущих веществ, а также в виде засыпок.
Теплоизоляционные материалы могут быть органического или неорганического происхождения (минеральные).
Органические штучные материалы. Главными видами органических
штучных материалов являются древесноволокнистые плиты (оргалит), изготовляемые из измельченного древесного и другого растительного волокна.
При повышении степени прессования из древесноволокнистой массы
можно получить конструктивный и облицовочный материал большой плотности и прочности.
Камышит и соломит представляют собой спрессованные плиты из
стеблей камыша или соломы, прошитые проволокой. Камышит и соломит изготавливают длиной 2650 мм, шириной 450 и 980 мм, толщиной 50~70 и 100
мм.
Фибролит теплоизоляционный (прессованные стружки на магнезиальном вяжущем или цементе) имеет объемный вес не более 400 кг/мЗ,
обычные размеры плит 2000х700 мм.
Торфяные плиты получают прессованием и термической обработкой
сфагнума (малоразложившегося торфа).
Шевелин делается в виде стеганых полотнищ из льняной пакли, расположенной между листами водонепроницаемой бумаги, пропитанной каменноугольной смолой, шириной 1 м, длиной 2 м, толщиной 12,5 или 25 мм.
Пробковые плиты изготовляют из измельченных отходов пробки
спрессованных с добавкой мездрового клея и битума. Плиты выпускают
размером 1000+500 мм при толщине 80 мм.
Неорганические (минеральные) материалы. Материалы этого вида не
гниют, не горят и не тлеют; некоторые из них могут служить в конструкциях
при высоких температурах. Неорганические теплоизоляционные материалы
30
часто применяются в виде засыпок или обмазок. Наиболее широко распространены следующие материалы неорганического происхождения: ячеистые
бетоны (пенобетон и газобетон), пеносиликат, минеральная вата и асбестоцементные теплоизоляционные плиты.
Ячеистые материалы (пенобетон, пеносиликат и газобетон) изготовляются в виде плит размером до 1500х500х100 мм. Достоинством этих плит
является их относительно малая гигроскопичность и водопоглощение.
Минеральную вату получают, продувая минеральный расплав струѐй
пара или выпуская его через тонкое отверстие. При этом образуются длинные тонкие нити. В зависимости от вида сырья вату делят на минеральную,
стеклянную и шлаковую. В зависимости от объемного веса (в кг/мЗ) вата делится на три марки: 175, 200 и 250.
Пропуская вату через быстро вращающийся дырчатый барабан, получают так называемую гранулированную вату, применяемую для различных
засыпок. Вату можно спрессовать и прошить между слоями водонепроницаемой бумаги. Запрессовывая вату с добавкой к ней битумной эмульсии,
получают минеральный войлок.
Смешивая минеральную вату с вяжущим и спрессовывая смесь в плиты, можно получить минеральную пробку; в зависимости от состава смеси и
силы прессования минеральная пробка может иметь разную плотность. Минеральная пробка негигроскопична и водостойка; применяется для утепления
строительных конструкций различного вида и назначения.
Асбестоцементные теплоизоляционные плиты приготовляются слабым
прессованием из смеси цемента с асбестом и употребляются для теплоизоляции конструкций зданий.
Материалы для изоляции горячих поверхностей.
Органические материалы пригодны лишь при температурах не выше
150°. Для изоляции труб водяного или парного отопления низкого давления
применяется изоляция, состоящая из смеси шерстяных или хлопчатобумажных очесов с глиной.
Для изоляции горячих поверхностей применяют специальные теплоизоляционные материалы, изготовленные на основе трепела, диатомита, асбеста, слюды, обожженных керамических масс, минеральной ваты.
Из пластического асбеста может быть приготовлена бумага (толщиной
около 1 мм), картон (толщиной до 10 мм) или рыхлый войлок. Коэффициент
теплопроводности этих материалов не превышает 0,16 ккал/м час град. Они
применяются для обивки стен и перекрытий в местах возможного нагревания. Асбестовая бумага, картон и войлок пригодны при температурах до
450°, во фланцах – при давлении пара до 10 ат.
Изоляционные асбестовые массы применяются в виде готовых порошков – смесей. При устройстве изоляции их смешивают с водой до получения пластичного теста и наносят на изолируемую поверхность. Снаружи
слой изоляции обертывается холстом, зашивается и закрашивается.
31
К таким массам относятся: асбоэурит, состоящий примерно из 80 %
трепела и 20 % асбеста, вулканит, состоящий из той же смеси с добавкой гашеной извести-пушонки; совелит, состоящий из 15 % асбеста и 85 % гидрокарбоната магния и кальция. Из совелита делают и готовые скорлупы для
труб различного диаметра.
Асбестовые массы применяют при температурах не выше 900°.
Минеральная вата и материалы из нее применяются в виде засыпок
или скорлуп. При температурах до 600° применяется минеральный картон.
На основе минеральной ваты на заводах изготовляют теплоизоляционный
цемент, представляющий собой зернистую смесь гранулированной минеральной ваты, асбеста, цемента и особой глины. На этом цементе делают
мастику для обмазок поверхностей с температурой до 600°.
Теплоизоляционный кирпич, скорлупу и сегменты изготовляют путѐм
обжига трепела или диатомита, иногда с добавкой мелких примесей. Эти материалы имеют объемный вес до 750 кг/мЗ и могут применяться при температуре до 900 °С.
ЛЕКЦИЯ
6
Полимерные и отделочные строительные материалы
1
2
Пластмассы в строительстве.
Отделочные материалы и стекло.
1 Пластмассы в строительстве
Пластмассами называют материалы, полученные из природных или
искусственных высокомолекулярных соединений, способных под влиянием
нагрева и давления принимать любую форму и сохранять еѐ после завершения процесса изготовления данного материала. По составу пластмассы делят
на простые и сложные: первые состоят из одной синтетической смолы, вторые - из одного или двух полимеров, наполнителей и добавок. В строительстве в основном используют сложные пластмассы. Заполнители и добавки
применяют для того, чтобы получить пластмассы с заранее заданными свойствами, например повысить теплоустойчивость, прочность, морозостойкость,
а также увеличить долговечность и снизить стоимость пластмасс. Для пластмасс применяют наполнители трех видов: порошкообразные, волокнистые и
листообразные.
Пластические массы являются новым перспективным строительным
материалом, однако и они имеют свою область рационального применения. К
положительным свойствам пластмасс можно отнести: 1) широкий диапазон
их объемных масс; 2) широкий диапазон марок, особенно у пластмасс с листообразным наполнителем, прочность которых близка к прочности металлов;
3) прочность пластмасс на сжатие составляет 1200–1600 кг/см2,на изгиб –
400–600 кг/см2; 4) низкую теплопроводность, приближающуюся по значению
32
к теплопроводности воздуха; 5) химическую стойкость, т.е. хорошую сопротивляемость разрушающему воздействию кислот, щелочей и других разъединяющих материалы жидкостей и газов, что выгодно отличает пластмассы
от других материалов, применяемых в строительстве; 6) высокую износоустойчивость, что позволяет применять пластики для устройства долговечных полов; 7) высокие антикоррозийные и оптические свойства (прозрачность пластмасс выше, чем стекла, например, некоторые разновидности пластмасс пропускают в 10 раз больше ультрафиолетовых лучей, чем стекло); 8)
легкость обработки, позволяющую придавать пластмассам любую форму
(литье, прессование и т.п.), что снижает стоимость изготовления изделий
сложной конструкции; 9) легкость станочной обработки и возможность
склеивания пластмасс как друг с другом, так и с другими материалами, что
расширяет диапазон применения пластмасс в строительстве; 10) легкость
сваривания в струе горячего воздуха, обеспечивающую высокую эффективность сборки конструкций, изготовленных из пластиков; 11) возможность изготовлять из пластмасс очень тонкие пленки для получения высококачественных гидроизоляционных материалов.
К недостаткам пластмасс относятся: 1) сравнительно малая температуроустойчивость, так как пластмассы могут нормально работать при температуре окружающей среды не выше 200°С, и только материалы, изготовленные
на основе кремнеорганических полимеров, способны выдерживать температуру окружающей среды до 350°С; 2) высокий коэффициент температурного
линейного расширения (в 10 раз больше, чем у металлов); 3) большая ползучесть (способность к пластическому течению при обыкновенных температурах) – в 10 раз больше, чем у бетона; 4) небольшая поверхностная твердость,
что не позволяет применять пластмассы в конструкциях, на которые воздействуют острее части деталей; 5) сгораемость.
В настоящее время существует много методов получения пластмасс,
однако наиболее распространенными для изготовления пластмасс, применяемых в строительстве, являются метод химический модификации веществ,
метод полимеризации, метод конденсации, метод простой и деструктурной
перегонки органических материалов. Из смол, получаемых методом химической модификации, наиболее широко используется нитроцеллюлозная смола,
на основе которой изготовляют линолеум и другие материалы. Основными
разновидностями полимеров, изготовляемых методом полимеризации, являются полиэтилен - высокомолекулярный парафин с линейным строением
молекул, т.е. термопластичное вещество (при повышении температуры вязкость снижается, при понижении температуры она восстанавливается), применяющееся для изготовления резинотехнических изделий и гидроизоляционных пленок; поливинилхлорид - основное сырье для получения гидроизоляционных материалов, текстолита и линолеума;
полистирол - высокомолекулярный продукт, получаемый путем полимеризации стирола, широко используется при изготовлении декоративных
стекол, цветных облицовочных плиток и теплоизоляционных материалов.
33
Наиболее широко используемыми разновидностями полимеров, получаемых методом конденсации, являются: фенолоформальдегидные смолы,
изготовляемые путем конденсации фенола формалином и используемые при
производстве древесностружечных и древесноволокнистых плит, теплоизоляционного материала и т.п., а также для склеивания элементов деревянных
конструкций; резорциноформальдегидная смола, образующаяся при отведении резорцина формалином и используемая для изготовления листообразных пластиков, склеивания металлических пластинок; карбомидная
смола - продукт отвердения мочевины формалином, применяемая для изготовления прессованных и литых пластмасс, лаков, клеев и теплоизоляционных материалов.
Основные виды строительных изделий, получаемых на основе пластмасс
Пластмассы используются для изготовления стеновых, облицовочных,
теплоизоляционных, гидроизоляционных материалов, труб, санитарнотехнических изделий и материалов для полов. Наиболее широко в качестве
стеновых материалов используются стеклопласты, древесностружечные
плиты, различные планки, линкруст, дермонтин, листовые материалы для
отделки стен, полистирольные отделочные плитки.
Теплоизоляционные материалы на основе пластмасс выпускают двух
классов; волокнистые материалы на синтетических связках и газонаполненные пластмассы, представляющие собой пористые вещества с изменяющейся в широких пределах объемной массой. Пластики второго класса разделяют на три группы: пенистые пластмассы или пенопласты, паропласты и сотовые пластмассы или сотопласты.
Химическая промышленность выпускает большое количество теплоизоляционных материалов, изготовляемых на основе полистирола,поливинилхлоридной, карбомидной, фенолоформальдегидной смолы.
Пластмассы для устройства полов разделяют на две группы: рулонные и
плиточные материалы.
Рулонные материалы для полов как с основой, так и без нее, обладают
высокой износоустойчивостью и прочностью, и поэтому весьма эффективны.
Бесшовные полы из поливинилацетатной мастики устраивают одно- и
двухслойные. В качестве компонентов применяют поливинилацетатную
эмульсию, пластификатор (дибутилфталат), наполнитель (измельченный
кварцевый песок) и органический или минеральный пигмент.
Гидроизоляционными материалами являются полиэтиленовая и поливинилхлоридная пленка. Они хорошо защищают конструкции, водо-, морозо-, и кислотоустойчивы. В строительстве применяются пластмассовые трубопроводы, более долговечные, не требующие антикоррозийных покрытий,
обладают меньшей объемной массой, чем металлические. Из пластмасс изготавливают ванны, умывальники, смывные бачки и др. санитарно-технические
изделия.
34
2 Отделочные материалы и стекло
Краски представляют собой жидкие вещества, способные образовывать
тонкую пленку на окрашиваемой поверхности. После покрытия соответствующими красками строительные конструкции получают лучший вид, повышается их стойкость против атмосферных и химических воздействий, коррозии и гниения. Также облегчается содержание конструкций в чистоте и их
санитарная обработка. Лакокрасочные материалы состоят из следующих
компонентов: пигментов, вяжущих веществ, растворителей и заполнителей.
Пигменты - порошкообразные материалы, способные хорошо распределяться
в жидкостях и придавать им равномерный, заранее заданный цвет. Отечественной промышленностью выпускаются пигменты различных цветов.
Наполнители являются тонкомолотыми минеральными материалами
белого цвета, не растворимыми В связующих веществах, растворителях и
воде. Связующие вещества используют для связывания отдельных частиц
пигмента и наполнителя друг с другом и с поверхностью, на которую наносят лакокрасочный слой. Эти вещества не должны реагировать друг с другом.
Связующие вещества разделяются на масляные (олифа, масляный лак), клеевые (клей) ,эмульсионные (масло, вода). Растворители применяют для получения лакокрасочных веществ необходимой консистенции. К растворителям
относят скипидар и лаковый бензин. Красочные составы подразделяют на
масляные и эмалевые краски, лаки, краски водоразбавленные и летучесмоляные.
Масляные краски изготавливают в краскотерочных машинах из смеси
пигмента, наполнителя и олифы. Их подразделяют на густотертые, разводимые олифой перед употреблением, и краски, готовые к употреблению. Эмалевые краски представлены суспензиями минеральных и органических пигментов с синтетическими или масляными лаками. Они придают окрашиваемой поверхности красивый глянцевый цвет. Лаки получают путем расширения смол в летучих растворителях. Водоразбавляемые краски разделяют на
составы с минеральной основой, полимерцементные, эмульсионные (латексные). Краски на минеральной основе являются смесью щелочных светостойких пигментов и неорганического вяжущего вещества с различными добавками, разбавленными водой до необходимой консистенции.
Краски полимерцементные состоят из цемента, пигментов и синтетических смол.
Эмульсионные (латексные) краски представляют собой пигментированные эмульсии. Краски летучесмоляные являются суспензиями пигмента
в лаках.
Обои разделяют на обыкновенные, моющиеся и звукопоглощающие
(ворсовые). В зависимости от рисунка, цвета, характера обработки и размеров обои разделяют на основное полотно и бордюр к нему или фриз.
Изделия из стекла. Блоки стеклянные пустотелые представляют собой
35
полые, пропускающие свет изделия, которые используют для фасадов промышленных зданий, для освещения лестничных клеток и помещений с верхним светом, а также в архитектурно-декоративных целях.
Стеклянные трубы применяют для удаления агрессивных жидкостей,
так как эти трубы обладают высокой химической стойкостью. Трубопроводы
из стекла прозрачны, гигиеничны, соединяются с помощью соединительных
уплотняющих устройств - муфт, резиновых манжет с затяжкой металлическими поясами.
Вата стеклянная обладает высокими физико-механическими свойствами: большой прочностью на разрыв, химической стойкостью малой теплои звукопроводностью. Ее применяют в качестве звуко- и теплоизолятора. В
смеси с синтетической смолой получается стеклопластик.
Стеклобетонные конструкции применяют для возведения стен, перекрытий, сводов и куполов, где несущей частью является железобетон. Световые проемы выполняются стеклянными блоками. Стеклянные блоки обладают большой прочностью, хорошими звуко- и теплоизоляционными свойствами, гигиеничны, не требуют отделки и достаточно пропускают света в помещения.
Листовое стекло разделяют на оконное и облицовочное. Основными
разновидностями оконного стекла являются: орнаментное, с тисненой, узорчатой лицевой стороной и гладкой внутренней поверхностью; стекло с проволочной сеткой, не образующее при раскалывании осколков; защитное
стекло, подвергнутое специальной термической обработке. Облицовочное
стекло применяют для отделки стен и панелей зданий.
ЛЕКЦИЯ 7
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ
1
2
3
4
Классификация зданий.
Технико–экономическая оценка конструктивных решений.
Конструктивные элементы и схемы зданий.
Производственные здания.
1 Классификация зданий
Сооружением принято называть все, что возведено человеком для
удовлетворения материальных и культурных потребностей общества. Среди
разнообразных сооружений особую группу составляют здания.
Здания, как правило, характеризуются наличием помещений, необходимых для деятельности человека. В инженерных сооружениях такие
помещения отсутствуют (мосты, плотины, радиомачты и т.п.).
До геометрическому признаку различают объемные сооружения (здания всех видов и назначений), площадочные сооружения (спортивные пло-
36
щадки, поля фильтрации), линейные сооружения (дороги, линии электропередачи, наружные трубопроводы). Сооружения, расположенные выше планировочной отметки территории, называют надземными; на планировочной
отметке – наземными (дороги, трубопроводы); сооружения, расположенные
ниже планировочной отметки, называют подземными (подвалы, хранилища);
к ним относятся и глубинные сооружения (скважины, колодцы). Возможно
совмещение отдельных категорий сооружений, например, линейные сооружения могут быть надземными, наземными и подземными (метрополитены,
трубопроводы).
В зависимости от назначения здания делятся на:
1. Жилые здания - это квартирные дома, предназначенные для постоянного проживания людей, а также общежития, гостиницы, в которых проживают временно.
2. Общественные здания и сооружения предназначены для социального обслуживания населения и для размещения административных учреждений и общественных организаций. К таким зданиям можно отнести учебные заведения, больницы, магазины, здания управлений и т.п.; к сооружениям – катки, спортивные площадки и т.п.
3. Производственные здания и вспомогательные помещения промышленных производств и предприятий.
4. Сельскохозяйственные здания и сооружения (животноводческие и
птицеводческие здания и сооружения, теплицы и парники, склады минеральных удобрений, силосохранилища, здания и сооружения для хранения картофеля и овощей).
5. Складские здания и сооружения, резервуары для хранения нефти и
нефтепродуктов, зерносклады, элеваторы и подземные хранилища различного типа и назначения.
Общепринята условная классификация зданий и сооружений: а) гражданские здания и сооружения, включающие жилые и общественные здания
и сооружения; б) производственные здания и сооружения, включающие производственные и вспомогательные здания промышленных предприятий,
сельскохозяйственные здания и сооружения.
По этажности здания разделяют на одноэтажные, малоэтажные (до
трех этажей включительно), многоэтажные (четыре-девять этажей), повышенной этажности (10–20 этажей), высотные (более 20 этажей) и здания
смешанной этажности.
Этаж – это часть здания по высоте, ограниченная полом и перекрытием или полом и покрытием. В зависимости от расположения этажей различают:
подвальный этаж (подвал) с отметкой пола ниже планировочной отметки земли (тротуара, отмостки), более чем на половину высоты расположенных в нем помещений;
технический этаж, располагаемый под зданием, над верхним этажом
здания, в одном или нескольких средних этажах многоэтажного здания, и
37
используемый для размещения инженерного оборудования и прокладки
коммуникаций;
цокольный этаж, с отметкой пола ниже планировочной отметки земли
(тротуара, отмостки), но не более чем на половину высоты расположенных в
нем помещений;
надземный этаж с отметкой пола помещений не ниже планировочной
отметки земли (тротуара, отмостки);
мансардный этаж (мансарда), располагаемый внутри свободного чердачного пространства с утеплением ограждающих конструкций чердака
(скатов высокой крыши), и предназначенной для размещения помещений.
При определении числа этажей учитывают только надземные этажи.
Если высота цокольного этажа выше уровня тротуара более чем на 2 м, то он
также может быть включен в общую этажность здания.
Здания классифицируют на отапливаемые и неотапливаемые. По роду
материалов, из которых возводят здания и сооружения, их делят на каменные
(из кирпича, естественных или искусственных камней), бетонные и железобетонные (сборные и монолитные), деревянные и смешанные.
Все здания и сооружения в зависимости от степени долговечности и
огнестойкости основных конструкций, их эксплуатационных качеств и с учетом экономичности и народнохозяйственного значения, а также архитектурно-художественной выразительности делят на четыре класса.
К 1 классу относят крупные общественные здания (театры, музей и
т.п.); ко 2 классу – детские учреждения, школы, больницы, предприятия общественного питания и торговли; к 3 классу - жилые дома не ниже пяти
этажей; к 4 классу – 1–2-этажные жилые дома и другие здания, к которым
предъявляются минимальные требования. Деление зданий на классы имеет
целью выявить для них экономически целесообразные конструктивные решения.
Долговечность здания и сооружения определяется их способностью
сохранять во времени заданные качества в определенных условиях при установленном режиме эксплуатации без разрушения и деформаций. Она обеспечивается применением таких материалов, которые обладают расчетной
прочностью и имеют требуемую стойкость к агрессивным средам.
По долговечности (сроку службы) зданий и сооружений установлены
три степени: 1 – не менее 100 лет; 2 – не менее 50 лет; 3 – не менее 20 лет.
Здания со сроком предполагаемой эксплуатации до 20 лет относят к разряду
временных сооружений.
Огнестойкость зданий и сооружений определяется степенью возгораемости их конструкций и строительных материалов, из которых они возведены. По СНиП П–2-80 ―Противопожарные нормы проектирования зданий и
сооружений» строительные материалы и конструкции по возгораемости делятся на три группы: первая – несгораемые (кирпич, бетон), вторая – трудносгораемые (фибролит, деревянная, оштукатуренная с обеих сторон перегородка) и третья – сгораемые (древесина, рубероид).
38
По степени огнестойкости здания делят на пять степеней. Здания с каменными наружными и внутренними стенами, огнестойкими опорами и перекрытиями имеют 1 и 2 степени, здания такой же конструкции, но с трудносгораемыми перекрытиями и перегородками – 3 степень, деревянные, оштукатуренные здания – 4 степень, а неоштукатуренные – 5 степень.
Эксплуатационные качества зданий зависят от качества конструкций и
характеризуются составом помещений, нормами их площадей и объемов, качеством наружной и внутренней отделки и уровнем инженерного оборудования. Особое значение придается качеству ограждающих конструкций, которые должны защищать помещения от атмосферных осадков, ветра, холода,
солнечной радиации, шума и других воздействий, отрицательно влияющих
на здоровье людей и выполнение производственных процессов. Санитарногигиенические нормы регламентируют перечисленные требования к конструкциям зданий, а также условия нормального естественного и искусственного освещения помещений.
2 Технико-экономическая оценка конструктивных решений
Экономичность здания определяется капитальными затратами на
строительство и эксплуатационными расходами на освещение, отопление,
ремонт и другие виды обслуживания, отнесенными на эксплуатационную
единицу (в жилом здании - на I м2 жилой площади, в гостинице - на одно место и т.д.) за один год службы здания.
Технико-экономическая оценка конструктивных решений включает
следующие основные критерии:
соответствие конструкции предъявляемым к ней техническим эксплуатационным и архитектурным требованиям;
стоимость, отнесенная к 1 м2, 1 м3, 1 м конструктивного элемента (например, 1 м2 стены, 1 мЗ фундамента, 1 м карниза), реже к одному изделию;
трудозатраты, которые характеризуются количеством времени, затраченным на качественное изготовление конструкции в условиях рациональной организации труда, и выражаются в человеко-днях, машино-сменах, человеко-часах или машино-часах;
степень соответствия конструкции современным методам организации
работ; сюда относятся: степень индустриальности конструкции и степень
сборности (заводское производство);
степень соответствия принятых проектных решений современной
строительной науки;
степень транспортабельности, т.е. удобства транспортирования сборной конструкции с точки зрения ее массы, габаритов сохранности при перевозке и потребности в транспортных средствах и механизмах;
расход строительных материалов на одну конструкцию или отнесенный к единице площади, объема или длины; большое значение имеет расход
материалов, подлежащих особо экономному применению.
39
3 Конструктивные элементы и схемы зданий
Каждое здание (сооружение) состоит из взаимосвязанных элементов
конструкций, выполняющих определенные функции. Строительные конструкции (элементы) могут быть несущими, ограждающими, либо выполнять
одновременно несущие и ограждающие (совмещенные) функции.
Несущие конструкции здания (сооружения) воспринимают нагрузки
его массы находящихся в нем людей, оборудования, внешних воздействий
(снега и ветра). Несущие конструкции обеспечивают прочность, жесткость и
устойчивость здания (сооружения). Основными несущими конструктивными
элементами здания (сооружения) являются фундаменты, колонны, стены и
перекрытия.
Ограждающие конструкции здания предназначены для защиты его
внутренних объемов от внешней среды и изоляции одного помещения от
другого.
К основным ограждающим конструктивным элементам здания (сооружения) относятся наружные и внутренние стены, перегородки, перекрытия и
полы, покрытия, дверные и оконные заполнения, фонари. Стены и перекрытия могут выполнять совмещенные функции несущих и ограждающих конструкций.
Фундаменты представляют собой подземную конструкцию, предназначенную для передачи и распределения нагрузки от здания на основание
– грунт. На фундаменты опираются стены и отдельные опоры здания (колонны).
Стены здания (сооружения) бывают наружными и внутренними. Наружные отделяют помещения от внешней среды, внутренние разделяют одно
помещение от другого. Стены в здании (сооружении) одновременно могут
выполнять функции несущих конструкций. В зависимости от того, какие
функции выполняют стены, их подразделяют на несущие, самонесущие и
ненесущие (навесные).
Несущие стены воспринимают нагрузку перекрытий и крыши и вместе
с собственной массой передают ее на фундаменты. Самонесущие стены опираются на фундаменты, но нагрузку несут только от собственной массы. Ненесущие (навесные) стены являются только ограждениями и опираются в
каждом этаже на другие элементы зданий.
Отдельные опоры (колонны, столбы, стойки) предназначены для передачи нагрузок перекрытий и других элементов здания на фундаменты.
Перекрытие представляет собой горизонтальную конструкцию, разделяющую внутреннее пространство здания на этажи.
Здание завершается крышей, которая защищает его от атмосферных
воздействий. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей.
Перегородки устраивают для разделения внутреннего объема этажа на
40
отдельные помещения. Перегородки опираются на перекрытия. В перегородках предусматривают проемы для дверей и окон.
Двери предназначены для сообщения между соседними помещениями
или между помещениями и наружным пространством. В производственных
зданиях для этих целей служат также ворота.
Окна заполняют соответствующие проемы в стенах и перегородках и
предназначаются для освещения помещений естественным светом и для их
проветривания. В производственных зданиях для этих целей используют
также фонари.
Лестницы, лифты, эскалаторы, пандусы рассчитаны на сообщение между помещениями, расположенными в разных этажах.
Для обеспечения в зданиях требуемых эксплуатационных, гигиенических и комфортных условий предусматривается санитарно-техническое и
инженерное оборудование (системы отопления, водоснабжения, вентиляции,
кондиционирования воздуха, канализации, газификации, мусоропровод и
др.)
Элементы конструкций зданий (сооружений) разрабатываются с учетом максимального использования свойств строительных материалов, из которых изготавливаются эти конструкции. Такие элементы должны иметь
стандартные размеры, форму и качество в соответствии с требованиями
стандартов.
В дополнение к основным нормативным документам при проектировании зданий и сооружений пользуются инструкциями и указаниями
по строительному проектированию. При выборе конструктивных элементов
предусматриваются наиболее эффективные методы их изготовления и воздействия с преимущественным применением предварительно напряженных,
сборных, крупноразмерных конструкций. В современном строительстве широко используются как традиционные материалы (природный камень, кирпич, стекло), так и материалы на основе полимеров, древесностружечные
плиты, стеклопластик, прокатные профили из алюминиевых сплавов, а также оболочки и подвесные системы.
Все здания и сооружения независимо от материалов, из которых они
выполнены, их назначения и внешнего вида состоят из конструктивных элементов, выполняющих определенные функции.
Несущие конструкции здания: фундаменты, колонны, балки (ригели,
прогоны), стены, перекрытия образуют несущий остов, который воспринимает действующие на здание нагрузки и обеспечивает его пространственную
жесткость и устойчивость.
В зависимости от вида несущего остова различают следующие конструктивные схемы; полнокаркасную (нагрузки воспринимаются системой колонн вместе с горизонтальными балками); бескаркасную (нагрузки воспринимаются несущими наружными и внутренними стенами), неполнокаркасную, т.е. смешанную (нагрузки воспринимаются внутренним каркасом и несущими наружными стенами).
41
В полнокаркасных зданиях колонны устанавливаются во всех точках
пересечения осей планировочной схемы. В систему горизонтальных связей
между колоннами входят фундаментные балки, ригели, прогоны, диафрагмы
жесткости. Горизонтальные связи используют для опирания на них элементов перекрытий. Промежутки между колоннами заполняют каменной кладкой или сборными элементами.
Шагом колонн принято называть расстояние между осями колонн в
продольном направлении. В жилых зданиях шаг колонн составляет 4; 3,6;
2,8; 2,4 м. Пролет – это расстояние между осями колонн в поперечном направлении. В жилых зданиях он составляет 6; 5,6; 5,2; 4,8; 4,4 м; в школах и
больницах – 6,4; 6; 5,6; 5,2 м.
К основным элементам каркаса относятся: фундаменты, фундаментные
балки, колонны, диафрагмы жесткости, балки и связи.
Колонны каркаса выполняют роль основных опорных элементов. В зависимости от материала, из которого изготовлен каркас, он может быть железобетонным (сборный или монолитный), металлическим из прокатных
профилей, из асбестоцементных труб, заполняемых монолитным бетоном, из
кирпичных столбов (неармированных и армированных). В жилых и общественных зданиях применяют унифицированный сборный железобетонный
каркас.
В бескаркасных зданиях стены являются одновременно несущими и
ограждающими конструкциями. В этих зданиях вертикальные нагрузки воспринимаются стенами, а горизонтальные - перекрытиями и поперечными
стенами. Наличие в подобных зданиях продольных и поперечных стен из
кирпича или крупных блоков требует больших затрат труда на их кладку, что
не всегда является экономически оправданным. Бескаркасные здания монтируют также из крупных стеновых панелей и плит перекрытий размером на
комнату. В зданиях из крупных панелей вертикальные нагрузки воспринимаются поперечными и продольными несущими стенами, ветровые нагрузки
- перекрытиями и поперечными стенами. В крупнопанельном домостроении
самая эффективная схема бескаркасного здания – схема с внутренними несущими поперечными стенами.
В неполнокаркасных зданиях применяют внутренний каркас и несущие
наружные стены. Внутренние стены устраивают только в тех местах, где
они необходимы для создания устойчивости наружных стен: для ограждений
лестничных клеток или размещения вентиляционных каналов. Эта схема получила широкое распространение, так как замена внутренних несущих стен
колоннами с системой ригелей дает увеличение полезной площади помещений, экономию материалов, а также снижение стоимости строительства таких зданий.
Если в каркасном здании между колоннами устанавливают панели, то
здание называется каркасно-панельным. Неполнокаркасная схема чаще применяется при проектировании жилых и общественных зданий.
Нередко жилые здания собирают из блок-коробок размерами на одну
42
или две комнаты. Такие блоки изготавливают монолитными или из сборных
панелей, соединяемых сваркой закладных деталей. Здания из объемнопространственных блоков обладают большой жесткостью.
4 Производственные здания
Производственные здания строят одноэтажными, многоэтажными и
смешанной этажности, однопролетными и многопролетными (с одним или
несколькими пролетами). При проектировании одно- и многоэтажных производственных зданий чаще применяют полнокаркасную схему, так как в подобных зданиях наблюдаются значительные нагрузки от массы технологического оборудования и мостовых кранов.
Одноэтажные производственные здания имеют ряд характерных особенностей: большие пролеты между рядами колонн; большие и высокие помещения; подъемно-транспортные устройства, расположенные внутри здания; бесчердачные покрытия, позволяющие освещать помещения производственного назначения через фонари. В одноэтажных производственных зданиях несущий остов должен обладать большой пространственной жесткостью из-за сосредоточенных нагрузок от несущих элементов покрытия и динамических нагрузок от кранового оборудования. Поэтому одноэтажные
здания решаются, как правило, по каркасной схеме. В современном промышленном строительстве большое распространение получили многопролетные здания, позволяющие использовать большие производственные площади.
Размеры пролетов в здании назначают кратными 6 м и принимают равными:
в бескрановых зданиях (при отсутствии мостовых кранов) 12, 18, 24, 30
и 36 м;
в зданиях с мостовыми или подвесными кранами - 18, 24, 30 и 36 м.
По технологическим требованиям ширина пролетов может быть более
36 м. В массовом промышленном строительстве наиболее распространены
пролеты 18 и 24 м.
Высоту помещений, т.е. расстояние от уровня пола до низа несущей
конструкции покрытия, принимают кратной 0,6 м (3; 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6; 6,6;
7,2; 7,6; 8,4; 9; 9,6), а далее – кратной 1,2 м (10,8; 12; 13,2; 14,4; 15,6; 16.8;
18).
Шаг колонн:
крайних в бескрановых зданиях с подвесным подъемно-транспортным
оборудованием – 6 м;
средних в бескрановых зданиях при ширине пролетов до 12 м - 6 м;
средних в бескрановых зданиях при высоте этажей 4,8–10,8 м в ширине пролетов 18–36 м и в крановых при ширине пролетов 18 или 24 м – соответственно 6 или 12 м.
Для ряда производств металлургической, машиностроительной про-
43
мышленности, промышленности строительных материалов применяются
здания с сетками колонн (размерами в осях) 18х18; 24х18; 36х18 и 36х24 м.
Применение шага колонн 18 и 24 м для производств с крупногабаритным
оборудованием, помимо улучшения компоновки оборудования и значительного увеличения маневренности при организации и модернизации производства дает экономию производственной площади 6-12 %.
Увеличение высоты помещений в многопролетных одноэтажных зданиях на 2,0 % повышает стоимость строительства на 1,8 %, трудозатраты на
1,4 %, годовые расходы на отопление на 3,4 %.
Многоэтажные производственные здания имеют следующие параметры: пролеты 6 м и 12 м; шаг колони 6 м; высота этажей 3,3; 3,6; 4,2; 4,8; 6 м;
полезные нагрузки на перекрытие: до 25 кН/м2 (при сетке колонн 6х6 м), до
15 кН/м2 (при сетке колонн 9х6 м ).
Преимущественное распространение получили производственные одноэтажные здания – на их долю приходится около 75 % всех сооружений
производственных площадей. Они применяются во всех отраслях промышленности для производств с тяжелым и крупногабаритным оборудованием, с
горизонтальным направлением технологического процесса, со значительными динамическими нагрузками от оборудования.
Многоэтажные производственные здания составляют около 22 % производственных площадей, но область их применения постоянно расширяется. В них располагают производства с вертикальным технологическим процессом, при котором в значительной степени используются силы тяжести массы сырья (например, на растворо- и бетоносмесительных заводах), а также производства со сравнительно небольшими габаритами и массой оборудования (с нагрузками на перекрытие до 300 МПа).
В зданиях смешенной этажности размещают сложные производства,
где необходимы и одноэтажные и многоэтажные здания . Такие здания возможны во многих отраслях промышленности. Например, при проектировании заводов железобетонных изделий формовочный и арматурный цехи располагают в одноэтажном здании, а бетоносмесительный цех – в многоэтажном здании.
ЛЕКЦИЯ 8
ТИПОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЕГО СУЩНОСТЬ
1
2
3
Унификация и типизация при проектировании.
Привязка типовых проектов к местным условиям.
Проектирование промышленных зданий.
1 Унификация и типизация при проектировании
Метод типового проектирования, основанный на широкой унификации
44
объемно-планировочных решений, ускоряет процесс проектирования и при
внедрении создает базу для полной типизации конструкций заводского изготовления, переводит строительство на путь промышленного производства
зданий, сокращает сроки строительства и снижает его стоимость.
Благодаря взаимозаменяемости конструкции одного и того же назначения можно использовать в различных условиях. Это дает возможность заменять одни материалы и конструкции другими: например, стеновые панели
из керамзитобетона панелями из ячеистого бетона или многослойными панелями; балки или фермы покрытий из одного строительного материала
балками или фермами из другого строительного материала. Кроме того, при
взаимозаменяемости конструкций одни и те же типовые проекты могут быть
успешно применены в разных районах; отпадает необходимость составления
нескольких типовых проектов, учитывающих местные климатические условия.
Чтобы проекты отвечали этим требованиям, производится типизация
зданий, т. е. унификация строительных параметров, типоразмеров конструкций и деталей, секций и пролетов зданий, зданий разного назначения.
Строительными параметрами зданий являются: пролет, шаг повторяющихся несущих конструкций (колонн), высота этажей и их количество.
За величину пролета принимается расстояние между продольными
разбивочными осями рядов вертикальных несущих конструкций (колонн,
столбов). Определяется технологическим процессом и уточняется унифицированными конструкциями покрытия (балкой, фермой).
Величина пролета определяется также технологической компоновкой и
выбирается с учетом кратности длине температурного отсека.
Расстояние между поперечными разбивочными осями, определяющими положение вертикальных несущих конструкций в ряду, а также
членение плана в продольном направлении на повторяющиеся планировочные элементы (секции) называется шагом несущих конструкций.
За высоту этажа в многоэтажных зданиях, кроме верхнего, принимается расстояние между уровнями чистых полов смежных этажей. Высота верхнего этажа равна расстоянию от уровня чистого пола до условного уровня
верха чердачного перекрытия, толщина которого принимается равной толщине междуэтажного перекрытия.
Строительные параметры унифицируются на основании модульной
системы, обеспечивающей взаимоувязку размеров и их соизмеримость между собой: все размеры должны быть кратны модулю.
Для крупных и мелких размеров пользуются производными модулями – укрупненными и дробными.
В процессе типизации зданий не всегда удается подобрать единый укрупненный модуль для унифицируемых параметров и элементов зданий.
Вследствие этого приходится прибегать к нескольким значениям укрупненных модулей. Например, для поперечных и продольных шагов конструкций
45
промышленных зданий применяются укрупненные модули 60М и 30М, для
вертикальных размеров – 6М и 3М, для сечений колонн, балок и перемычек –
1/2М и 1/5М.
Для унификации конструкций и деталей необходимо сначала установить их номенклатуру, а затем подобрать наиболее рациональные размеры.
Определившиеся виды конструкций и деталей образуют типоразмеры. Этот
термин относится к изделиям, изготовляемым в одной опалубке. Разновидности типоразмера, отличающиеся закладными частями или арматурой, составляют марку типоразмера.
Унифицированные размеры определяются на основе принятой системы
привязки несущих конструкций к модульным разбивочным осям.
Согласно системе, изложенной в СНиПе и развитой в «Основных положениях по унификации объемно-планировочных и конструктивных решений», графической основой плана является сетка модульных осей, которая
характеризует основные членения плана в двух направлениях. В каркасных
зданиях сетка осей совмещается с сеткой колонн. Правила привязки несущих
конструкций к модульным осям устанавливаются в зависимости от конструктивных схем зданий.
На основе строгой унификации типоразмеров конструкций и деталей
составляются общероссийские каталоги индустриальных строительных изделий для гражданского и промышленного строительства.
Типизация зданий разного назначения производится на основе унификации параметров зданий, их конструкций и деталей, секций и пролетов, что
в итоге приводит к созданию типовых проектов.
Если типизация зданий, кроме жилых, доведена до уровня, позволяющего использовать их по различным назначениям или удовлетворять
изменяющимся с течением времени эксплуатационным требованиям, то типовые здания называются универсальными.
Готовый проект высокого качества с хорошими объемно-планировочными решениями и прогрессивными конструкциями, предназначенный для массового строительства, называется типовым.
К числу зданий, строительство которых осуществляется только типовым проектам, относятся жилые здания, школы, детские сады и ясли, больницы, столовые, бани и другие общественные здания, а также ряд зданий
производственного и обслуживающего назначения.
Как правило, типовые проекты разрабатываются применительно к следующим условиям: расчетная зимняя температура – 30°, спокойный рельеф,
отсутствие высоких грунтовых вод, расчетное сопротивление грунта основания 2 кг/см2 и глубина промерзания, принимаемая для средней полосы РФ.
В состав типового проекта включаются варианты наружных стен и
утепление кровель, а также несущих конструкций покрытий для районов с
расчетной зимней температурой от –20° до –40° и разными снеговыми и ветровыми нагрузками.
На основе задания на проектирование составляется технический про-
46
ект типового проекта, который утверждается в установленном порядке, после чего разрабатываются рабочие чертежи. На стадии рабочих чертежей составляется паспорт типового проекта в соответствии с «Положением о паспортах типовых проектов». Паспорт содержит основные данные, характеризующие типовой проект, и схематическое изображение планов, разрезов и фасадов в произвольном масштабе.
Содержание чертежей и пояснительных записок к типовым проектам
определяется инструкциями по составлению типовых проектов и их применению в строительстве.
Типовые проекты для промышленного строительства включаются в каталоги (сборники паспортов) типовых проектов, составляемые для отдельных отраслей промышленности соответствующими головными проектными
институтами. Сведения о введенных в действие типовых проектах после выпуска перечней и каталогов приводятся в «Информации о типовых проектах
для строительства», являющейся периодическим органом Центрального института типовых проектов.
2 Привязка типовых проектов к местным условиям
Для эффективного использования типовых проектов необходимо обеспечить наибольшее соответствие их местным условиям. С этой целью предварительно должны быть собраны следующие исходные данные об участке
будущего строительства: строение грунтов; гидрогеологические данные;
рельеф участка (план участка с горизонталями); расчетная зимняя температура; снеговые и ветровые нагрузки; условия присоединения к сетям водоснабжения, канализации, теплофикации, электроснабжения, газификации;
наличие местных строительных материалов и предприятий строительной индустрии, а также исходных данных для составления смет.
После выбора типовых проектов необходимо привязать их к местным
условиям. Эти проектные работы заключаются:
а) в размещении здания на генеральном плане с учетом топографических данных; в определении основных планировочных отметок и абсолютной отметки чистого пола первого этажа;
б) в проверке пригодности конструкций фундаментов типового проекта для имеющихся грунтовых условий и в случае необходимости в расчете и
конструировании фундаментов для местных условий;
в) в разработке системы гидроизоляции, соответствующей гидрогеологическим условиям площадки строительства;
г) в уточнении решения подвального этажа в зависимости от существующего рельефа;
д) в учете влияния климатических условий района строительства, заключающегося в уточнении толщины стен и теплоизоляционных слоев ограждающих конструкций, количества и типов нагревательных приборов по
сравнению с предусмотренным типовым проектом;
е) в разработке присоединений к существующим или проектируемым
47
сетям водоснабжения, канализации, теплофикации, энергоснабжения и газификации;
ж) в замене в необходимых случаях принятых в типовом проекте промышленного здания конструкций другими взаимозаменяемыми конструкциями из числа предусмотренных районным каталогом и техническими условиями на строительное проектирование, утвержденными для данного экономического района.
После разработки технологической части проекта, когда выбрано основное и вспомогательное оборудование, производят расстановку его с учетом разрывов между станками исходя из требований безопасности производства рабочих операций. На выбор объемно-планировочного решения непосредственное влияние оказывает характер технологического процесса, для
которого здание проектируется. Так, например, некоторые отрасли производства имеют устойчивую технологию производства и практически постоянное оборудование в цехах. К этой группе можно отнести предприятия
строительной индустрии, электростанции, атомные электростанции, предприятия легкой промышленности и др. Это первая группа зданий, срок
службы которых зависит в основном от надежности оборудования и от изменения технологического процесса с учетом достижений науки и техники в
данной области. Вторую группу составляют здания, объемно-планировочные
решения которых не зависят от технологического процесса и характера оборудования. Это более современные универсальные здания с заранее разработанными объемно-планировочными и конструктивными решениями, которые не подлежат изменению при размещении таких производств, как химическое, пищевое, лесозаготовительное, деревообрабатывающее и др. Такие
здания позволяют изменять технологический процесс (например при реконструкции); заменять оборудование без изменения их конструктивной основы.
Здесь появляется широкая возможность для использования при проектировании унифицированных типовых секций и унифицированных габаритных
схем отраслевого и межотраслевого назначения. Применение габаритных
схем повлекло за собой возможность унификации объемно-планировочных
решений промышленных зданий и возможность создания унифицированных
строительных изделий заводского изготовления.
Для возможности блокирования и компоновки промышленных корпусов любых площадей в одном объеме были созданы унифицированные типовые секции (УТС), которые будут рассмотрены ниже.
3 Проектирование промышленных зданий
Технологический поток в зависимости от вида производства может
быть направлен горизонтально и вертикально. В соответствии с этим промышленные здания проектируют одноэтажными и многоэтажными.
В одноэтажных зданиях легче обеспечить естественное освещение
48
производственных площадей, большие сосредоточенные нагрузки можно передать непосредственно на грунт. Такие здания просты в конструктивном
решении, в них можно установить подъемно-транспортное оборудование
большой грузоподъемности. С другой стороны, такие здания занимают
большие земельные участки; они имеют большую площадь покрытия, стоимость которого достигает 30 % от общей сметной стоимости здания; большую протяженность подземных инженерных сетей. Но даже с учетом этих
факторов стоимость 1 м2 или 1 м3 в одноэтажных зданиях ниже соответствующих показателей для многоэтажных зданий.
Основными параметрами для одноэтажных промышленных зданий являются: пролет (L), шаг колонн в продольном направлении (Ш), высота этажа (H).
По количеству пролетов промышленные здания бывают однопролетные и многопролетные. Пролеты при этом могут быть одного направления и взаимно перпендикулярными, а высота пролетов – одинаковой или
разной. Все это, как и размеры здания в плане (пролет, длина), его габариты,
принимается на основании требований технологического процесса, для которого здание проектируется.
К основным требованиям, предъявляемым к зданиям, относятся требования типизации и унификации, являющиеся основой индустриализации
строительства в целом. Эти требования внедрялись в практику проектирования и строительства путем использования на первом этапе унифицированных габаритных схем, а в дальнейшем – унифицированных типовых секций
как отраслевого, так и межотраслевого назначения.
Следует отметить, что унифицированные габаритные схемы до некоторой степени ограничивают возможность блокирования здания, поэтому
унифицированные типовые секции как части зданий из нескольких пролетов
одинаковой высоты, являются основой при проектировании.
Рис.1. Схема поперечного разреза одноэтажного промышленного
здания, оборудованного мостовым краном
49
Рис. 2. Пример решения габаритных схем унифицированных типовых
секций одноэтажных промышленных зданий: а – основная секция
при сетке колонн 24х12 м; б – доборная секция при сетке колонн 24х12 м;
в – возможный вариант компоновки здания из типовых секций
На рис. 2 представлены основная и доборная унифицированные секции
для сетки колонн 24х12 м размерами в плане соответственно 144х72 м и
72х72 м, рекомендуемых для предприятий машиностроения, и возможный
вариант их компоновки. Высота этажа для бескрановых пролетов и пролетов,
оборудованных кранами грузоподъемностью до 5 т – 6,0 и 7,2 м. Высота
пролетов, оборудованных мостовыми кранами, 10,0 и 12,6 м и более. При
производственной необходимости для машиностроительных предприятий
вводятся доборные (крановые) секции размерами 24x72 м с сеткой колонн
24x6 м, высотой 10,8 и 12,6 м; 30x72 м с сеткой колонн 30х6 м, высотой 16,2
и 18,0 м; 48х72 м с сеткой колонн 74x12 м, высотой 10,8 и 12,6 м.
Аналогично разработаны унифицированные габаритные схемы межотраслевого назначения для предприятий различных отраслей промышленности.
Большую группу составляют одноэтажные здания павильонного типа,
размеры которых следующие: ширина 30 н 60 м, длина 48, 60 и 72 м, сетка
колони 30х12 м; ширина 24 и 48 м, длина 48, 60 и 72 м, сетка колонн 24х12м.
50
Во всех случаях необходимо стремиться к простой прямоугольной
форме зданий в плане, к пролетам одинаковой высоты для того, чтобы облегчить конструктивную компоновку здания, свести разнообразие сборных
конструкций до минимально необходимого количества и тем самым снизить
сметную стоимость.
ЛЕКЦИЯ 9
ОСНОВАНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
1
2
Классификация грунтов естественного основания.
Искусственные основания.
1 Классификация грунтов естественного основания
Основанием называют слои грунта, залегающие ниже подошвы
фундамента и в стороны от него, которые влияют на устойчивость здания и
надѐжность фундамента. При проектировании оснований учитываются:
климатические условия района строительства, гидрогеологическое строение
грунта, характер нагрузок и конструкция фундамента. Основания делятся
на естественные и искусственные.
Грунт естественного основания должен иметь достаточную несущую
способность, обладать равномерной и небольшой сжимаемостью. Несущая
способность грунта определяется нагрузкой, при которой осадка основания
не превосходит значений, указанных в СНиП 11-15-74 «Основания зданий и
сооружений. Нормы проектирования».
Осадка зависит от степени сжимаемости основания, нагрузки на него,
формы и размеров фундамента. Неподвижность грунта зависит от устойчивости основания. При накладном расположении пластов грунта может быть
скольжение одного пласта по другому (оползень), что приводит к разрушению здания. Грунты основания не должны подвергаться пучению, не должны
размываться и растворяться грунтовыми водами. Грунтовые воды снижают
прочность грунта, а иногда оказывают химическое воздействие, растворяя
каменную соль, гипс, известняк и т.п. В целях борьбы с грунтовыми водами
устраивают специальные ограждающие стенки или искусственно понижают
уровень грунтовых вод.
Грунты естественных оснований подразделяют на скальные и нескальные (СНиП 11-15-74)
К скальным грунтам относят граниты, известняки и кварциты.
К нескальным грунтам относят крупнообломочные – нецементированные грунты, содержащие более 50 % по массе обломков кристаллических пород с размерами частиц более 2 мм;
песчаные – сыпучие грунты, с размером частиц менее 2 мм;
51
глинистые – пластичный пылевидный грунт, состоящий из тонкодисперсных частиц.
2 Искусственные основания
Для создания искусственного основания грунт укрепляют различными
способами, соответствующими требованиям СНиП 111-9-74 «Правила производства и приемки работ. Основания и фундаменты»:
созданием грунтовых, песчаных или гравийных (щебеночных) подушек;
поверхностным уплотнением с помощью катков, виброплит или трамбовочных плит;
глубинным уплотнением песчаных грунтов вибрацией или слабых
грунтов песчаными сваями;
искусственным закреплением слабых грунтов химическим, электрохимическим, термическим и другими способами.
Поверхностное уплотнение катками, тяжелыми трамбовками применяется для оснований, у которых грунты просадочные или они не соответствуют в природном состоянии требуемой проектом плотности и водонепроницаемости. Песчаные и пылеватые грунты уплотняют поверхностными вибраторами. Для глинистых грунтов вибрирование малоэффективно. Глубинное
уплотнение всей просадочной толщи основания производят грунтовыми
сваями и предварительным замачиванием грунтов. Закрепление грунтов с
целью повышения их прочности, устойчивости и водопроницаемости производят цементацией, глинизацией, битумизацией, силикатизацией и термическим закреплением.
Цементацию и глинизацию применяют с целью постоянного закрепления скальных, песчаных и гравелистых грунтов в основании зданий и сооружений, а также для устройства противофильтрационных завес. Суть этих
способов заключается в том, что в грунт нагнетается жидкий цементный раствор или глина. Проникая в поры грунта, этот раствор, или глина затвердевает и образует прочный массив. При битумизации в грунт нагнетается горячий
битум или холодная битумная мастика, при силикатизации – раствор жидкого стекла и отвердителя.
Битумизация применяется для тампонирования крупных трещин в
скальных грунтах. Силикатизация - для создания оснований из закрепленного грунта и устройства водонепроницаемых завес в песчаных и в просадочных грунтах.
Термическое закрепление применяют для глинистых грунтов с достаточной воздухопроницаемостью. Осуществляется оно либо нагнетанием в
грунт под давлением воздуха, подогретого до температуры 600 – 800 °С, либо сжиганием топлива в пробуренных для этой цели и герметически закрытых скважинах. Под действием высокой температуры происходит обжиг глинистого грунта, в результате чего он упрочняется.
52
ЛЕКЦИЯ 10
ФУНДАМЕНТЫ
1
2
3
4
5
Общие сведения о фундаментах.
Свайный фундамент.
Ленточный фундамент.
Столбчатый фундамент.
Фундамент под машины и оборудование.
1 Общие сведения о фундаментах
Фундаментом называют нижнюю (подземную или подводную) конструкцию здания или сооружения, которая предназначена для передачи нагрузки от здания или сооружения на основание.
Фундаменты должны быть прочными, долговечными, устойчивыми,
морозостойкими, сопротивляться действию грунтовых вод, а также экономичными.
По конструктивной схеме фундаменты разделяют на ленточные,
столбчатые и сплошные. По характеру работы они бывают «жесткими», воспринимающими только сжимающие напряжения, и «гибкими», способными
сопротивляться растягивающим усилиям.
По конструкции фундаменты бывают свайные, ленточные, столбчатые
и плитные сплошные.
2 Свайный фундамент
Свайные фундаменты применяют при массовом строительстве в сейсмоопасных районах и при необходимости передачи на слабый грунт значительных нагрузок. Нормы проектирования свайных фундаментов изложены в
СНиП 11-17-77 «Свайные фундаменты».
По материалу сваи могут быть деревянными, стальными, бетонными,
железобетонными и комбинированными. Наибольшее распространение получили железобетонные сваи квадратного и круглого сечений, сплошные и
пустотелые. Различают сваи короткие (3 - 6 м) и длинные (20 м). В зависимости от передачи нагрузки на грунт различают сваи-стойки и висячие сваи.
Первые проходят через слабые грунты и опираются на прочный грунт, передавая на него нагрузку, а висячие сваи уплотняют рыхлый грунт при забивке
и передают нагрузку на него за счет сил трения, возникающих между боковыми поверхностями свай и слоем рыхлого грунта. По способу изготовления
и погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. Забивные – (ГОСТ
19804.1-79) изготавливают заранее и погружают в грунт с помощью молота,
вдавливанием или вибрацией. Набивные сваи устанавливают на месте путем
53
заполнения скважин в грунте бетоном или железобетоном. Поверху сваи соединяют балкой или железобетонной плитой, называемой ростверком. На
ростверк опирают несущие конструкции зданий (сооружения), и он обеспечивает равномерную передачу нагрузок на сваи. Ростверк делают монолитным или сборным (из железобетонных плит).
По расположению ростверка фундаменты бывают с нижним и верхним
ростверком. В первом случае головки свай заглублены ниже поверхности
грунта, во втором - головки свай располагают выше поверхности грунта.
Свайные фундаменты не требуют больших объемов земляных работ,
при их устройстве отпадает надобность в водоотливе, они экономичны по
расходу бетона, индустриальны и значительно снижают трудозатраты и
стоимость строительства.
3 Ленточный фундамент
Ленточные фундаменты воспринимают нагрузку от стен, и их располагают непрерывно под несущими стенами. При небольших нагрузках принимают прямоугольное поперечное сечение фундамента, ширина которого определяется толщиной стены, а высота - глубиной заложения в грунт. При
больших нагрузках на фундамент его поперечный профиль делают ступенчатым или трапециевидным.
Глубина заложения фундамента - это расстояние от его подошвы до
спланированной поверхности грунта, определяемое по СНиП 11-15-74 "Основания зданий и сооружений". По глубине заложения фундаменты бывают
мелкого заложения – до 5 м и глубокого заложения более 5 м.
По виду материала ленточные фундаменты бывают железобетонные,
бетонные (сборные и монолитные), бутобетонные, бутовые. Монолитные бетонные и железобетонные ленточные фундаменты изготавливают в опалубке.
"Гибкие" фундаменты возводят только из железобетона. Бутовые фундаменты из природного камня (известняка, песчаника, доломита и др.) выкладывают на растворе с перевязкой швов при наименьшей ширине фундамента 500
мм. Бутобетонные фундаменты возводят из бутового камня и цементного
раствора в щитовой опалубке; они имеют наименьшую ширину – 350 мм.
Наиболее индустриальными являются сборные ленточные фундаменты, состоящие из сплошных и пустотных железобетонных блоков. Столбчатые
фундаменты в основном применяют в промышленном и сельском строительстве, а также в гражданских зданиях и сооружениях под отдельно стоящие
колонны в каркасном здании или местах пересечения стен в зданиях с несущими стенами. В последнем случае стены опирают на фундаментные балки
или перемычки. Столбчатые фундаменты устраивают также под внутренние
колонны зданий, под трубы, оборудование и машины.
4 Столбчатый фундамент
Столбчатые фундаменты выполняют деревянными, каменными из бу-
54
та, бетона, железобетона и др. Деревянные стулья применяют для деревянных сооружений, в основном для временных зданий. Перед установкой на
место стулья антисептируют. Фундаменты под колонны производственных
зданий по конструкции чаще всего устраивают «стаканного» типа из сборного, сборно-монолитного и монолитного железобетона. Сборные железобетонные фундаменты применяются под сборные железобетонные и стальные
колонны.
При больших нагрузках устраивают монолитные железобетонные фундаменты под железобетонные и стальные колонны, изготавливаемые на месте строительства. Размеры подошвы фундамента и число ступеней подбирают в соответствии с расчетом.
5 Фундамент под машины и оборудование
Фундаменты под машины и оборудование выполняют в виде массивных сплошных плит или рамной конструкции (в виде пространственной жесткой рамы) в соответствии с СНиП «Фундаменты машин с динамическими
нагрузками. Нормы проектирования».
Чтобы уменьшить влияние колебаний от виброплощадок на рабочих и
на конструкции здания, применяют виброизоляцию в виде пружинных амортизаторов или амортизирующих прокладок из войлока, резины и т.п. Легкое
оборудование устанавливают, как правило, на бетонный пол.
Фундаменты под машины и оборудование выполняют из тех же материалов, что и под несущие конструктивные элементы здания. Обычно фундаменты под машины проектируют бетонными или железобетонными. Чаще
всего такие фундаменты устраивают монолитными, иногда
сборномонолитными или сборными. Сплошной фундамент состоит из железобетонного массива монтажной площадки. Массив предназначен для восприятия
основных динамических и статических нагрузок. На монтажной площадке
располагают все закладные детали, ниши и анкерные болты, необходимые
при установке оборудования.
ЛЕКЦИЯ 11
СТЕНЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ И ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ
1
2
3
4
5
Общие сведения о стенах.
Разновидности стен.
Стены производственных зданий.
Деревянные стены.
Деформационный шов.
1 Общие сведения о стенах
Наружные стены зданий как вертикальные ограждающие конструкции
55
должны обеспечивать внутри помещений постоянный температурновлажностный режим. Они должны иметь минимальную массу и обладать малой теплопроводностью; отвечать требованиям прочности (по расчету), устойчивости на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок; удовлетворять требованиям звукоизоляции; быть долговечными и огнестойкими,
экономичными и индустриальными, отвечать архитектурно-художественным
требованиям.
Внутренние стены, которые воспринимают нагрузки перекрытий, ограждают лестничные клетки и разделяют помещения с различными температурно-влажностными условиями, называют капитальными. Они должны
удовлетворять требованиям прочности и звукоизоляции.
Горизонтальное членение фасада стены достигается устройством цоколя, карниза, поясков. Цоколем называется нижняя часть наружных стен. Цоколь должен быть прочным и водостойким. Для защиты его от сырости и повреждений применяют водостойкие облицовочные материалы.
Карнизом называется верхняя часть наружных стен. Величина выступа
карниза за фасадную поверхность называется выносом карниза. Вынос карниза должен обеспечивать отвод от стены воды, стекающей с крыши. Карниз
с общим выносом до 30 см выкладывают из красного кирпича путем постепенного выпуска рядов кладки на 6 … 8 см.
Большие, по сравнению с кирпичным, выносы карниза можно выполнить не из кирпича, а из сборных железобетонных плит, в этом случае их заделывают в кирпичную кладку или укладывают на кронштейны (консольные
балки).
Промежуточные карнизы на фасаде стены называют поясками, а карнизы над окнами или входами в здание – сандриками. В наружных стенах
оставляют отверстия для окон и дверей - проемы. Часть стены между проемами называется простенком. Различают простенки рядовые и угловые.
Конструкция, перекрывающая проем сверху, называется перемычкой, а боковые и верхние грани проемов – откосами. Углубления в стенах, в которых
размещаются стенные шкафы и приборы отопления, именуют нишами. Верхними завершающими элементами стен, расположенными выше карниза, являются парапеты – стенки, ограждающие крышу, и фронтоны – стенки
(обычно в торцовых частях двускатных крыш), ограждающие чердачное пространство. Во внутренних кирпичных стенах оставляют вертикальные дымовые и вентиляционные каналы, выкладываемые из красного кирпича или
монтируемого из специальных венблоков. Сечение дымовых каналов 1/2х1
кирпича, вентиляционных – 1/2 х 1/2 кирпича.
2 Разновидности стен
Стены могут быть изготовлены из различных конструктивных элементов; панелей, блоков, монолитного бетона, листовых материалов (асбестоцементных, полимерных сплавов алюминия); мелких элементов: легкобетон-
56
ных, керамических камней, из природных камней (песчаника, известняка,
вулканического туфа и т.п.),кирпича глиняного и силикатного, а также грунтовыми и деревянными. Наиболее индустриальными являются стены из
сборных крупноразмерных элементов, крупнопанельные и крупноблочные.
Крупноблочные стены. В последние годы в городах стали возводить
крупноблочные 12…14-этажные жилые дома. Удельная стоимость стен такого здания составляет 30 % его общей стоимости. Крупноблочные стены дешевле кирпичных на 10 %, имеют лучшие показатели по затратам труда и позволяют сокращать срок строительства на 10 %.
Монолитные стены. В соответствии со СНиП 111-15-76 «Бетонные и
железобетонные конструкции монолитные» монолитные железобетонные
стены не являются индустриальными и применяются редко. Толщина таких
стен из керамзитобетона 250…450 мм; в зависимости от климатического пояса она определяется теплотехническим расчетом и расчетом на прочность и
зависит от марки легкого бетона и его средней плотности. К недостаткам таких стен относят большой расход цемента, "мокрый" способ их возведения,
большую трудоемкость и высокую стоимость опалубки. При массовом
строительстве целесообразно применять инвентарную подвижную опалубку
с многократным использованием.
Мелкоблочные стены. Стены из легкобетонных камней по сравнению
с кирпичными имеют меньшую среднюю плотность, лучшие теплозащитные
свойства и большие размеры. Эти свойства позволяют уменьшить толщину
кладки наружных стен, снизить трудоемкость их возведения и получить экономию материалов. Чаще всего применяют камни из ячеистых бетонов средней плотностью 800…1200 кг/мЗ и шлакобетонные камни средней плотностью 1400…1600 кг/мЗ. Размеры камней 390х190х186,390х90х188 мм. Их изготавливают сплошными и пустотными. Распространение получили трехпустотные камни со сквозными и несквозными полостями. Из таких камней возводят стены толщиной 390 и 590 мм и высотой до пяти этажей.
Стены из местных строительных материалов. Стены из природных
камней целесообразно применять для неотапливаемых и отапливаемых зданий. Природные камни используют плотные (известняк, песчаник и др.) и
пористые - известняк-ракушечник, вулканический туф и др.
В сельских районах для возведения стен жилых домов применяют
грунтоблоки, саманный кирпич (из жирной глины с соломой), сырец (из глины). Грунтоблоки изготавливают размерами 380х185х120,390х190х140,
330х160х120 мм, кладку таких стен ведут толщиной не менее 50 см, или в
полтора камня. Осадка стены из грунтоблоков составляет 4…5 %, а из хорошо просушенных камней – 1…2 % высоты стены, поэтому такую осадку необходимо учитывать.
Из грунтовых материалов в сочетании с камышом, соломой возводят
глиноплетневые (монолитные) стены. Продуваемость таких стен меньше, чем
стен из грунтоблоков, но срок сушки больше, Продолжительность осадки
стен может быть до двух лет.
57
Кирпичные стены. Проектирование кирпичных конструкций стен
производится в соответствии с требованиями СНиП «Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования».
Однородные кирпичные стены возводят из силикатного или обыкновенного (полнотелого) глиняного кирпича размером 250х120х65мм. Толщина кирпичных стен всегда кратна половине длины кирпича. Таким образом, кладку ведут в 1/2, 1, 1,5 и 3 кирпича. Толщина кирпичных стен с учетом
толщины вертикальных швов в мм соответственно равна 120, 250, 380, 510,
640 и 770 мм. Толщина горизонтальных швов принята 12 мм. Таким образом,
высота 13 рядов кладки составляет 1 м.
Стены из полнотелого кирпича отличаются высокой прочностью, хорошо противостоят атмосферным воздействиям. Недостатками таких стен
следует считать большую плотность и теплопроводность.
Облегченные стены. При возведении здания с облегченными кирпичными стенами часть кладки заменяют теплоизоляционными материалами
(плитным утеплителем, легким бетоном, термовкладышами, шлаком и т.д.),
оставляют в стене воздушную прослойку.
Толщину несущего и теплоизоляционного слоев стены определяют
расчетом. Облегченные кирпичные стены конструктивно выполняют двух
видов: к первому виду относят конструкции, состоящие из двух продольных,
тонких кирпичных стенок, между которыми располагают слой теплоизоляции; ко второму – конструкции, состоящие из одной тонкой кирпичной стенки, утепленной с одной стороны теплоизоляционными плитами.
Крупнопанельные здания
Крупнопанельными называют здания, монтируемые из сборных крупноразмерных плоскостных элементов стен, называемых панелями. Панели
должны иметь повышенную готовность – отделанные наружные и внутренние поверхности, вмонтированные окна и двери.
Укрупнение конструктивных элементов зданий в условиях заводов
сборного железобетона, их полная заводская готовность, т.е. отделка наружных и внутренних поверхностей стен, установки окон и дверей, приборов
отопления, санитарно-технических устройств, позволяют повысить степень
индустриализации возведения зданий. Крупнопанельное домостроение характеризуется снижением стоимости и сокращением сроков строительства,
меньшими затратами труда, уменьшением массы здания и экономией строительных материалов.
По прочности, жесткости и трещиностойкости панели должны удовлетворять требованиям СНиП 11-21-75 «Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования». По теплозащитным свойствам - СНиП 113-79 «Строительная теплотехника. Нормы проектирования». В зависимости
от способов последующей отделки качество поверхностей стеновых панелей
должно отвечать требованиям ГОСТ 13015-75.
Стеновые панели жилых и общественных зданий разделяют на рядовые, карнизные и цокольные для наружных стен, внутренние и специальные
58
(с вентиляционными каналами, с проводкой отопления и электроснабжения).
3 Стены производственных зданий
В производственных зданиях по сравнению с такими же конструкциями в жилых зданиях ограждающие конструкции подвергаются воздействиям, связанным с технологическим процессом. При выборе конструктивного решения вертикального ограждения существенное значение имеют условия: агрессивная среда, наличие многочисленных проемов, необходимость
защиты ограждающих поверхностей от холода, влаги, ветра. В зависимости
от вида материала стены выполняют каменными, из крупных легкобетонных
стеновых блоков, крупных стеновых панелей, листовых материалов, из мелких блоков и стекла.
Каменные стены возводят несущими, самонесущими и фахверковыми
(со вспомогательным каркасом). В производственных зданиях несущие стены делают с пилястрами, чтобы увеличить устойчивость стен, и чтобы можно
было опереть на них стропильные балки (фермы) покрытия. В местах опоры
балок на стены укладывают железобетонные подушки, а несущие стены возводят с перевязкой швов и армированием (например, через каждые 500 мм по
высоте армируют двумя стальными прутками каждый диаметром 6 мм).Такие
стены опирают на ленточные фундаменты или фундаментные балки. Самонесущие каменные стены применяют как в одноэтажных, так и многоэтажных производственных зданиях. Высота таких стен ограничена их способностью выдерживать собственную массу, так как они не очень устойчивы из-за
такой толщины. Для усиления устойчивости этих стен их крепят к колоннам
«гибкими» анкерами или усиливают ветровыми ригелями, которые делят
стену по высоте. Проемы в несущих стенах и самонесущих каменных стенах
перекрывают сборными железобетонными перемычками, а в местах перепада высоты кровли применяют обвязочные железобетонные блоки длиной 6 м,
которые опирают на консоли железобетонных колонн.
В каркасных зданиях при значительной протяженности и высоте стен
для обеспечения их устойчивости между элементами основного каркаса вводят дополнительные стойки, а иногда ригели, образующие вспомогательный
каркас, называемый фахверком.
Фахверковые стены имеют вспомогательный каркас, как правило, из
того же материала, что и основной каркас. Колонны фахверка устанавливают
с шагом 6 м на самостоятельные фундаменты. Колонны и ригели фахверка
рассчитаны на ветровую нагрузку и нагрузку от массы заполнения стен.
Внутренняя поверхность стен располагается на уровне наружной грани колонн.
Стены из кирпича и мелких блоков производственных зданий по конструктивному решению немногим отличаются от стен из таких же материалов жилых и общественных зданий.
Стены из крупных стеновых панелей индустриальны, и поэтому их ши-
59
роко используют при возведении производственных зданий. Наибольшее
применение получили самонесущие навесные панели из легких и ячеистых
бетонов.
В процессе монтажа навесные панели крепят к колоннам каркаса с помощью сварки закладных деталей и заделки стыков цементно-песчаным раствором. Швы между панелями заполняют герметиками и зачеканивают мастиками. Для защиты от коррозии металлические крепления и закладные детали оцинковывают и окрашивают в соответствии с СНиП 11-28-73 «Защита
строительных конструкций от коррозии».
В неотапливаемых зданиях с полным каркасом применяют также ограждения из листовых материалов. Наибольшее распространение из них получили асбестоцементные волнистые листы усиленного профиля размером
2500х1160 мм и толщиной 8 мм. Асбестоцементные листы к элементам фахверка крепят с помощью кляммер. Нижнюю часть стены на высоту 3…3,5 м
от поверхности земли обычно выполняют из кирпича или крупных блоков,
так как она наиболее подвержена механическим воздействиям и увлажнению.
4 Деревянные стены
Возведение промышленных и гражданских зданий с деревянными стенами, как правило, не допускается. Исключение делается для зданий заводского изготовления и зданий, возводимых в многолесных районах ( ТП101-61).
Для устройства деревянных зданий в основном применяют хвойные
породы (сосну, ель ), иногда лиственницу и лиственные породы (березу, осину и др.),
Деревянные наружные стены отапливаемых зданий делятся по конструктивным признакам на следующие виды: стены из бревен или брусьев,
каркасно-обшивные с утеплением, каркасно-щитовые стены.
Одним из видов бревенчатых деревянных стен являются рубленые стены . Стена здания, образуемая горизонтально уложенными друг на друга
бревнами, называется срубом, а каждый горизонтальный ряд бревен сруба –
венцом.
Бревна для рубленых стен отапливаемых зданий должны иметь в верхнем отрубе диаметр не менее 220 мм. Стена, выполненная из бревен такой
толщины, удовлетворяет в теплотехническом отношении требованиям,
предъявляемым к стене при расчетной наружной температуре до -37
градусов.
Фундаменты под рубленые стены делаются каменными ленточными
или в виде отдельных столбов. Фундаментные столбы располагают в углах
здания, в местах пересечения капитальных стен, а также вдоль стен через
2...3 м. Промежутки между столбами по наружному периметру заполняются
цокольной кирпичной стенкой или деревянной забиркой.
Уровень пола первого этажа должен возвышаться над поверхностью
60
земли на 600...700 мм, причем нижняя грань первого венца сруба – на 300 мм.
Эта величина является минимально необходимой для защиты сруба от загнивания. Если пол первого этажа возвышается над поверхностью земли на
800... 1000 мм, то под зданием устраивается подполье.
В этом случае по наружному периметру здания вместо каменной цокольной стенки подполье ограждается между столбчатыми фундаментами
деревянными забирками. Забирка может быть сделана из тонких бревен или
досок, поставленных вертикально, а также из пластин, уложенных горизонтально. Забирку обычно утепляют, для чего делают наружную обшивку и
промежуток между обшивкой и забиркой засыпают сухим песком,
Для проветривания подполья в забирке устраивают отверстия–продухи.
Для того чтобы обеспечить неподвижность бревен сруба и создать
связь между венцами, через каждые 1,0...1,5 м по длине бревен в шахматном
порядке устраиваются шипы. Наименее устойчивыми в срубе являются простенки между двумя смежными проемами. Поэтому в простенках шипы ставят около каждого края.
В рубленых стенах древесина используется нерационально, так как при
ручной обработке большая часть ее идет в отдых. Поэтому в настоящее время
при строительстве деревянных зданий широко применяются брусчатые стены, которые собираются наподобие сруба, но из механически выпиленных на
лесозаводах брусьев прямоугольного или квадратного сечения.
Для наружных стен отапливаемых зданий, возводимых в средней полосе европейской части России, применяют брусья сечением 140х140 мм.
В брусчатых стенах шипы, устанавливаемые между венцами, имеют
цилиндрическую форму и вставляются в высверленные в брусьях отверстия
диаметром 30 мм.
Вырубки, отверстия для шипов и брусьях, шипы и все детали брусчатых стен также заготовляются на деревообрабатывающих заводах. Это еще
больше упрощает процесс сборки стен на строительной площадке.
При устройстве бревенчатых или брусчатых стен между венцами во
избежание продувания прокладывают просмоленную паклю или войлок,
пропитанный в целях предохранения от разрушения молью, битумом или
смолой. В рубленых стенах между венцами иногда прокладывают мох.
Вследствие усушки и обжатия пакли или войлока бревенчатые стены
дают осадку. Особенно велика осадка в бревенчатом срубе при прокладке
между венцами мха и пакли. Поэтому над оконными и дверными проемами
оставляется заполняемый паклей зазор на осадку. Осадка стен заканчивается
через 1... 1,5 года после возведения стен.
Если в зданиях расстояния между наружными или внутренними поперечными стенами превышают 8,0 м, то наружные продольные бревенчатые и
брусчатые стены усиливаются для увеличения их устойчивости установкой
сжимов. Сжимы представляют собой парные брусья размерами 120х140 мм,
которые соединяются болтами диаметром 16...20 мм. Учитывая осадку, отверстия для болтов в сжимах делают продолговатыми.
61
Для уменьшения расхода древесины вместо бревенчатых и брусчатых
стен устраивают деревянные каркасные стены. Каркас стены состоит из вертикальных стоек и горизонтальных обвязок .
Для большей жесткости каркаса в углах здания иногда устанавливают
наклонные брусья, которые называются подкосами или раскосами.
В отапливаемых зданиях применяют каркасно-засыпные стены. В каркасах таких стен стойки устраивают из досок или из брусьев и устанавливают
в зависимости от сечения стоек на расстоянии 0,5…1,5 м. Нижнюю обвязку
укладывают на каменный цоколь или на каменные столбы. При укладке на
цоколь обвязка состоит из двух рядов уложенных плашмя досок или из бруса. При укладке обвязки по столбам последняя, иногда устраивается из двух
венцов брусьев.
В местах устройства оконных и дверных проемов стойки каркаса устанавливают только между обвязками и горизонтальными ригелями, обрамляющими проемы. При достаточно большом расстоянии между стойками
каркаса устройство проемов упрощается.
Обшивка из досок делается при утепленных стенах с обеих сторон каркаса, причем доски наружной обшивки целесообразно прибивать к стойкам
(для увеличения устойчивости здания) под углом 45 градусов; при горизонтальной обшивке устойчивость должна быть обеспечена установкой в углах
раскосов.
Утепление каркасно-обшивных стен достигается путем засыпки пространства между обшивкой котельным шлаком или опилками. При засыпке
древесными опилками в целях предохранения от быстрого загнивания их
следует антисептировать путем примешивания извести и гипса (состав засыпки: 90 % опилок, 5 % известкового теста и 5 % гипса).
Кроме плитных заполнителей, в деревянных каркасных стенах часто
применяют минеральную вату и минеральный войлок, который изготовляется из минеральной ваты в виде полотен (матов). В деревянных каркасных
стенах плиты из фибролита, камышита, минеральной ваты и полотна минерального войлока заполняют весь промежуток между обшивками. Крепление плит производится при помощи деревянных, прибиваемых к стойкам
брусков или непосредственно гвоздями, под головки которых подкладывают
шайбы из кровельной стали. Такие шайбы применяют преимущественно для
крепления плит фибролита и камышита.
5 Деформационный шов
Важными конструктивными деталями каменных стен являются деформационные швы, представляющие собой сквозные вертикальные щели, оставляемые в местах, где можно ожидать появления трещин от изменения
температуры или от неравномерной осадки здания.
Температурные швы оставляют в наружных стенах здания большой
длины. Они разрезают стену до фундамента. Расстояние между швами зави-
62
сит от расчетной зимней температуры, материала стен, температурного режима помещений.
При использовании в зданиях осадочных швов рекомендуют совмещать с ними и температурные швы. Отделку наружных поверхностей каменных стен производят с целью улучшения внешнего вида здания, а также защиты его от атмосферных воздействий. Кроме того, иногда делают декоративную кладку стен с использованием лицевого кирпича и расшивки швов.
Стены также оштукатуривают, облицовывают керамической плиткой, бетонными плитами, плитами из природного камня. Внутренние поверхности стен
чаще всего окрашивают или оклеивают обоями.
ЛЕКЦИЯ 12
ПЕРЕКРЫТИЯ И ПОКРЫТИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
1
2
3
Сборные и монолитные перекрытия.
Крыша и кровля.
Полы общественных и промышленных зданий.
1 Сборные и монолитные перекрытия
Перекрытия представляют собой горизонтальные элементы здания,
разделяющие его на этажи. Перекрытия состоят из несущей части, которая
воспринимает статистические и динамические нагрузки от людей, мебели,
оборудования и передают их на стены или опоры здания, ограждающей части, к которой относятся полы и потолки. Перекрытия являются диафрагмами
жесткости в горизонтальном направлении, создавая устойчивость здания или
сооружения. В зависимости от назначения перекрытия должны обладать необходимой прочностью и жесткостью, определенными теплотехническими,
звукоизоляционными и противопожарными качествами, надлежащей гидро-,
паро- и звукоизоляцией.
Перекрытия выполняют с учетом требований индустриальности и экономичности конструкций, из наименьшего количества типовых деталей с использованием местных материалов.
По роду материалов перекрытия могут быть деревянными, железобетонными и по металлическим балкам. Как уже говорилось, перекрытия могут
быть в зависимости от расположения в здании: нижние, подвальные, междуэтажные, чердачные и бесчердачные покрытия.
В качестве теплоизоляции перекрытий, разделяющих помещения с различной температурой воздуха, используют засыпки или слои темплоизоляционных плитных, волокнистых и сыпучих материалов. Смазка или рулонные материалы (таль, рубероид и др.) обеспечивают также и пароизоляцию
перекрытий, предупреждая проникновение водяных паров и образование в
них конденсата. В некоторых случаях к перекрытиям предъявляют и специ-
63
альные требования по водонепроницаемости или газонепроницаемости.
В санитарных уздах устраивают в основном сборные железобетонные
перекрытия или перекрытия в виде одной крупноразмерной сборной железобетонной плиты на всю площадь узла. В крупнопанельных зданиях применяют сантехкабины полной заводской готовности с установленным санитарно- техническим оборудованием.
Особенностью конструкции перекрытий над котельными, подвалами, в
санитарных узлах и мокрых помещениях заключаются в дополнительной
звуко-, тепло-, газо-, паро- и гидроизоляции. Теплоизоляция перекрытий, отделяющих отапливаемые помещения от холодных проездов, подвалов и других неотапливаемых помещений делается из различных шлаков, керамзита,
перлита, минераловатных плит и других подобных материалов, а пароизоляция при этом делается поверх утеплителя. Гидроизоляция перекрытий в санитарных узлах, банях, прачечных делается из двух- трехслойного рубероидного ковра на мастике, который плавно загибается на 10…15 см на стены по
их периметру.
Перекрытия в гражданских и промышленных зданиях в ОСНОВНОМ выполняют из железобетона. Широкое распространение они получили благодаря долговечности, огнестойкости, высоким прочностным качествам и возможности механизированного монтажа. Железобетонные перекрытия выполняются из сборных деталей заводского изготовления и монолитными, которые бетонируются на месте строительства. Сборные железобетонные перекрытия разделяются конструктивно на крупнопанельные (в виде плит размером на комнату) и блочные.
Перекрытия по железобетонным балкам применяют в основном в малоэтажных жилых зданиях. Несущей конструкцией служат железобетонные
балки, на опорные полки которых укладывают армированные деревянными
реями гипсобетонные плиты или плиты-накаты из легких бетонов. Эти перекрытия требуют меньшего расхода металла, но в изготовлении трудоемки.
Наибольшее распространение получили сборные железобетонные перекрытия-настилы из плоских железобетонных плит с круглыми, овальными вертикальными пустотами и из ребристых плит.
Настилы шириной 0,9 м и более называют панелями. Такие железобетонные плиты опирают на несущие стены или на балки (прогоны).
Ребристые панели укладывают ребрами в верх, получая гладкую поверхность потолка. При укладке панелями ребрами вниз улучшается использование бетона в сжатой зоне. В этом случае для устройства потолка к ребрам прикрепляют сухую штукатурку на специальных клеях или прибивают
ее гвоздями к деревянным рейкам, заложенным в ребрах. Настилы из панелей
с пустотами, в основном с предварительно напряженным армированием,
широко применяют в жилых и общественных зданиях.
Крупнопанельные перекрытия состоят из элементов размеров на комнату. Крупные панели изготовляют сплошными (однослойными, слоистыми
и с вкладышами), пустотелыми, ребристыми, шатровыми с повышенной
64
средней частью и складчатыми. В целях повышения звукоизоляции междуэтажные перекрытия делают раздельными.
Раздельное междуэтажное перекрытие состоит из двух ребристо вибропрокатных плит; нижняя плита образует потолок, а верхняя пол, между
ними - замкнутая воздушная прослойка. В местах примыкания перекрытий к
стенам прокладывают звукоизолирующие прокладки. Плиты укладывают на
опоры по цементному раствору с заделкой концов. Раздельный тип перекрытий отличается повышенными звукоизоляционными качествами по сравнению со сплошными перекрытиями.
Монолитные железобетонные перекрытия применяют в зданиях сложной конфигурации для повышения пространственной жесткости при больших нагрузках. Такие перекрытия возводят на месте строительства в опалубке в соответствии со СНиП 111-18-76 «Бетонные и железобетонные конструкции монолитные». По конструктивному решению они бывают
штатные, ребристые и часторебристые.
Ребристое перекрытие представляет собой конструкцию, состоящую из
плиты и балок. Элементами перекрытия являются главные балки-прогоны и
второстепенные балки-ребра, расположенные перпендикулярно прогонам. В
ребристых перекрытиях 80…70 % бетона расходуется на плиту.
Стремление уменьшить толщину плиты и сэкономить бетон привело к
созданию конструкции часторебристого перекрытия. Кессонное перекрытие
– ребристое перекрытие, в котором главные и второстепенные балки имеют
одинаковую высоту. Прямоугольные или квадратные углубления называются кессонами. Безбалочное перекрытие – сплошная монолитная железобетонная плита, опертая на колонны, имеющая в верхней части уширения, называемые капителями.
В деревянных перекрытиях несущими элементами являются балки из
брусьев или досок хвойных пород. Расстояние между осями балок принимают 600…1000 мм. Между балками по черным брускам или металлическим
уголкам укладывают накат из дощатых щитов, гипсовых плит, фибролита.
Для повышения звукоизоляции перекрытия по накату наносят глинопесчаную смазку или укладывают слой толя, после чего засыпают шлак, толщина
слоя которого 60…70 мм. Потолок обивают сухой штукатуркой или оштукатуривают известковым раствором с добавлением гипса.
2. Крыша и кровля
Крышей называется часть здания, предназначенная для защиты здания
от дождя, снега, ветра, солнечных лучей, резких колебаний температуры наружного воздуха. В конструкции крыши различают несущую и ограждающую части. Несущая часть состоит из стропильных балок и плит покрытия.
Материалом несущей части могут служить древесина, металл и железобетон.
Назначение несущей части - передавать нагрузку от снега, ветра и собственной массы крыши на стены, опоры. Крышам предъявляются следующие ос-
65
новные требования: водонепроницаемость, достаточная прочность и долговечность, индустриальность, экономичность. В зависимости от назначения
здания (жилое, общественное, производственное) и типа несущей конструкции крыши бывают бесчердачные, чердачные, полупроходные с высотой
чердака 1…1,2 м.
Чердак в чердачных крышах используют для размещения инженерного
оборудования: машинного отделения лифтов, труб центрального отопления,
вентиляционных коробов и шахт. Для освещения и проветривания в чердачных крышах устраивают слуховые окна. Высоту чердака принимают в наиболее высокой ее части не менее 190 см. Различают также теплые и холодные крыши. Теплая крыша имеет теплоизоляцию, а холодная устраивается
без нее. Форма чердачной крыши зависит от архитектурного решения здания, типа несущих конструкций и геометрической формы здания в плане.
Плоские наклонные поверхности крыши называются скатами. При строительстве зданий применяют равные по форме и качеству скатов крыши - одно, дву-, четырехскатные и многоскатные. Если все скаты, имеющие форму
равнобедренных треугольников, сходятся в одной точке, крышу называют
шатровой (чаще всего это здание с планом в виде квадрата). Могут быть
также сводчатые, купольные и другие формы крыш. Верхнее расположенное
горизонтальное пересечение скатов называют коньком (в двух и четырехскатной крышах зданий с планом в виде прямоугольников). Пересечение
скатов в виде двугранных углов, обращенных вниз, образуют разжелобки
или ендовы. Нижние части скатов называют свесами. Форма крыши должна
быть наиболее простой, а скаты устраиваться с одинаковым уклоном. Крыши
большей части зданий не эксплуатируются. В отдельных случаях устраивают
крыши-террасы, спортивные площадки, солярии, сады, а также крыши- "ванны", заполняемые летом водой и используемые как детские бассейны. Отвод
воды с крыши может быть организованным и неорганизованным. Организованный водосток делают наружным (с наружными водосточными трубами) и
внутренним (водосток расположен внутри здания). Уклоны ската крыши необходимы для быстрого отвода ливневых и талых вод. Величина уклона проектируется в зависимости от вида материала кровли и от климатической зоны, в которой строится здание. Уклон ската определяется отношением его
высоты к половине перекрываемого пролета (двухскатная крыша) или по
всему пролету (односкатная крыша) и выражается дробью в градусах или
процентах. По величине уклона ската крыши различают: плоские с уклоном
до 2,5 %, пологоскатные с уклоном 10 % и скатные (одно-двухскатные) с уклоном более 10 %.
Ограждающая часть крыши называется кровлей. Выбор водонепроницаемого материала для кровли зависит от конструкции основания, района
возведения здания, свойств материала, плотности, водонепроницаемости, огнестойкости, долговечности и его стоимости.
В настоящее время широко применяют кровли из рулонных материалов, которые приклеивают к основанию битумными или дегтевыми мастика-
66
ми. Основание под рулонную кровлю должно быть жестким. Его делают из
бетона, асфальтовой или цементной стяжки. Рулонные кровли устраивают на
плоских и скатных крышах. При уклонах ската 10…35 % их настилают двухслойными, при меньших уклонах - трех-, четырех- и пятислойными. При наклейке рулонного ковра полотнища раскатывают параллельно коньку при
уклонах ската до 8,5°, а при больших уклонах – перпендикулярно коньку.
Весьма ответственным при выполнении рулонной кровли является узел примыкания ее к стене или парапету.
Кроме рубероидных кровель перспективным является применение
кровли из полимерных пленок. Так, например, полиэтиленовая пленка толщиной 0,2…0,3 мм совсем не пропускает воду, гнилостойка, легко сваривается, а значит упрощает процесс соединения полотен между собой. Пленку
наклеивают на основание кровли битумными или полимерными мастиками.
Безрулонные мастичные кровли выполняют неармированными, из битумно-латексной эмульсии ЭГИК, которую наносят вместе с коагулятором
(5 % - ным раствором хлористого кальция) пистолетом-распылителем в три
слоя. Поверх гидроизоляционного слоя укладывают защитный слой из мастики с втопленным мелким гравием или минеральной крошкой.
Мастичные армированные кровли могут быть армированы стеклотканью, стеклохолстом или рубленым стекловолокном. Мастичные кровли,
армированные рубленым стекловолокном, устраивают путем нанесения
двух-трех слоев эмульсии ЭГИК вместе с рубленым стекловолокном пистолетом. Мастичные кровли, армированные стеклотканью, устраивают из трехчетырех слоѐв на горячей битумной или битумно-резиновой мастике или на
холодной битумно-латексной эмульсии ЭГИК.
Мастичные кровли перспективны, их нанесение на основание механизировано, они менее трудоемки по сравнению с рулонными кровлями.
Кровли из листовых материалов удобны в эксплуатации, долговечны и
огнестойки. Широко применяют кровли из асбестоцементных волнистых
листов: обыкновенного профиля марки ВО, усиленного профиля марки ВУ и
унифицированного профиля УВ.
В строительстве одноэтажных промышленных зданий чаще всего
встречается рулонная кровля по плоским железобетонным крышам. Такая
кровля состоит из: железобетонной плиты, пароизоляции, утеплителя, выравнивающего слоя и гидроизоляционного ковра. Пароизоляция выполняется
из рулонных материалов: пергамина, подкладочного толя или полиэтиленовой плѐнки. В качестве утеплителя используется широкий спектр материалов: плиты из лѐгких и ячеистых бетонов, керамзит и металлургический
шлак, минеральная и стеклянная вата. По утеплителю устраивается выравнивающий слой из цементно–песчаного раствора.
Гидроизоляционный ковѐр состоит из нескольких слоѐв рулонных материалов. В нижних слоях рекомендуется использовать пергамин или подкладочный толь, а сверху рубероид или кровельный толь.
67
3 Полы общественных и промышленных зданий
Полы должны быть прочными, не прогибаться под действием нагрузок,
минимально поглощать тепло, быть бесшумными, не выделять пыли, не искрить при ударах, легко очищаться от загрязнения и обеспечивать необходимую звукоизоляцию всего перекрытия. В производственных зданиях к полам предъявляют повышенные требования прочности, жесткости, химической стойкости, жаростойкости, водо- и газонепроницаемости, диэлектричности, возможности ремонта при минимальных перерывах в производствен
ном процессе. Полы должны быть экономичными и индустриальными. Полы
устраивает по грунту или перекрытиям. Слабые грунты уплотняют или заменяют на более прочные основания под полы. При устройстве полов по перекрытиям звуко- и теплоизоляционные слои выполняют из рыхлых материалов и легких бетонов, используя также изолирующие свойства самого материала полов. Для защиты от температурных колебаний в полах устраивают
деформационные швы, разрезающие чистый пол и подстилающий слой. В
швы закладывают компенсаторы из листовой стали и закрывают их сверху
битумной мастикой.
Полы в жилых и общественных зданиях устраивают из штучных и рулонных материалов, а также монолитными (бесшовными) в соответствии со
СНиП 11-13.8-71 «Полы. Нормы проектирования». Полы могут быть деревянными (дощатыми, паркетными и из древесноволокнистых плит), ксилолитовыми – керамическими из полимерных материалов (плиточными, рулонными и наливными), цементными и асфальтобетонными. Керамические, цементные и асфальтобетонные полы называют «холодными», их настилают в
санитарных узлах, вестибюлях. Полы из полимерных материалов, ксилолитовые и деревянные называют «теплыми», их применяют в жилых помещениях, школьных классах и т.д.
К индустриальным конструкциям полов, т.е. таким, которые требуют
наименьших затрат труда при их устройстве, относят полы из полимерных
материалов - наливные и рулонные. Большое распространение получили рулонные полы из линолеума и релина. Такие полы настилают на дощатый настил, цементную или асфальтовую стяжку, древесноволокнистые плиты.
Устройство монолитных стяжек трудоемко, поэтому в настоящее время стараются вместо стяжки укладывать прокатные гипсоцементные панели размером на комнату и толщиной 50 мм. На такое основание не требуется приклейка линолеума, достаточно его точно прирезать по габаритам помещения
и закрепить по периметру плинтусом.
Наливные или мастичные полы устраивают по цементной, шлакобетонной, ксилолитовой стяжке или по древесноволокнистым плитам. Монолитные полы изготавливают из поливинилацетатной эмульсии и песка и укладывают толщиной 2…3 мм. Этот новый вид конструкции пола отличается
высокой прочностью, эластичностью и в 2 раза дешевле конструкции пола из
линолеума.
68
Плиточные полы из поливинилхлоридных и релиновых плиток более
трудоемки по сравнению с линолеумными, так как их необходимо приклеивать к основанию специально предназначенными для этого мастиками. Такие
полы из штучных цветных плиток могут быть выложены по рисунку и имеют малую истираемость и большую химическую стойкость.
Ксилолитовые полы выполняют монолитными и плиточными. Монолитные полы устраивают по бетонному основанию в 2 слоя: нижний слой
толщиной 10…12 мм, состава 1:4; верхний – толщиной 8…10 мм, состава
1:2.Такие полы настилают в нежилых помещениях. Ксилолитовые плитки
укладывают на раствор, приготовленный на магнезиальном вяжущем, или
приклеивают на мастике, наносимой толщиной 1,5…2,5 мм. Подготовка основания при укладке плиток на растворе производится так же, как и при устройстве монолитных полов, а при приклейке на мастике поверхность грунтуют битумом, разжиженным керосином или бензином (одна часть битума на
две части керосина или бензина).
Полы из керамических плиток толщиной 10 и 13 мм устраивают по жесткому бетонному основанию на цементном растворе состава 1:3 по слою
10…15 мм. Керамические плитки можно укладывать на полимерцементном
растворе в соотношении цемента и песка от 1:4 до 1:8 с содержанием поливинилацетатной эмульсии от 10 до 20 % по массе цемента. Выравнивающий
слой наносят толщиной не более 8…10 мм. Небольшие керамические плитки
толщиной 6 и 8 мм называют ковровой мазайкой, их поставляют в виде карт,
на которых плитки подобраны по рисунку и наклеены на бумагу с зазором
1…2 мм. Такие полы имеют красивый внешний вид, они индустриальней и
экономичней, чем полы из отдельных плиток. Керамические полы отличаются долговечностью и высокими санитарно-гигиеническими качествами. При
укладке плиток на кислотоупорных мастиках пол хорошо сопротивляется
действию кислот. Керамические полы устраивают в помещениях с повышенной влажностью, помещениях магазинов, столовых, больниц, вокзалов, метро, на лестничных клетках и в производственных помещениях (лабораториях, операторных и т.п.)
Асфальтобетонные полы устраивают однослойными толщиной 15…20
мм или двухслойными толщиной 35 мм (верхний слой – 15 мм, нижний – 20
мм). Литую асфальтобетонную смесь уплотняют катками. Такие полы делают в подвалах и, складских помещениях. Они водонепроницаемы, просты
при ремонте и имеют низкую стоимость.
Цементные полы устраивают однослойными толщиной 20…25 мм или
двухслойными толщиной 30…40 мм (верхний слой – 15…20 мм, нижний
слой – 15…20 мм). 0днослойные полы выполняют из цементно-песчаного
раствора состава от 1:1 до 1:3, марки 200 или 300, консистенцией 2,5…3,5 см
при ручной укладке и 8…10 см при механической. При устройстве двухслойных полов нижний слой выполняют по бетонному основанию из цементно-песчаного раствора состава 1:4, верхний, отделочный – из цветного
цементно-песчаного раствора с мраморной крошкой состава 1:2.
69
Деревянные полы бывают дощатые (однословные и двухслойные),
паркетные (наборные, мозаичные, из паркетных досок и щитового паркета) и
из древесностружечных плит.
Однослойные дощатые полы в жилых зданиях настилают из шпунтованных досок толщиной 29 мм, в общественных и других зданиях – 37 мм в
зависимости от расчетной нагрузки. Двухслойные полы состоят из двойного
дощатого настила и слоя пергамина. Доски черного пола располагают под
углом 46° к направлению укладки досок чистого пола с промежутком 1…4
см. Пергамин прокладывают между черным и чистым полом. Проветривание
подпольного пространства осуществляется через вентиляционные решетки в
полу или через щелевые плинтусы.
Дощатые полы применяют в жилых и общественных зданиях массового строительства, а также в подсобных помещениях производственных зданий. В настоящее время индустриальными конструкциями являются конструкции полов из дощатых щитов, устраиваемых только по междуэтажным
перекрытиям.
Полы из штучного паркета настилают по сплошному дощатому настилу, укладываемому по лагам на цементно-песчаной или асфальтобетонной
стяжке. Для крепления штучного или мозаичного (наклеенного на плотную
бумагу) паркета применяют холодные резинобитумные мастики. Полы производственных зданий, как правило, подвергаются механическим нагрузкам,
для чего основания под полы должны быть достаточно плотными, исключающими их деформацию. Слабые и насыпные группы уплотняют трамбовками и катками.
Подготовку или подстилающий слой делают жестким из бетона или
нежестким из уплотненного песка, гравия, щебня, булыжника, асфальтобетона. При достаточно прочном основании подстилающий слой не нужен. Толщина подстилающего слоя определяется по расчету, но не менее, песчаного
– 60 мм: гравийного, щебеночного, шлакового; бетонного – 80 мм; булыжного – 120 мм.
Нижний гидроизоляционный слой устраивают для защиты жесткой
подготовки от капиллярного подъема грунтовых вод из литого асфальта, дегтебетона по щебню или из двух слоев толя, гидроизола либо изола на стяжке
из бетона толщиной 50…60 мм.
Верхний гидроизоляционный слой устраивают для защиты конструкции пола от воздействия жидкостей, попадающих на пол сверху. В зависимости от интенсивности замачивания пола, которая может быть малой,
средней и большой, применяют разную оклеечную гидроизоляцию. Так, например, при средней интенсивности замачивания пола устраивают оклеечную гидроизоляцию из двух слоев изола или гидроизола или трех слоев толя
(или одного слоя полиизобутилена), наклеенных на жесткую ровную основу
соответствующими мастиками, при большой интенсивности и под сточными
лотками в радиусе 1 м добавляют по два слоя соответствующих рулонных
материалов.
70
ЛЕКЦИЯ 13
ЗАПОЛНЕНИЕ ПРОЁМОВ ЗДАНИЙ
1
2
3
Окна.
Двери.
Проѐмы производственных зданий.
1 Окна
Окна выполняют роль светопрозрачных ограждений в проемах наружных стен. Они служат для освещения, естественной вентиляции (аэрации)
и облучения (инсоляции) помещений солнечными лучами. В вестибюлях и
лестничных клетках функции окон выполняют иногда участки стен из стеклоблоков и профильного стекла. Формы, пропорции, размеры и размещение
окон должны устанавливаться в соответствии с их функциональным назначением и архитектурным решением фасада. Размеры окон должны быть достаточными для освещения помещений гражданских и производственных зданий. Большая площадь остекления дает возможность пользоваться естественным освещением, однако удорожает строительство и эксплуатацию зданий. В зависимости от географической широты и ориентации зданий по
странам света в жилых зданиях световая площадь окон принимается в пределах 1/5–1/8 площади пола.
В состав заполнения оконного проема входят оконные коробки, оконные переплеты и подоконные доски.
В зависимости от размера переплета окна могут состоять из одной или
нескольких створок, открывающихся или глухих. С учетом климатических
условий окна изготовляют с одинарным, двойным или тройным остеклением.
При двойном и тройном остеклении различают наружный и внутренний переплеты в отдельных или общих коробках. Коробки делают с обвязками, которые состоят из двух горизонтальных и двух вертикальных брусьев.
Бруски, из которых вяжут створки оконных переплетов и фрамуг, называют обвязками, а бруски, делящие створки на части, называют горбыльками. Для установки стекол в обвязках и горбыльках выбирают фельцы. Для
остекления переплетов применяют чаще всего обычные стѐкла толщиной
2…4 мм. Стекла в фальцах укрепляют шпильками из проволоки или деревянными планками (штапиками).
Планки, закрывающие щели притвора переплетов, называют нащельниками. В наружных переплетах нижние обвязки створок, фрамуг и форточек делают с выступами-отливами (для отвода воды). Подоконные доски перекрывают нижние части оконных проемов и служат для их оформления со
стороны помещения. Их располагают с уклоном внутрь помещений. Оконные проемы могут заполняться непосредственно на строительной площадке
при возведении здания или на заводе.
71
При индустриальном строительстве все элементы заполнения оконного проема собирают в оконный блок на заводе. Оконные блоки поступают
на строительство в соответствии с требованиями ГОСТ 12506-67 с маркировкой.
При возведении здания оконные блоки с помощью кранов устанавливают на место одновременно с кладкой стен. Деревянную оконную коробку защищают от гниения, обрабатывают антисептиками, обертывают толем. После установки и выверки положения блока его крепят «ершами» или
гвоздями к деревянным пробкам, заделанным в откосы простенка. Зазоры
между блоком и откосами проема конопатят паклей, смоченной в гипсовом
растворе. Затем устанавливают наружный водослив и подоконные доски.
Оконные приборы - петли, задвижки, ручки - крепят к переплетам и коробкам шурупами.
Индустриальной является конструкция оконного блока со спаренными
переплетами. Она отличается лучшей светопрозрачностью, меньшими затратами труда при монтаже, в 1,5 раза легче, на 10 % дешевле и на 30 % экономичнее по расходу древесины по сравнению с другими конструкциями окон.
Оба переплета в таком блоке скреплены между собой винтами или крючками. В спаренном переплете расстояние между стеклами составляет 47 мм.
Переплеты разъединяют только для мытья стекол и ремонта.
По сравнению со спаренными переплетами более экономичны стеклопакеты, устанавливаемые в одинарные переплеты. Стеклопакет из двух стекол с воздушной прослойкой по контуру герметичен и обрамлен рамкой из
морозостойкой резины или пластмассы. Оконный проем заполняют профильным стеклом в металлической обвязке с упругими прокладками и герметизирующей мастикой по контуру.
Кладку стеклоблоков для заполнения оконных проемов на лестничных
клетках ведут на цементном растворе состава 1:3 с армированием в вертикальных и горизонтальных швах.
Проемы в таком случае выкладывают с четвертями, обвязку выполняют внутри металлическим профилем, зазоры заполняют битумизированной
паклей.
Помимо окон светопрозрачными ограждениями являются витрины и
витражи. Витрины в магазинах предназначены также для экспозиции товаров. Толщина витринных и специальных (декоративных, теплопоглощающих и т.п.) стекол 6…7 мм.
При устройстве витрин создают металлический каркас из уголков,
швеллеров и двутавров, а для остекления применяют витринное стекло или
стеклопакеты. Стеклопакеты устанавливают вертикально с наклоном
(12…15°), их закрепляют в переплетах на прокладках из морозостойкой резины.
2 Двери
Двери в зависимости от расположения в здании могут быть наружными
72
(входными и балконными), внутренними (межкомнатными), парадными
(главный вход в здание), служебными (вход в подвал, на чердак) и шкафными (у встроенных шкафов). Для эвакуации людей (например, в случае пожара) двери должны открываться наружу, за исключением квартирных. Двери
могут открываться в одну сторону (с притвором в четверть), в обе стороны (с
качающимися полотнами) или быть раздвижными. Дверные полотна бывают
также складывающимися или вращающимися.
Входные двери уникальных зданий изготавливают из ценных поpoд
древесины с обивкой низа латунным листом.
Широкое применение получили глухие деревянные двери. Такие двери,
ведущие в подвал на чердак, в люки для выхода на совмещенную крышу, по
требованиям пожарной безопасности обшивают с двух сторон асбестовыми,
алюминиевыми или стальными листами.
Кроме деревянных дверей применяют глухие пластмассовые, деревянные полуостекленные, остекленные двери из армированного, закаленного
стекла и др.
До числу дверных полотен двери изготовляют одно–двупольными и
полуторными, у последних полотна разной ширины. По ГОСТ 6629-74 и
11214-78 ширина однопольных дверей – 600, 700, 800, 900 и 1100 мм, двухпольных – 1200, 1400 и 1800 мм, их высота – 2000 и 2300 мм. Дверные полотна делают филенчатыми, щитовыми, обвязочными, плотничными, они
могут иметь левую и правую навеску. Филенчатые полотна состоят из брусковой обвязки и щитов (филенок), заполняющих каркас. Филенки делают из
досок или фанеры. Такие полотна трудоемки и требуют высококачественной
древесины. Для щитового полотна используют древесноволокнистые плиты
толщиной 3–4 мм, клеевую фанеру, шпон из ценных пород древесины и пластик. Такие полотна экономичны, красивы и широко применяются в современном строительстве. Обвязочные полотна вместо щитов (филенок) имеют
остекление. Дощатые двери плотничной работы на планках или шпонках
применяют в подвалах и хозяйственных постройках.
3 Проѐмы производственных зданий
Производственные здания бывают с фонарями и без фонарей. Фонари
производственных зданий предназначены для естественного освещения (световые фонари) и аэрации (вентиляции).
Световые фонари, располагаемые вдоль пролетов здания, называют
продольными фонарями, поперек пролетов здания - поперечными фонарями.
В зависимости от конструктивного решения фонари подразделяют на
прямоугольные П-образные с двухсторонним вертикальным остеклением,
наружным и внутренним стоком, зубчатые (шедовые) с односторонним вертикальным остеклением, зенитные с куполами или сводами из органического
стекла, трапециевидные с внутренним и наружным стоком.
В нашей стране широкое применение нашли унифицированные прямоугольные П-образные фонари - световые и аэрационные.
73
Остекление производственных зданий делают одинарным, двойным и
смешанным. При смешанном остеклении нижняя часть оконного проема на
высоту не менее 2,4 м имеет двойное остекление, а остальная часть проема одинарное (для защиты работающих от потоков холодного воздуха). Размеры
оконных проемов принимают кратными по ширине 0,5 м и по высоте 0,6 м.
Номинальная ширина проемов составляет 1,5; 3; 4,5 и 6 м, а при ленточном
остеклении она кратна 6 м.
Деревянные переплѐты применяют в сухих помещениях, например в
механических, инструментальных цехах, на складах. По объему применения
в промышленном строительстве они уступают окнам с переплетами из стали.
Железобетонные переплетыы дороги, трудоемки, их применяют, например в противопожарных целях.
Стальные переплеты выпускают восемнадцати типов, но наибольшее
применение получили переплеты с крупными стеклами, так как уменьшается
расход материалов. Большинство производственных зданий проектируют с
типовыми стальными переплетами из прокатных и гнутых профилей. Стальные оконные панели используют в помещениях металлургической, химической промышленности и в крупном машиностроении. В таких панелях на
стальном каркасе-раме навешивают створки, а в глухих стенах наружное остекление толщиной 4 мм осуществлено непосредственно по рамам через резиновые прокладки. Панели доставляют на строительную площадку в полной
заводской готовности, их монтаж ведут одновременно с монтажом стеновых
панелей. Рамы крепят между собой болтами, а к колоннам каркаса – аналогично стеновым панелям.
Алюминиевые переплеты для типовых окон серии 1.436-Ю применяют
в условиях сильно агрессивной среды или постоянной влажности, т.е. когда в
соответствии с ГОСТ 2I6I9-76 трудно обеспечить защиту от коррозии стальных переплетов.
В производственных зданиях для заполнения светопроѐмов применяют
также стеклоблоки. Стеклоблоки укладывают свободно в уже готовые проемы и заделывают стыки эластичными гидроизоляционными мастиками или
на торцы стеклоблоков наносят эластичный слой, который является амортизатором. С наружной стороны швы обрабатывают гидроизоляционной мастикой, а с внутренней - пароизоляцией.
Чаще всего для окон и перегородок производственных зданий применяет квадратные светорассеивающие стеклоблоки 194х194х98 и 244х244х98
мм (ГОСТ 9272-76). Для заполнения оконных проемов используется также
профильное стекло коробчатого или швеллерного сечения.
Ворота предназначены для пропуска транспортных средств: автомобилей, автокар, автокранов, железнодорожных составов, а также людского потока. Размеры типовых ворот должны соответствовать действующим
ГОСТам и чертежам.
Для создания нормальных санитарно-гигиенических условий в производственных помещениях у ворот устраивают воздушные завесы, шлюзы или
74
тамбуры. С наружной стороны ворот устраивают бетонный съезд – пандус с
уклоном не более 1/10, так как между уровнем пола здания и наружной планировочной поверхности земли имеется перепад высоты до 15 см. Специальные ворота устраивают в ангарах для самолетов, в судостроительных эллингах и т.п.
Ворота по конструкции и способу открывания делятся на створные
распашные, цельные подъемные, цельные откатные (однопольные и двупольные), секционные откатные, складные шторные и складные гармошкой.
Наибольшее распространение получили створные распашные и цельные откатные ворота.
Двери производственных зданий по виду и конструкции не отличаются от дверей жилых зданий, но их отделка проста, а обшивка прочнее.
Широко применяют щитовые и филенчатые двери.
В противопожарных станах и во внутренних стенах помещений, опасных в пожарном отношении, двери делают из стали или сплавов алюминия
(ГОСТ 23747-79) с несгораемой теплоизоляцией из перлита, вермикулита,
асбеста и других подобных материалов. Наружные двери оборудуют тамбуром, глубина которого на 0,8 м больше ширины дверного полотна.
ЛЕКЦИЯ
14
ЭКСПЛУАТАЦИЯ, РЕМОНТ И РЕКОНСТРУКЦИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
1
2
3
Эксплуатация зданий.
Ремонт зданий.
Реконструкция зданий.
1 Эксплуатация зданий
Проблема рациональной эксплуатации зданий является одной из важнейших проблем. Затраты на текущий и капитальный ремонты жилых, гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданий достаточно велики.
Современное здание является сложным сооружением. Для поддержания его в работоспособном состоянии требуются определенные затраты на
техническое обслуживание и ремонты. Расчеты показывают, что удлинение
срока службы каждого промышленного здания всего на 3...4 года позволило
бы экономить до 3 % общих капиталовложений по стране в год. Следовательно, проблема эксплуатационной надежности зданий – это, по существу,
проблема эффективности капитальных вложений.
Научные методы технической эксплуатации, включающие рациональную последовательность профилактики, подготовку и проведение ремонтных работ, способствуют повышению надежности как отдельных конструкций, так и здания в целом.
Техническая эксплуатация – это комплекс мероприятий, обеспечи-
75
вающих безотказную работу всех элементов здания в течение срока службы,
установленного нормами. Эти мероприятия включают техническое обслуживание здания, его текущий ремонт, санитарную очистку и уборку. В
техническое обслуживание входят постоянный контроль инженерных сетей,
их регулировка и наладка. Правильная техническая эксплуатация здания удлиняет срок его службы.
Практика показывает, что при технической эксплуатации можно не
только поддерживать заданный уровень надежности, но и повышать его.
Причем повышение надежности оказывается возможным как на стадии обследования, проектирования, строительства, так и непосредственно в сфере
эксплуатации. С течением времени эксплуатационные качества здания снижаются за счет его физического и морального износа.
Физический (материальный, технический) износ характеризуется
частичной или полной утратой элементами конструкций здания своих первоначальных эксплуатационных качеств в результате возникновения или накопления неисправностей, обуславливающих частичную или полную потерю
ими заданных функций. К физическому износу относится потеря прочности,
жесткости, устойчивости и т.п.
Моральный износ характеризуется несоответствием архитектурнопланировочного решения здания современным нормативным требованиям.
Практически при эксплуатации промышленных зданий невозможно
обеспечить такие условия, при которых сохранились бы во времени характеристики как отдельных конструктивных элементов, так и здания в целом.
При воздействии окружающей среды, внутренней производственной среды,
различного рода нагрузок и воздействий конструкции здания изнашиваются,
что приводит к изменению параметров, характеризующих работоспособность
элементов.
Определяющим признаком эксплуатации зданий является время, которое служит основным критерием для разработки требований к возможности
использования того или иного здания по назначению. Время определяет основные показатели долговечности: срок эксплуатации (службы) и ресурсы
работы конструктивных элементов и здания в целом до ремонтов и списания.
Срок эксплуатации (службы) здания есть продолжительность его
эксплуатации до состояния, при котором оно становится непригодным к
дальнейшей эксплуатации и требует капитального ремонта.
Наряду со сроками службы рассматриваются такие понятия, как межремонтный цикл и межремонтный период.
Межремонтным циклом называют срок службы здания от пуска его в
эксплуатацию до первого капитального ремонта или календарный срок между капитальными ремонтами.
Межремонтным периодом называют календарный срок эксплуатации
здания между двумя плановыми текущими ремонтами или между плановым
и текущим капитальным ремонтами.
В межремонтный период предусматривают своевременную очистку и
76
окраску потолков, стен, полов и оборудования в производственных помещениях. Сроки и графики их очистки и окраски отражены в планах мероприятий по каждому производственному цеху в зависимости от специфики производства и степени загрязнения. Производственные помещения с малой степенью загрязнения окрашивают один раз в год – весной или осенью (например арматурный, формовочный цеха завода железобетонных изделий).
Оконные проемы, световые фонари, светильники в производственных
цехах со временем загрязняются, темнеют, лампы начинают давать меньше
света. Необходимо не менее четырех раз в год их очищать от пыли и грязи.
В процессе эксплуатации зданий регулярно два раза в год, весной и
осенью, проводятся общие осмотры объектов. Весенние осмотры проводятся
после таяния снега, когда все части здания становятся доступными для контроля. При этих осмотрах выявляется характер и причины повреждений отдельных элементов здания, уточняются объемы работы по текущему ремонту.
Осенние осмотры проводят до наступления отопительного сезона и образования снежного покрова. При этом проверяют качество выполнения ремонтных работ, обеспечивающих нормальную эксплуатацию здания.
Внеочередные осмотры здания проводят после сильных ветров, снегопадов, ливней, наводнений и других стихийных бедствий. Здесь особое внимание уделяют выявлению повреждений и деформаций, угрожающих безопасной эксплуатации здания.
Таким образом, все мероприятия по техническому обслуживанию здания направлены на обеспечение требуемой эксплуатационной надежности.
Одной из основных проблем промышленного строительства является
все увеличивающееся несоответствие эксплуатационных сроков службы
промышленных зданий и более коротких сроков службы технологического
оборудования, определяемых быстрым моральным износом. При сроке
службы промышленных зданий в 60...80 лет они должны реконструироваться
не менее 3...4 раз за время их эксплуатации, так как срок службы оборудования по его моральному износу всего 15...20 лет. Поэтому важнейшей задачей
является увязка сроков эксплуатации оборудования со сроком эксплуатации
здания.
2 Ремонт зданий
С момента ввода зданий в эксплуатацию за техническим состоянием их
несущих и ограждающих конструкций и инженерного оборудования устанавливается систематическое наблюдение, целью которого является своевременное обнаружение, правильная оценка дефектов и повреждений, а также контроль за своевременным устранением неисправностей.
С целью предупреждения преждевременного износа здания, а также
для поддержания здания и оборудования в постоянной эксплуатационной
годности периодически проводят различные ремонты здания.
77
Эксплуатация производственных зданий предусматривает регулярное
проведение текущего и капитального ремонтов.
Текущий ремонт предполагает устранение возникающих в процессе
эксплуатации мелких неисправностей. Такой ремонт бывает непредвиденным
(аварийным) и плановым (профилактическим). Непредвиденный ремонт делают в том случае, если неожиданно обнаружена неисправность, поломка какого-либо элемента здания.
Плановый текущий ремонт проводят с целью предохранения здания от
преждевременного износа и сокращения затрат на капитальный ремонт. Плановый ремонт планируют по объему работ, месту и времени его проведения
для каждого вида производства. В плановый ремонт входят окраска, очистка,
мелкий ремонт стен, перекрытий, полов, окон, дверей, ворот и т. п.
На стадии текущего ремонта путем профилактических мероприятий
может быть достигнуто обеспечение надежного функционирования здания.
За счет предупреждения отказов конструкций удается продлить межремонтные периоды и повысить экономичность эксплуатации.
Капитальный ремонт проводят с целью восстановления изношенных
несущих элементов или их частей, устранения неисправностей. Такой ремонт
может, например, предусматривать полную или частичную разборку и замену крыши, междуэтажных перекрытий.
Выборочный капитальный ремонт делают в том случае, когда необходимо заменить отдельные строительные конструкции или отдельное оборудование (например, устранение течи внутреннего водостока и т.п.). Назначение выборочного ремонта: частичная перепланировка, замена оборудования. Элементы конструкций, годные для дальнейшей эксплуатации, не ремонтируют или ремонтируют частично.
В комплексный капитальный ремонт входит замена вcex строительных
конструкций здания и инженерного оборудования. Для этого составляют
проект комплексного капитального ремонта всех объектов. В проекте определяются методы и сроки выполнения этого ремонта, потребность в рабочей
силе, материалах, полуфабрикатах, строительных конструкциях, деталях,
строительных машинах и механизмах, а также размещение на территории
объекта материалов, механизмов и временных сооружений для капитального
ремонта.
Основной задачей капитального ремонта, в конечном счете, является
сохранность здания в нормальном эксплуатационном состоянии.
3 Реконструкция зданий
Основным источником прироста производственных мощностей на
ближайшие годы и перспективу будут реконструкция и техническое перевооружение действующих предприятий на базе внедрения новых высокоэффективных технологических процессов и оборудования. Сооружение новых
и расширение действующих предприятий разрешается начинать лишь в том
78
случае, если потребности в определенном виде продукции не могут быть
обеспечены за счет лучшего использования имеющихся производственных
мощностей.
Преимущественное направление материальных, трудовых и финансовых ресурсов на реконструкцию и техническое перевооружение действующих предприятий обусловлено повышением эффективности капитальных
вложений. Средства, выделенные на реконструкцию, окупаются в среднем в
три раза быстрее, чем при создании мощностей путем нового строительства.
В ближайшие годы доля средств, направляемых на реконструкцию,
должна подняться до половины общего объема капитальных вложений. Поставлена задача наметить программу реконструкции каждого предприятия.
Капитальные вложения, направленные на создание или обновление
производственных фондов, в сфере лесной промышленности могут осуществляться тремя путями: новое строительство, расширение и реконструкция
предприятий.
К новому строительству относится строительство предприятия, здания, сооружения, осуществленное на новых площадях и по первоначально
утвержденному проекту.
К расширению действующего предприятия относится строительство
дополнительных производств на действующем предприятии, а также строительство новых и расширение существующих отдельных цехов на территории действующего предприятия или примыкающих к нему площадках в целях создания дополнительных или новых производственных мощностей. При
расширении действующего предприятия увеличение его производственной
мощности (производительности, пропускной способности, вместимости здания или сооружения) должно осуществляться в более короткие сроки и при
меньших затратах по сравнению с созданием аналогичных мощностей путем
нового строительства с одновременным повышением технического уровня.
К реконструкции действующих предприятий относится переустройство
существующих цехов и объектов основного, подсобного и обслуживающего
назначения, связанное с совершенствованием производства и повышением
его технико-экономического уровня на основе достижений научнотехнического прогресса. Реконструкция осуществляется по комплексному
проекту на реконструкцию предприятия. Реконструкция действующего предприятия может осуществляться также с целью изменения профиля предприятия и организации производства новой продукции на существующих производственных площадках.
Как правило, реконструкция промышленных зданий связана с изменением объемно-планировочного решения, перепланировкой производственных помещений и повышением уровня инженерного оборудования. Переустройство зданий при реконструкции связано также с мероприятиями по профилактике, ремонту и модернизации существующих конструкций здания, с
обновлением и ремонтом инженерного оборудования.
В течение всего времени функционирования промышленное здание
79
может неоднократно подвергаться реконструкции по мере морального и физического износа.
Периодичность реконструкции связана прежде все с техническим перевооружением действующих предприятий лесной отрасли. Техническое
перевооружение связано с заменой морально устаревшего оборудования и
частичной модернизацией существующего, с выборочным ремонтом конструктивных элементов здания и его инженерного оборудования.
Практика переустройства и модернизации промышленных предприятий показывает, что иногда весьма трудно провести четкую границу между
отдельными видами развития производственных предприятий. При проектировании новых промышленных предприятий следует предусматривать необходимость их реконструкции в будущем. С этой целью на генеральном плане
промышленного предприятия должны быть зарезервированы участки территории для перспективной застройки зданиями, сооружениями или коммуникациями; объемно-планировочные решения должны быть гибкими, с увеличенной сеткой колонн; конструктивные решения должны содержать резервы
несущей способности, обеспечивающие в будущем возможность перестройки зданий, изменения этажности, числа и массы технологического оборудования и т. д. Однако резервы генерального плана и строительных параметров промышленных зданий должны быть экономически целесообразными, так как создание излишних резервов вызывает неоправданные капитальные и эксплуатационные затраты.
ЛЕКЦИЯ 15
КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ
1
2
Усиление отдельных конструкций.
Конструктивные элементы для реконструкции зданий.
1 Усиление отдельных конструкций
При реконструкции промышленных зданий обычно проводят следующие мероприятия: повышение высоты одноэтажных зданий; увеличение пролетов, т. е. изменение сетки опор в этих зданиях; увеличение несущей способности стен, колонн, балок и других конструкций; выполнение новых
строительных конструкций для нового подъемно-транспортного оборудования; перестройка стен и покрытий для улучшения естественного освещения и
аэрации; расширение или объединение помещений в многоэтажных зданиях
с изменением строительных конструкций; объединение нескольких зданий в
одно с выравниванием их по высоте и с внутренним переустройством.
Так, например, в связи с модернизацией оборудования и увеличением
его габаритов на автозаводе им. Лихачева в Москве понадобилось увеличить
80
высоту цеха от пола до низа балок с 6 до 9 м. Для этого железобетонные колонны были наращены металлическими стойками, балки заменены на металлические фермы, были также устроены фонари улучшенной конструкции. В
процессе перестройки деревоплита, служившая покрытием, была заменена
сборными железобетонными плитами, уложенными на продольные прогоны.
Усиление элементов конструкций производится или за счет изменения
конструктивной схемы, или за счет наращивания размеров элементов. По
первому способу проводят усиление элементов, главным образом, исправных
конструкций без остановки производства. Так, увеличения несущей способности изгибаемых элементов (балок, ригелей и т. п.) достигают введением в
их конструктивную схему усиливающих затяжек из двух или четырех тяжей,
подвергаемых предварительному натяжению на бетон с помощью болтового
устройства. По второму способу увеличивают размеры поперечного сечения
элементов с добавлением арматуры. Таким образом можно усиливать и исправные, и поврежденные конструкции.
Для усиления колонн обычно устраивают обоймы, армированные продольными стержнями и хомутами (спиралью). Усиление колонн многоэтажных зданий с пропуском дополнительной продольной арматуры в плите перекрытия выполняют с пробивкой отверстий, а в пределах пересечения балок
с колонной устраивают местные уширения.
Для усиления плит перекрытий устраивают новую монолитную плиту
по старому бетону. После снятия старого пола и нарушенного верхнего слоя
старого бетона по верху плиты укладывают арматуру и слой нового бетона
не менее 3 см.
Для усиления балок и ригелей приваривают к освобожденной от защитного слоя обнаженной арматуре дополнительные продольные стержни с последующим их оштукатуриванием цементным раствором или нанесением
слоя торкрет-бетона.
Расширение и объединение помещений в многоэтажных зданиях чаще
всего проводят в сочетании со сменой перекрытий. Наиболее целесообразно
использовать для замены перекрытий изделия, производимые строительной
индустрией для нового строительства. Но из-за разнообразия пролетов в зданиях старой постройки и наличия в них косоугольных и криволинейных контуров применение этих конструкций часто бывает затруднено. Применение
строительных изделий для нового строительства затруднено также из-за необходимости пробивки сплошных горизонтальных штроб в несущих стенах.
Пробивка стен допустима только в наиболее старых зданиях, стены которых
имеют особенно большую толщину. С учетом этого разработаны специальные крупноразмерные изделия для реконструкции зданий - сортаменты настилов консолями или выпускными ребрами. Для установки таких настилов
требуются только отдельные гнезда для консолей с расстоянием между ними
порядка 1 м. Гнезда устраивают во внутренних несущих стенах, имеющих
нагрузку с двух сторон. На противоположных стенах пробивают сплошные
борозды. Основным видом настилов с выпускными ребрами являются пред-
81
варительно напряженные консольные настилы с овальными отверстиями.
Основные плиты этого вида имеют конструктивную ширину 995 мм. Кроме
того, используются два дополнительных сортамента.
Специально для реконструируемых зданий созданы сортаменты железобетонных прогонов, колонн и панелей заводского изготовления. Прогоны
марки ПР имеют тавровое сечение, ребро которого может быть скрыто конструкцией перегородки. Колонны имеют сечение 300Х400 мм и высоту
2,8...4,5 м. Панели несущих стен ПН и ПНД, называемые несущими перегородками, устанавливаются поэтажно одна на другую, причем нижнюю панель помещают на специально сконструированные балки. Панели ПН проектируют сплошными (без проемов), а ПНД—с дверными проемами. В верхней
части панелей для укладки на них настилов перекрытий предусмотрены консольные выступы.
Кроме описанных конструктивных решений, применяемых в практике
реконструкции зданий, имеется ряд других проектных предложений. Заслуживает внимания конструкция в виде универсального элемента—железобетонной доски, которую можно изготовлять непрерывным потоком. Из
этих досок можно устраивать различные конструктивные элементы здания:
перекрытия, колонны, косоуры и площадочные балки лестниц, перемычки,
детали для усиления фундаментов, стен, балок.
Предложена также конструкция раздвижных элементов для сборки
балок различной длины.
Перечисленные крупноразмерные элементы монтируются с помощью
башенных кранов. При невозможности установки башенного крана из-за
тесноты расположения зданий, реконструируемые перекрытия выполняют из
мелко- и среднеразмерных элементов с подачей их через оконные проемы.
Типовые мелкоразмерные легкие конструктивные системы для ремонтно-строительных работ представляют собой, как правило, комплекты из
балок и заполнений между ними. Балки обычно бывают таврового или уголкового сечения, в качестве заполнении приняты канаты, укладываемые на
полки балок.
При применении подъемников большой мощности выдвижными балками, обеспечивающими подачу изделий на место их укладки, используются
среднеразмерные конструкции перекрытий, представляющие собой балочнонакатные системы. Перекрытия состоят из тавровых балок и специальных
плит-накатов. Плиты разработаны двух видов — железобетонные ребристые и плоские из легкого бетона.
Особое место в конструкциях в условиях реконструкции зданий занимает монолитный железобетон. Так как при реконструкции зданий всегда
сохраняется несущий остов, а также пространство, защищенное от внешних
влияний, производить работы с применением монолитного железобетона в
таких условиях значительно благоприятнее, чем при новом строительстве.
Монолитный железобетон обеспечивает высокую долговечность конструкций, большую жесткость сооружения, лучшие показатели тепло- и зву-
82
коизоляции, уменьшение расхода бетона и арматуры на 15...20 %. При использовании монолитного бетона не требуется специальных видов автотранспорта – панелевозов. Вертикальный транспорт более простой и дешевый, что имеет особое значение для условий реконструкции, когда расположение объекта часто не дает возможности установить башенные краны необходимой грузоподъемности.
ЛЕКЦИЯ 16
СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
1
2
Общие сведения о строительно-монтажных работах.
Формы организации труда рабочих в строительстве.
1 Общие сведения о строительно-монтажных работах
На строительных объектах выполняется много видов строительномонтажных работ: общестроительных (земляных, каменных, штукатурных и
т. д.), монтажных (по монтажу сборных железобетонных и металлических
конструкций) и специальных (санитарно-технических, электромонтажных).
Строительно-монтажные работы делятся на основные, вспомогательные и транспортные. К основным относятся процессы, в результате выполнения которых создаются части сооружений (устройство фундаментов, кладка
стен, монтаж сборных конструкций). К вспомогательным относятся процессы, не создающие строительной продукции, но необходимые для выполнения
основных процессов (крепление стенок траншей или котлованов при производстве земляных работ, устройство подмостей при производстве каменной
кладки и т. д.). Транспортные работы — это процессы по перемещению материалов и готовых деталей на строительную площадку и на строительной
площадке.
Строительные процессы, в свою очередь, подразделяются на рабочие
операции. Например, строительный процесс по монтажу сборной железобетонной детали состоит из следующих рабочих операций: надевания строп на
сборную деталь, захвата крюком крана за строп, подъема и подачи детали к
месту установки, установки детали на опору, временного крепления детали,
выверки и установки ее в проектное положение, окончательного закрепления
детали, заделки стыков.
Рабочие операции и строительные процессы могут быть механизированными и немеханизированными. В современном строительстве все основные виды тяжелых и трудоемких работ, как правило, выполняются строительными машинами или с помощью механизированных инструментов и
приспособлений.
83
2 Формы организации труда рабочих в строительстве
В строительном производстве участвуют строительные рабочие различных профессий и квалификаций. Профессия рабочего определяется видом
выполняемых работ. Степень мастерства рабочего (его квалификация) характеризуется уровнем подготовки.
Перечень профессий рабочих дается в Едином тарифноквалификационном справочнике работ и профессий рабочих, занятых на
строительных, монтажных и ремонтно-монтажных работах (ЕТКС). В тарифно-квалификационных характеристиках этого справочника даются характеристика и примеры работ, которые должен выполнять рабочий соответствующей профессии и данного разряда, и перечень тех теоретических вопросов, на которые должен ответить рабочий при испытании с целью присвоения ему того или иного разряда. В строительном производстве для рабочих установлено шесть квалификационных разрядов, оцениваемых тарифными коэффициентами, при помощи которых определяется тарифная ставка
соответствующей квалификации.
Строительные работы выполняются отдельными рабочими, звеньями
или бригадами.
Звено — это группа из нескольких рабочих одной специальности, но
разной квалификации, число которых должно соответствовать виду и характеру выполняемых работ. Важнейшими принципами звеньевой организации
труда строительных рабочих являются: расчленение процессов и разделение
труда между отдельными рабочими-исполнителями. Рабочие высокой квалификации выполняют более сложные операции, а менее сложные поручают
рабочим более низкой квалификации. Так, при кирпичной кладке стены квалифицированный каменщик производит кладку кирпича, а каменщик меньшей квалификации расстилает раствор.
Несколько звеньев, выполняющих один и тот же строительный процесс, объединяют в бригаду, возглавляемую бригадиром. Бригадир не освобождается от работы, а работает на своем рабочем месте и лишь по мере необходимости отрывается от работы для руководства бригадой.
Бригады рабочих могут быть двух видов — специализированные и
комплексные. Специализированные бригады состоят из рабочих одной профессии, выполняющих один вид работ. Комплексные бригады объединяют
рабочих различных профессий, необходимых для выполнения определенного комплекса работ, части или целого сооружения. Так, укладчики канализационных труб вместе с подсобными рабочими, занятыми опусканием труб в
траншею, приготовлением и подачей раствора, представляют собой специализированную бригаду. Бригада, состоящая из звеньев каменщиков (ведущих
каменную кладку стен), монтажников (монтирующих перекрытия и перегородки), плотников (устраивающих подмости и устанавливающих оконные
блоки), является комплексной. Число рабочих в специализированных брига-
84
дах обычно не превышает 25 чел., а в комплексных – 40 чел. При большем
числе рабочих руководство бригадой затруднительно.
Комплексная бригада – наиболее прогрессивная форма организации
труда. Здесь все звенья рабочих одинаково заинтересованы в своевременном
и доброкачественном выполнении полученного задания, так как оплата труда
членов комплексных бригад производится не за отдельные элементы работы,
а за конечную продукцию
Большое распространение в строительстве нашла форма бригадного
хозяйственного расчета. Она заключается в том, что бригада на объекте становится ответственной за сроки и качество строительства, борется за снижение себестоимости строительно-монтажных работ по вводимым в действие
объектам. Основным документом, определяющим взаимоотношения между
бригадой и строительным управлением, является хозрасчетный договор.
Форма бригадного хозрасчета основывается на оплате труда за готовый объект или этап строительства и на совершенствовании материального и морального стимулирования. Оплата труда рабочих осуществляется по аккордно-премиальному наряду, выдаваемому на весь объем работ. Аккорднопремиальный наряд исключает выдачу дополнительных нарядов. Особенности этого метода — материальное поощрение рабочих за качество, достигнутую экономию, сверхплановое снижение себестоимости строительномонтажных работ, зависящие от производственной деятельности бригады.
Анализ показывает, что бригады, переведенные на хозрасчет, увеличивают
производительность труда в среднем на 20...25 %, сокращают сроки строительства объекта на 20 %, добиваются значительной экономии затрат.
ЛЕКЦИЯ 17
ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ
1
2
Этапы строительно – монтажных работ.
Эффективная организация строительства.
1 Этапы строительно–монтажных работ
Организация строительно-монтажного производства при строительстве
зданий и сооружений складывается из организации следующих работ: подготовительных, нулевого цикла, монтажных.
Подготовительные работы выполняют строительные и монтажные
организации. К подготовительным работам, выполняемым строительной организацией, относятся: планировка площадки; сооружение подъездных путей; устройство складских и сборочных площадок; возведение временных
зданий, необходимых для ведения монтажных работ; геодезические работы;
ограждение монтажной площадки; поставка строительных конструкции на
85
монтажную площадку. Монтажные организации, в свою очередь, выполняют
следующие подготовительные работы: доставку, монтаж, испытание монтажных механизмов; изготовление и доставку к месту работы необходимого
оборудования, инструмента, инвентарных приспособлений; устройство
вспомогательных приспособлений, необходимых для ведения монтажных работ. Все подготовительные работы, как правило, должны быть закончены к
установленному графиком сроку начала монтажных работ.
В работы нулевого цикла входят: разработка котлованов и траншей;
устройство фундаментов; прокладка внутренних подземных коммуникаций;
обратная засыпка пазух котлованов и траншей; планировка площадки; устройство путей для монтажных механизмов; бетонная подготовка под полы;
устройство отмостки вокруг возводимого здания или сооружения. Работы
нулевого цикла выполняются строительной организацией, т. е. генеральным
подрядчиком.
В монтажные работы входит монтаж всех конструкций по возведению здания или сооружения, включая работы по монтажу оборудования. Эти
работы производятся монтажными субподрядными организациями. В основу
организации строительно-монтажных работ положены принципы индустриализации строительства.
Под индустриализацией строительства понимается комплексномеханизированный процесс строительно-монтажных работ, ведущихся поточно и ритмично в течение круглого года с максимальной сборностью применяемых конструкций, с массовым заводским производством унифицированных деталей, конструкций, объемных блоков и узлов высокой степени готовности, внедрением передовой технологии и прогрессивных методов организации строительно-монтажных работ. Важнейшим условием осуществления индустриализации строительства является комплексная механизация работ. В строительно-монтажном производстве различают три вида механизации: неполную (частичную) механизацию, комплексную механизацию и автоматизацию. При неполной механизации только часть работ выполняется
механизированным способом. Например, при рытье траншеи для прокладки
коммуникаций выемку грунта производят экскаватором, а обратную засыпку
его после укладки трубопроводов вручную, лопатами. Неполную механизацию обычно применяют при малых объемах работ или в случае, когда по каким-либо причинам нельзя применять имеющиеся машины.
При комплексной механизации работ основные процессы, входящие в
данную работу, выполняют механизированным способом. Применение ручного труда при этом допускается лишь для выполнения мелких вспомогательных операций незначительной трудоемкости. Наиболее часто комплексная механизация работ осуществляется комплексом машин и механизмов.
Например, разработку грунта в котловане и погрузку его в транспорт производят экскаваторами, транспортирование и выгрузку – автосамосвалами, разравнивание – бульдозерами, уплотнение – катками. Комплексная механизация работ отличается большой эффективностью. Она повышает производи-
86
тельность труда, сокращает срок строительства, снижает его стоимость.
Автоматизацией называют такую механизацию, при которой все работы выполняются автоматически работающей системой машин под контролем
рабочего. В строительстве автоматизация пока применяется, главным образом, в производстве строительных изделий. В последние годы автоматизацию начали внедрять и в производство строительно-монтажных работ. На
отдельных землеройных снарядах введена автоматическая система управления, монтажные краны новой системы оснащены автоматическими ограничителями грузоподъемности и т. д.
2 Эффективная организация строительства
Для производительного труда рабочих в строительстве необходимым
условием является правильная, научно обоснованная организация производства. Прежде всего, должно быть правильно организовано рабочее место.
Рабочее место – это пространство, в пределах которого находятся и перемещаются рабочие, участвующие в выполнении определенного строительного
процесса, а также необходимые материалы, строительные машины и приспособления. Так, в состав рабочего места механизированного приготовления
бетонной смеси входит пространство, занимаемое бетоносмесителем, гравием, песком, цементом, бункером для бетонной смеси и путями, по которым
доставляются песок, цемент и гравий к бетоносмесителю. Материалы, инструменты, приспособления на рабочем месте необходимо располагать в порядке, исключающем лишние непроизводительные движения рабочих.
Наиболее прогрессивными формами организации строительного производства являются поточные методы. Поточные методы организации строительства предусматривают: расчленение строительно-монтажного производства на отдельные составляющие его процессы; разделение труда между исполнителями; совмещение строительных процессов во времени; установление правильного производственного ритма. Наиболее распространенными в строительстве являются поточно-захватный и поточнолинейный методы производства работ.
При поточно-захватном методе все работы разбивают на отдельные
участки (захватки), примерно равные по трудоемкости. Захватки, в свою очередь, разделяют на фронты работ, а последние – на делянки. Захватка –
часть объекта, на которой в установленное время бригадой или несколькими
бригадами выполняется определенный вид работ. Фронт работ – это часть
захватки, на которой бригады рабочих выполняют часть строительного процесса, осуществляемого в пределах захватки. Делянка – часть фронта работ,
на которой звено бригады выполняет одну или несколько операций осуществляемого бригадой строительного процесса. Так, если экскаватором была
вырыта в течение предыдущего дня траншея протяженностью 60 м и для
подчистки дна под проектную отметку перед укладкой труб требуется поставить двух землекопов, то для каждого землекопа может быть отведена делян-
87
ка длиной 30 м. Если же по трудности разработки и по объему срезаемого
грунта надо поставить 3 землекопа, то протяженность делянки будет 20 м.
Эту длину делянки можно назвать фронтом работ для одного землекопа, а
весь участок траншеи длиной 60 м – фронтом работ для звена землекопов из
двух или трех человек.
На захватках в порядке технологической последовательности равномерно осуществляют комплексы строительно-монтажных работ. На одном и
том же объекте совмещают и параллельно ведут разные работы, которые выполняют специализированные или комплексные бригады рабочих постоянного состава, последовательно переходящие с одного объекта на другой, где
они в течение одинакового времени осуществляют один и тот же цикл работ
на каждой захватке.
Например, если здание по длине разделено на три захватки, можно одновременно выполнять на первой захватке кладку стен, на второй - устройство фундаментов, а на третьей - земляные работы. При этом по мере выполнения работ бригады рабочих будут переходить с захватки на захватку и
предоставлять фронт работ последующим бригадам. Так, звено или бригада,
выполнившая земляные работы на первой захватке, передает фронт работ
бригаде по устройству фундамента, а сама переходит на вторую захватку.
Бригада бетонщиков после устройства фундаментов на первой захватке передает фронт работ бригаде по возведению стен, а сама переходит на вторую
захватку, где к этому времени закончены земляные работы и бригада землекопов перешла на третью захватку. В такой последовательности бригады будут переходить с захватки на захватку и с объекта на объект, перемещаясь,
как поток. При организации строительного процесса необходимо 'учитывать
размеры сооружения не только по протяженности, но и по вертикали в том
случае, когда рабочие, находясь на своем рабочем месте, могут выполнять
работы лишь до определенной высоты, как это, например, бывает при кладке
стен из кирпича, при строительстве железобетонных резервуаров и т. д. Часть
здания или сооружения по высоте, которую возводят с одного рабочего места, называют ярусом. Высота яруса принимается с таким расчетом, чтобы для
рабочих были созданы условия работы, способствующие наиболее высокой
производительности труда. Так, при кладке кирпичных стен высота яруса назначается 1...1,2 м, при ручном оштукатуривании стен 1,5...1,8 м.
Весь объем работ делится на отдельные циклы работ. Цикл работ —
это совокупность технологически связанных между собой работ, которые
можно выполнять на одной захватке одновременно (параллельно). Продолжительность выполнения одного цикла на одной захватке называют ритмом потока. Ритм потока выражается в сменах или часах. Шагом потока называется время, по истечении которого на данной захватке начинается выполнение нового цикла работ, т. е. начинает работать новая бригада рабочих.
Шаг потока указывает на время, через которое бригады включаются («шагают») в поток. Шаг также выражается числом смен или часов. Показателем
наиболее четкой организации поточного производства служит построение
88
потока, при котором ритм потока представляет постоянную величину и равен
шагу потока.
Поточно-захватный метод применяют при возведении зданий и сооружений.
Поточно-линейный метод применяют при строительстве сооружений
линейно-протяженного характера (дороги, магистральные трубопроводы, каналы, радиомачты). При этом методе бригады рабочих последовательно, одна за другой, передвигаются по трассе с постоянной скоростью.
Для правильной организации строительно-монтажных работ большое
значение имеют технологические карты, которые устанавливают обязательную технологию выполнения строительных процессов, применение высокопроизводительных машин и инструментов, передовых методов и приемов
труда. При наличии технологических карт исключается возможность применения разных приемов и разной последовательности выполнения работ на
одном и том же объекте и даже на разных объектах строительства, если условия строительства на этих объектах одинаковы. Применение технологических карт способствует повышению производительности труда.
ЛЕКЦИЯ 18
МОНТАЖ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
1
Основные принципы монтажных работ.
2
Монтажные краны, приспособления и оборудование.
3
Монтаж конструкций гражданских зданий.
4
Монтаж конструкций промышленных зданий.
5
Производство монтажных работ зимой.
1 Основные принципы монтажных работ
Монтажом строительных конструкций называется комплексный процесс механизированной сборки зданий или сооружений из готовых элементов. Монтажные работы на строительной площадке являются основными, ведущими в современном строительстве зданий и сооружений. Комплексный
процесс монтажа включает в себя подготовительные (транспортирование,
складирование, укрупнительную сборку конструкций) и основные (строповку и подъем, установку, выверку и раскрепление конструкций, заделку стыков и узлов) процессы.
Сборные конструкции доставляют на строительный объект различными видами транспорта. Для перевозки тяжелых металлических и железобе-
89
тонных конструкций используют железнодорожный транспорт, а для сборных типовых железобетонных конструкций массового применения – автомобильный. При соответствующем взаиморасположении строительной площадки и завода-изготовителя удобным и экономичным может быть водный
транспорт. В последние годы для доставки конструкций на объекты, удаленные от транспортных магистралей, стали применять вертолеты, что вполне
актуально для строительства объектов лесной отрасли.
Сборные железобетонные конструкции перевозят в положении, близком к проектному. Плиты перекрытий и покрытий, лестничные марши и
площадки – в горизонтальном; стеновые панели, высокие тонкостенные балки и фермы – вертикальном или слегка наклонном. При перевозке конструкции нередко закрепляют, между элементами помещают прокладки и подкладки.
На приобъектных складах элементы разгружают на заранее предусмотренные площадки или в зоны складирования. Места складирования элементов сборных конструкций не должны располагаться в рабочей зоне монтажного крана и не должны приближаться к дороге ближе, чем на 1 м. Площадки для хранения элементов сборных конструкций должны быть спланированы с уклоном OT дорог. Элементы сборных конструкций на складских
площадках следует размещать так, чтобы наиболее тяжелые из них располагались ближе к путям кранов, обеспечивая беспрепятственные захват, строповку и подъем каждого элемента. Между штабелями строительных конструкций должны быть предусмотрены свободные проходы для стропальщика.
Элементы в штабеле должны лежать так, чтобы их маркировка была хорошо
видна.
В том случае, когда большие размеры и масса элемента конструкции не
позволяют доставлять его на объект в готовом виде, он доставляется по частям. На стройплощадке производится укрупнительная сборка таких элементов конструкций. Она производится на специальных стендах, расположенных
в зоне действия крана. Укрупнительная сборка значительно сокращает трудоемкость за счет исключения ряда вспомогательных работ (устройство подмостей, лесов), сокращает продолжительность работ и их стоимость, обеспечивает точность сборочных работ.
Производительность и безопасность труда на монтажных работах в
большой степени зависит от правильного выбора захватных приспособлений.
Для крепления конструкций к крюку подъемного крана применяются стропы
из стального каната или специальные захваты. Строповкой называются работы по закреплению конструкций к крюку крана для подъема; расстроповкой— работы по освобождению конструкций от крюка. Стропы к конструкциям крепят за монтажные петли или проушины, а если их нет, то стропы
увязывают вокруг конструкции или применяют специальные захваты. Строповку конструкций осуществляют в строгом соответствии с указаниями технологической карты проекта производства монтажных работ. В такой карте
показаны места строповки, расположение центра тяжести элемента, способ
90
захвата, конструкция стропа и его основные размеры, а также диаметр стропа, определенный на основании расчета. После того, как конструкция застропована, ее поднимают и подают к месту монтажа.
Конструкции, имеющие значительную площадь опоры и низко расположенный центр тяжести (стеновые блоки, плиты перекрытий и покрытий),
не требуют на месте установки временных креплений, их устанавливают или
укладывают в проектное положение. Неустойчивые конструкции, имеющие
малую площадь опоры, еще до выверки требуют временного крепления.
Только после того, как окончено временное крепление элементов, разрешается снимать с них грузозахватные приспособления.
Временное крепление колонн высотой до 12 м можно производить металлическими клиньями, которые вставляют между плоскостью колонны и
стенкой стакана фундамента или расчалками. Если колонны высокие и тяжелые, то их временное крепление, совмещение осевых рисок с осями здания и
придание колонне вертикального положения осуществляется металлическими кондукторами, оснащенными регулировочными винтами. Регулировочные винты позволяют слегка сдвигать колонну и наклонять в любую сторону
для придания ей вертикального положения. Для обеспечения устойчивости
кондуктора его крепят болтами к оголовку нижней колонны или фундамента
(рис. 3 ).
Рис. 3. Кондуктор для колонн: 1 – рама; 2 – регулировочные винты; 3 – блокфиксатор; 4 – тяги для выверки; 5 – хомут; 6 – фундамент
Балки и фермы покрытия промышленных зданий временно крепят инвентарными распорками или специальными кондукторами, конструкция которых позволяет производить рихтовку и выведение на вертикаль.
91
Стеновые панели во время установки и выверки временно раскрепляют
с помощью струбцин с подкосами или распорками.
После установки временного закрепления и выверки конструкций производят заделку их стыков.
Заделка стыков несущих железобетонных конструкций состоит из
сварки закладных деталей и выпусков арматуры, антикоррозийной защиты
закладных деталей, замоноличивания стыков бетоном или раствором. При
заделке стыков ограждающих конструкций добавляется еще операция герметизации стыков.
Антикоррозийную защиту закладных деталей осуществляют окраской зачищенных и обезжиренных поверхностей перхлорвиниловыми и эпоксидными лаками или металлизацией, т. е. нанесением на поверхность закладных деталей тонкого слоя цинкового порошка газопламенным способом.
Замоноличивание стыков бетоном или раствором в зависимости от их
конструкции выполняют нагнетанием раствора под давлением, заполнением
бетоном при раздельном способе бетонирования, заполнением стыка послойным набрызгом раствора, способом восходящего потока. Класс бетона
или марка раствора должны быть указаны в проекте. При отсутствии таких
указаний бетон для стыков, воспринимающих расчетные усилия, должен
иметь класс не ниже класса бетона конструкций.
2 Монтажные краны, оборудование и приспособления
Монтаж строительных конструкций выполняется при помощи различных грузоподъемных механизмов. Наибольшее распространение имеют стреловые самоходные, башенные и козловые краны. Кран для монтажа сборных
элементов выбирают в зависимости от требуемой грузоподъемности, высоты
подъема крюка и необходимого его вылета.
Грузоподъемность определяется наибольшей массой груза, которая
может быть поднята краном при условии сохранения устойчивости и прочности его конструкции. Этот показатель должен быть равен или несколько
превышать массу самого тяжелого элемента, подлежащего монтажу. Высота
подъема крюка—это расстояние от уровня стоянки крана до низа крюка.
Она должна быть такой, чтобы обеспечить подачу элементов на самую высокую точку здания. Высота подъема крюка складывается из высоты здания,
высоты монтируемого элемента и строповочного оборудования, запаса расстояния между смонтированными элементами и монтируемой деталью. Запас
принимается не менее 0,5 м. Вылет крюка крана — это расстояние от оси
вращения крана до оси грузового крюка. Он должен обеспечивать подачу
груза краном в наиболее удаленные от крана точки строящегося здания.
Стреловые самоходные краны на гусеничном и пневмоколесном
ходу имеют широкое применение в промышленном строительстве благодаря
большой маневренности и грузоподъемности до 160 т
Башенные краны выпускают грузоподъемностью: для жилищного
92
строительства до 10 т с высотой подъема крюка до 66 м и вылетом крюка до
25 м; для промышленного строительства 20...75 т с высотой подъема крюка
до 116 м и вылетом крюка до 50 м.
Козловые краны массового изготовления имеют грузоподъемность до
60 т, высоту подъема крюка до 31 м и пролет до 74 м.
Такелажное оборудование, используемое на монтаже, представлено лебедками, талями, полиспастами, домкратами, блоками, стропами, траверсами, захватами, стальными и пеньковыми канатами.
Лебедки и тали в сочетании с блоками и полиспастами используют
для подтаскивания и подъема сборных конструкций. Домкратами поднимают
тяжелые конструкции на небольшую высоту.
Стропы — наиболее ответственный элемент такелажного оборудования. По нормам запас прочности стропа должен быть 6...8-кратным. В случае когда поднимают гибкие элементы, применяют траверсу. Она представляет собой жесткий строп в виде балочной или решетчатой конструкции. К
крюку траверса подвешивается в средней части, а к имеющимся на концах
траверсы гибким стропам подвешивается поднимаемая конструкция.
Кроме основного такелажного оборудования применяют различные
монтажные приспособления, которые необходимы для выверки положения
конструкций, временного закрепления и для удобства их монтажа. Такими
приспособлениями являются клинья, кондукторы, расчалки, подкосы, распорки.
Клинья деревянные, бетонные и стальные применяют при выверке и
установке конструкции в проектное положение перед окончательным ее закреплением.
Кондукторы различных конструкций чаще всего предназначены для
выверки и установки монтируемых колонн в проектное положение.
Распорки, временные монтажные опоры мачтового или башенного
типа, расчалки и подкосы применяют для временного крепления элементов,
придания устойчивости смонтированным конструкциям и частям зданий и
сооружений.
Установку и закрепление элементов сборных конструкций в процессе
монтажа зданий и сооружений выполняют с монтажных инвентарных подмостей и люлек.
К монтажным узлам поднимаются по приставным и навесным лестницам. При монтаже зданий и сооружений большой высоты используют
лифтовые подъемники.
3 Монтаж конструкций гражданских зданий
Для монтажа конструкций подземной части здания должно быть определено положение основных осей здания. Разбивка осей осуществляется от
осевых знаков, нанесенных на местности при разбивке осей для рытья котлована. В практике строительства разбивка осей обычно осуществляется по
обноске. Металлическая инвентарная обноска в виде стальных стоек из труб,
93
забиваемых в грунт, и прикрепленного к ним с помощью хомутов трубчатого
ограждения ставится на расстоянии 3...4 м от наружной стены здания, чтобы
не мешать производству работ по монтажу фундаментов. На обноску с помощью теодолита переносят основные оси здания.
Монтаж элементов бескаркасных крупнопанельных зданий. Монтажные работы начинают с монтажа подземной части здания.
Монтаж ленточных сборных фундаментов следует начинать с установки маячных элементов в местах пересечения осей стен здания. Точку пересечения осей переносят на дно траншеи с помощью отвеса, предварительно
натянув проволоку по осям между обносками. После выверки маячных элементов в плане и по высоте монтируют рядовые фундаментные блоки. Блоки
укладывают на цементном растворе проектной марки, а по верхнему обрезу
фундамента из раствора создают выравнивающий слой до проектной отметки. При наличии подвала монтаж блоков его стен осуществляют так же, как и
фундаментных блоков, а затем монтируют плиты перекрытия над подвалом,
которые укладывают на постель из раствора. Швы между плитами замоноличивают.
Монтаж стеновых панелей начинают с укладки по выравнивающему
слою теплоизоляционных и герметизирующих прокладок и устройства из
раствора постели толщиной на 5.. .10 мм выше проектной. Строповку стеновых панелей осуществляют с помощью траверс, которые обеспечивают их
вертикальное положение на крюке крана и расстроповку без подъема монтажника к верхней грани панели. Панель подводят к месту установки с
внешней стороны здания на высоте 0,3...0,5 м выше подготовленного основания. В проектное положение панель устанавливают, опуская ее строго вертикально. Устанавливают панель по заранее размеченным рискам на место с
проверкой ее положения по наружной грани. Для временного закрепления
панели применяют подкосы. После установки и закрепления подкосов проверяют ее вертикальность рейкой-отвесом и в случае необходимости, после ослабления стропов, вращением натяжной муфты подкоса приводят панель в
проектное положение.
Внутренние панели устанавливают после разметки их положения в
плане, выверки фиксаторов и подготовки комплексной оснастки для их установки, выверки и временного закрепления.
Перегородки подают к месту монтажа краном и после выверки временно закрепляют подкосами или кондукторами. Санитарно-технические кабины
монтируют с помощью рамочных траверс, которые держат поднимаемый
элемент не менее чем за четыре точки. Кабины в подвешенном состоянии
выверяют по совмещению стояков трубопроводов.
Лестничные марши стропят четырехветвевыми стропами с разной
длиной ветвей или балансированными траверсами. Лестницы монтируют
сразу же после установки панелей, которые образуют лестничную клетку.
При установке лестничных маршей проверяют точность их опирания и горизонтальность ступеней по уровню. Марш должен плотно примыкать к стено-
94
вым панелям. Металлические ограждения устанавливают по ходу монтажа
лестничных маршей.
Плиты перекрытий в зависимости от их размеров захватывают за четыре или шесть точек стропами или траверсами. Плиты перекрытий начинают устанавливать от лестничных клеток, что позволяет монтажникам пользоваться лестницами. Перед монтажом перекрытий на нижележащий этаж подают пакеты и контейнеры с материалами, приспособлениями и механизированными инструментами для выполнения послемонтажных работ.
Балконные плиты временно раскрепляют подкосом в панель нижележащего этажа и канатной оснасткой через отверстие плиты перекрытия.
Последовательность монтажа конструкций устанавливается проектом
производства работ в соответствии с конструктивными и планировочными
особенностями возводимого здания.
Монтаж элементов каркасно-панельных зданий. Монтажные работы начинаются с монтажа фундаментов стаканного типа под колонны. В состав работ по монтажу фундаментов стаканного типа входят: выравнивание
основания путем зачистки при песчаных грунтах или подсыпки песка, если
фундаменты сооружаются на других грунтах; разбивка места установки фундаментов на подготовленном основании; разбивка осей фундаментов; строповка и подача фундаментов к месту установки; установка фундаментов в
проектное положение и их расстроповка; проверка отметок дна стакана и положение блоков в плане. После окончания монтажа фундаментов стаканного
типа выполняют обратную засыпку грунтом до верха фундаментов.
После устройства фундамента монтажники приступают к подготовке
подъема и к строповке колонны. Когда колонна поднята и находится в вертикальном положении над фундаментом, монтажники заводят колонну в стакан
фундамента, приводят ее низ в проектное положение по осевым рискам на
колонне и на фундаменте. При наводке низа колонны пользуются монтажными ломиками. После выверки колонна закрепляется монтажными приспособлениями в проектном положении. Затем производится ее расстроповка и
монтажный кран освобождается. Замоноличивание колонн и уход за бетоном
осуществляет звено бетонщиков.
Перед монтажом ригелей необходимо очистить и выпрямить соединяемые арматурные выпуски и закладные детали. Ригели укладывают «насухо», опирая на консоли колонн. В поперечном направлении ригели выверяют, совмещая их оси (выпуски верхней арматуры) с осями (выпусками арматуры) колонн, а в продольном направлении — соблюдая равные площадки
опирания концов ригеля на консоли колонн. После выверки ригелей их опорные закладные детали привариваются к консолям колонн. На каждой конструктивной ячейке здания монтируются вначале нижние, а затем верхние ригели.
Связевые плиты укладывают на полки ригелей после приварки последних к консолям колонн. В каждой ячейке укладывают сначала связевые плиты нижнего, а затем верхнего этажа. После установки связевой плиты в про-
95
ектное положение производится ее временное крепление с помощью электроприхватки или другим способом, а затем расстроповка.
Плиты перекрытий укладываются на слой раствора. В отдельных случаях допускается укладка плит «насухо» с последующей чеканкой швов раствором.
Навесные стены, являющиеся конструктивно независимой частью здания, в большинстве проектов не учитываются при расчете здания на прочность и устойчивость. Поэтому их монтируют после возведения и окончательного проектного закрепления несущих конструкций на данной захватке.
Размеры захваток для монтажа стеновых панелей соответствуют
размерам захваток для монтажа несущих элементов здания (температурный
блок, две секции жилого дома и т. п.). В зависимости от конструктивного решения стены захваткой могут служить один, два и более этажей. Временное
закрепление верха панелей осуществляется либо к колоннам, либо к плитам
перекрытий подкосами со струбцинами. Расстроповка панели разрешается
только после постоянного закрепления ее низа в соответствии с проектом,
выверки и временного закрепления верха панели. Заделка стыков, как правило, ведется параллельно с установкой элементов. При герметизации стыков
снаружи используют навесные или подвесные подмости.
4 Монтаж конструкций промышленных зданий
Для монтажа одноэтажных промышленных зданий применяют, как
правило, самоходные универсальные стреловые краны на гусеничном или
пневмоколесном ходу. Монтаж ведут по захваткам, границы которых устанавливают по температурным швам. В зависимости от пролета здания, массы
монтируемых элементов, грузоподъемности и высоты подъема крюка крана,
передвижение его при установке конструкций осуществляется по середине
пролета или по его краям. При выборе движения крана необходимо стремиться к тому, чтобы протяженность путей его передвижения и число стоянок были минимальны.
Различают три основных способа монтажа сборных конструкций: раздельный или дифференцированный; комплексный или сосредоточенный;
смешанный или комбинированный.
При раздельном способе монтажа сборные элементы в пределах захватки монтируют за несколько проходок крана. При каждой проходке устанавливают элементы определенного вида: сначала все колонны, затем подкрановые балки, фермы или балки покрытия, плиты покрытия. Достоинства
раздельного способа монтажа в том, что кран работает ритмично, процессы
однообразны, строповочная оснастка меняется редко, смонтированные конструкции легко и удобно выверять. К недостаткам этого способа относится
невозможность предоставления в данной захватке фронта для других общестроительных или специальных работ, которые могут быть начаты только
после окончания монтажа всех элементов в данной захватке, что, следова-
96
тельно, может привести к удлинению срока строительства здания.
При комплексном способе монтажа элементы всех видов монтируют
за одну проходку, т. е. с каждой позиции (стоянки) крана в пределах радиуса
его действия. После монтажа сборных элементов всех типов с первой позиции кран перемещается на вторую позицию, с которой монтируют все сборные элементы, расположенные в радиусе его действия, и т. д. по всей захватке. При данном способе представляется фронт для выполнения других видов
работ, что способствует сокращению общего срока возведения здания. Однако этот способ имеет ряд недостатков. Необходимо иметь комплектные конструкции и универсальный монтажный кран, снижается производительность
труда.
Смешанный способ монтажа сборных конструкций имеет в практике
строительства наиболее широкое применение. При этом способе часть сборных элементов монтируют раздельно (например, сначала колонны, затем
подкрановые балки), а другие – комплексно (балки или фермы и плиты покрытия).
Рис. 4. Схема раскладки элементов при монтаже одноэтажного промышленного здания: 1 – колонны; 2 – подкрановые балки; 3 – плиты покрытия; 4 – фермы покрытия; 5 – фундаменты; 6 – кран при монтаже колонн и
подкрановых балок; 7 – кран при монтаже элементов покрытия
При монтаже одноэтажных промышленных зданий сборные элементы
доставляют на строительную площадку с учетом бесперебойной работы и
раскладывают непосредственно у места их установки в проектное положение
(рис. 4). Возможен также метод монтажа непосредственно с транспортных
97
средств (монтаж «с колес»). Он экономичнее, но требует очень четкой организации доставки конструкций. Для ведения работ по этому методу разрабатываются монтажно-транспортные графики, без четкого соблюдения которых этот метод неосуществим.
До начала монтажа конструкций необходимо осуществить укладку и
приемку монтажных механизмов и оборудования, устройство подмостей,
стендов, подъездных путей.
Фундаменты стаканного типа с нанесенными на них рисками осей
поднимают стропами за монтажные петли, опускают в проектное положение
на подготовленное основание и выверяют по рискам осей, совмещая их со
штырями, закрепленными в основании. После обратной засыпки грунта устанавливают фундаментные балки.
Монтаж колонн — комплексный процесс, начинающийся с подачи колонн в зону работы монтажного крана. Колонны раскладываются так, чтобы
в процессе монтажа приходилось делать минимум перемещений и различных
вспомогательных операций и был свободный доступ для их осмотра, навески
оснастки и строповки. Колонны раскладывают на ребро, чтобы в процессе
подъема изгибающий момент от массы колонны и оснастки действовал в
плоскости наибольшей жесткости колонны. Монтаж колонн одноэтажных
зданий аналогичен монтажу колонн каркасно-панельных зданий, описанному
ранее.
Монтаж подкрановых балок осуществляют с помощью универсальных
траверс или двухветвевых стропов теми же монтажными кранами, что и для
монтажа колонн. Положение балок проверяют по продольным осям, для чего
предварительно на опоры колонн, на верхние планки и торцы балок наносят
осевые риски. В процессе выверки добиваются совмещения рисок. После
проверки сваривают закладные детали.
При монтаже ферм и балок покрытия на монтируемые и опорные
конструкции наносят риски. Фермы стропуют с помощью траверс, оборудованных замками с дистанционным управлением. Для временного закрепления ферм и балок в проектном положении применяют расчалки или специальные распорки. Для балок пролетом 18 м применяют одну распорку, для
ферм пролетом 24 и 30 м—две распорки. Распорки прикрепляют к ферме на
земле и снимают их только после окончательного закрепления ферм и укладки плит покрытия. При монтаже фонарей их конструкции прикрепляют к
фермам до монтажа и поднимают вместе с фермой. После временного закрепления ферм фонарь устанавливают в проектное положение.
Для закрепления ферм в проектном положении закладные детали в каждом опорном узле приваривают к опорной плите. Шайбы анкерных болтов
заваривают по контуру. Первые две фермы в пролете должны иметь ограждение или специальные подмости на период монтажа плит покрытия. Расстроповку ферм и балок осуществляют только после их окончательного закрепления.
Плиты покрытия одноэтажных промышленных зданий необходимо
98
монтировать одновременно со стропильными фермами (балками). Вслед за
монтажом первой пары ферм и каждой очередной фермы следует монтировать связи и плиты покрытия. Строповку плит покрытия осуществляют четырехветвевыми стропами. Порядок и направление установки плит указаны в
проекте производства работ. Последовательность монтажа плит должна
обеспечивать устойчивость здания и возможность свободного доступа к закладным деталям для приварки плит. Каждую плиту приваривают в трех углах к закладным деталям ферм. Стыки между плитами покрытий можно заделывать одновременно с монтажом или после него, если нет специальных
указаний в проекте.
Монтаж стеновых панелей можно начинать после того, как закончены
работы по монтажу несущих конструкций в конструктивном блоке здания.
На монтаже стеновых панелей обычно используют другие монтажные механизмы, так как в этом случае не требуется большой грузоподъемности и вылета крюка крана. Это могут быть стреловые самоходные краны; на высоких
зданиях целесообразно использовать крышевые краны. При больших объемах монтажных работ стены монтируют тремя потоками. Первый поток монтирует нижнюю часть стен до уровня оконных проемов, второй — простенки
и оконные блоки, третий—стены от верха оконного проема до карниза. Герметизацию стыков и заделку швов в стеновых панелях следует выполнять
сразу после монтажа панелей.
Монтаж многоэтажных промышленных зданий выполняется поточным методом с разбивкой здания на ярусы и захватки. В качестве захватки
принимают участок с минимальными размерами в плане, на котором можно
последовательно осуществлять все строительные процессы, включая монтаж
технологического оборудования. Обычно за захватку принимают половину
или целую секцию здания, соответствующему температурному блоку. За
ярус принимают один или два этажа, в зависимости от того, какие применяются элементы колонн – высотой на один или два этажа.
Для унифицированных многоэтажных промышленных зданий принимается определенная последовательность установки элементов: на фундаменты устанавливают колонны и замоноличивают стыки колонн с фундаментами; на консоли колонн укладывают ригели первого этажа; сваркой стыкуют выпуски арматуры; сваривают закладные детали; укладывают плиты перекрытия с одновременной приваркой их к ригелям; устанавливают стальные
связи между колоннами; монтируют лестничные марши и площадки; монтируют навесные панели стен. В аналогичной последовательности монтируют
конструкции последующих этажей.
На монтаже многоэтажных промышленных зданий чаще всего используют башенные краны. В зависимости от размеров здания в плане, в особенности от ширины, может быть использован один или несколько башенных
кранов; иногда это диктуется размерами крана, иногда – сроками производства работ. Один башенный кран может быть установлен по фасаду здания,
если вылет его стрелы достаточен, чтобы обеспечить монтаж всех элементов
99
конструкций, включая наиболее удаленные. В этом случае монтаж можно
вести как вертикальными, так и горизонтальными захватками. Иногда многоэтажное промышленное здание возводят вертикальными захватками в несколько приемов, обеспечивая достаточную жесткость после возведения первой части здания. Продольная установка крана требует меньших затрат труда
и средств на перестановки крана. При поперечной установке крана увеличивается число его перестановок, но зато можно раньше подготовить фронт для
послемонтажных и отделочных работ. В этом случае монтаж также ведут
вертикальными захватками, но площади их в плане меньше. Окончательное
решение по выбору схемы монтажа принимают учитывая конкретные особенности здания: конструкцию фундамента, наличие подвала, расположение
трубопроводов и др.
Часто на монтаже многоэтажных промышленных зданий больших размеров используют два башенных крана и монтаж ведут одновременно двумя
звеньями. В зданиях небольшой ширины (18...24 м) можно установить краны
на одном подкрановом пути с одной стороны здания, при этом каждый из
кранов работает на своей захватке. С целью безопасной работы кранов целесообразно вести монтаж по челночной схеме, чтобы между кранами сохранялся постоянный интервал. Также работают краны, расположенные с двух
сторон здания.
5 Производство монтажных работ зимой
Монтаж железобетонных конструкций в зимнее время производится
практически так же, как и в летнее. Отрицательные температуры отражаются,
в основном, на работах по электросварке закладных деталей или выпусков
арматуры и заделке стыков.
Зимой перед подъемом и установкой все монтируемые элементы конструкций должны быть очищены от снега и наледи. Особенно тщательно
очищают места стыков, выпуски арматуры и закладные детали. Перед подъемом элемента стропальщик должен убедиться в том, что поднимаемый элемент не смерзся с другими элементами или не примерз к грунту, и только после этого давать команду крановщику о подъеме.
Бетонную смесь для заделки стыков зимой следует доставлять в автосамосвалах с утепленными кузовами или на автомашинах в закрытых бункерах и контейнерах, стенки которых покрыты теплоизоляционным материалом. Бетоны и растворы для заделки стыков зимой готовят на быстротвердеющих цементах. Замоноличивание стыков ведут или с подогревом бетона в
стыке, или применяя «холодные» бетоны с добавками, обеспечивающими
твердение при отрицательных температурах.
Бетон в стыках прогревают разными способами: электрическим током
(с использованием стержневых электродов), электрическими грелками, паром (с сооружением местных тепляков), химическими термоактивными грелками. Для предотвращения термических напряжений в стыках за счет боль-
100
шого перепада температур часто применяют обогрев конструкций до замоноличивания стыка горячей водой, паром, химическими грелками.
В процессе сварки следует применять меры, предотвращающие быстрое охлаждение сварного шва, в особенности в ветреную погоду. Для этого
обычно пользуются противоветровыми щитками и будками, защищающими
сварные швы и сварщика от ветра.
Правку и гибку металла при отрицательных температурах можно вести
только с предварительным подогревом. При температуре -25 °С и ниже воспрещается ударять по металлическим конструкциям.
ЛЕКЦИЯ 19
ПРОЕКТЫ ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА И
ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ
1 Цель и назначение проектов организации строительства и
производства работ.
2 Основные положения ПОС.
3 Основные положения ППР.
1 Цель и назначение проектов организации строительства и
производства работ
До начала строительства здания, сооружения или их комплексов должен быть решен ряд организационных, технических и экономических вопросов. С этой целью разрабатываются проектные материалы по организации
строительства и технологии строительного производства. Проектная документация по организации строительного производства делится на две части:
проект организации строительства (ПОС) и проект производства работ
(ППР).
ПОС разрабатывается на стадии проектного задания в качестве его самостоятельного раздела и служит основанием для планирования капитальных вложений, обеспечения строительными кадрами, материально-техническими ресурсами, а также для организации подготовительных работ и других
мероприятий, обеспечивающих индустриальную базу строительства.
ППР составляется по рабочим чертежам на основе решений, принятых
в ПОС. Он является руководящим документом для оперативного планирования, контроля и учета производства работ по возведению объектов.
В ПОС и ППР следует предусматривать также технические и организационные решения, которые обеспечивают выполнение установленных пла-
101
нов и задания по повышению производительности труда и уровню механизации, сокращению трудоемкости и снижению себестоимости строительномонтажных работ. В этих проектах должны быть учтены: применение основных индустриальных методов строительства (поточности, круглосуточного
производства с равномерным использованием ресурсов и комплексной механизации); концентрация кадров и основных материально-технических ресурсов на пусковых объектах; уменьшение объема временного строительства
путем первоочередной постройки и использования для нужд строительства
постоянных зданий и сооружений. В проектах должно быть заложено применение наиболее прогрессивных форм управления строительством, соблюдение требований охраны труда и производственной санитарии.
2 Основные положения ПОС
Порядок разработки и содержания ПОС в каждом отдельном случае
определяется видом объекта, его сложностью, трудоемкостью и особенностями условий строительства.
Для строительства промышленных предприятий ПОС должен содержать следующие материалы:
сводный календарный план или сетевой график строительства с выделением очередей, пусковых комплексов и основных объектов с выделением в
отдельный график работ, выполняемых в подготовительный период;
объемы основных строительно-монтажных и специальных работ с распределением по комплексам и отдельным объектам;
объемы строительно-монтажных работ, выполняемых в подготовительный период;
потребность в строительных материалах, полуфабрикатах и сборных
конструктивных деталях;
строительный генеральный план с расположением постоянных и временных сооружений, зданий и устройств, в том числе железных и автомобильных дорог, основных коммуникаций и складов с выделением объектов,
которые нужно построить в подготовительный период.
При необходимости, кроме строительного генерального плана, составляют также ситуационный план района строительства с расположением
предприятий материально-технической базы строительства, жилых и культурно-бытовых объектов для строителей, внешних путей и др.
В состав ПОС должна входить также пояснительная записка, текстовая
часть которой служит для обоснования и пояснения принятых решений. В
пояснительной записке содержится краткое описание и обоснование принятых методов производства основных работ (отдельно–выполняемых зимой);
определение числа, типов и мощности основных строительных и монтажных
машин и транспортных средств; потребность в рабочих кадрах и их обслуживание; расчеты потребности в воде, паре, электроэнергии, газе, сжатом воздухе и кислороде; перечень и обоснование выбора типовых проектов времен-
102
ных зданий и сооружений; технико-экономические показатели (продолжительность строительства в соответствии с нормами, степень сборности
строительства, трудоемкость на 1 м2 производственной площади, выработка
на одного работающего в день, механовооруженность строительства, сметная
стоимость 1 м3 здания и др.).
Сводный календарный план, разрабатываемый в ПОС, составляется на
весь объем намечаемого строительства и на отдельные пусковые комплексы
или очереди. Календарный план — это проектный документ, в котором в соответствии с характером и объемом строительно-монтажных работ устанавливаются целесообразные последовательность и сроки строительства. Из календарного плана далее вытекает календарная потребность в трудовых, материальных, технических и энергетических ресурсах. Календарный план производства работ должен охватывать все общестроительные и специальные
работы, начиная от инженерной подготовки площадки и кончая отделочными
работами, наладкой и опробованием оборудования. Календарный план производства работ имеет два существенных недостатка: на нем не выделены
работы, определяющие продолжительность строительства объекта, а следовательно, внимание руководителей строительных организаций не сосредоточивается на этих работах; в нем не отражены все связи и зависимости между
работами.
В строительстве успешно применяется метод сетевого планирования и
управления. В основе этого метода лежит разработка сетевого графика, который представляет собой условную модель производственного процесса. Сетевой график позволяет установить перечень работ, от которых непосредственно зависит продолжительность строительства, и осуществлять контроль
за ходом их выполнения. На сетевом графике обеспечивается наглядность
технологической последовательности работ, определяется взаимосвязь между работами, устанавливаются основные и второстепенные работы, и поэтому руководитель может сосредоточить свое внимание на основных работах.
Расчеты по сетевому графику позволяют постоянно наблюдать за резервами
времени и материально-техническими ресурсами. Отсюда возникает возможность анализа вариантов достижения конечной цели, прогнозирования
эффективности предполагаемых решений, контроля и анализа информации о
фактическом ходе выполнения работ с целью предупреждения их срыва и
нарушения заданных сроков.
Содержащийся в составе ПОС строительный генеральный план (стройгенплан) представляет собой план строительной площадки, на котором, кроме проектируемых и существующих постоянных зданий и сооружений, показано также расположение временных зданий, сооружений, устройств и коммуникаций, необходимых для производства строительно-монтажных работ.
Различают строительные общеплощадочные и объектные генеральные планы.
На общеплощадочных стройгенпланах показываются: очередность
строительства объектов комплекса (предприятия, квартала); временные зда-
103
ния и сооружения; дороги; подъездные коммуникации, предназначенные для
обслуживания всей строительной площадки. Общеплощадочные стройгенпланы входят в состав ПОС. Объектные стройгенпланы входят в состав ППР.
ПОС, как правило, разрабатывает специализированная проектная организация, осуществляющая строительное проектирование, и согласовывает
его со строительной организацией, которой поручено выполнение данного
строительства.
3 Основные положения ППР
ППР составляется по рабочим чертежам на основе решений, принятых
в ПОС для каждого строящегося объекта. В процессе разработки ППР анализируются решения ПОС в отношении методов производства работ и средств
механизации основных видов строительно-монтажных работ. Решения ППР
увязываются с возможностями строительной организации, ее фактической
производственной мощностью.
ППР при строительстве промышленных предприятий поточными методами должен содержать:
сводный календарный план или комплексный сетевой график;
календарные планы производства работ по объектам;
общий график движения рабочих и график движения рабочих по профессиям;
график завоза и расхода основных строительных материалов, полуфабрикатов, сборных конструкций и деталей;
график использования основных строительных машин, механизмов и
транспортных средств;
стройгенплан объекта;
технологические карты на сложные работы и работы, выполняемые новыми методами, не получившими широкого распространения; на остальные
виды строительно-монтажных работ и специальных работ составляются схемы организации работ;
рабочие чертежи временных зданий и сооружений, различных приспособлений и устройств;
решения по охране труда, требующие проектной разработки (устройство лесов, специальных креплений конструкций и т. п.);
пояснительную записку, содержащую необходимые обоснования основных решений проекта с приведением технико-экономических показателей.
При разработке ППР должны применяться типовые технологические
карты на строительные и монтажные работы с привязкой их к местным условиям. Типовые технологические карты разрабатываются на отдельные виды
работ или комплексные процессы с учетом достижений науки и техники и
передового опыта строителей-новаторов.
Технологическая карта включает схему организации работы; срок вы-
104
полнения; технологические указания по производству работ: состав бригад;
перечень потребных материально-технических ресурсов; график выполнения
работ и указания по охране труда и технике безопасности.
На объектных стройгенпланах, входящих в состав ППР, помимо строящегося
основного объекта, наносят: временные здания и сооружения, необходимые
для строительства данного объекта; автомобильные и железные дороги; пути
рельсовых (башенных или козловых) кранов; административно-бытовые и
производственные здания, в том числе существующие здания, подлежащие
сносу, но сохраняемые временно для использования их в период строительства в качестве контор, бытовых помещений, складов и т. п.; места приема
бетонной смеси и раствора; склады открытые, закрытые навесы; сети электроснабжения, водоснабжения, теплофикации и пр.; наружное освещение;
пожарные гидранты; ограждение территории. При необходимости показываются также площадки укрупнительной сборки конструкций и полигоны для
изготовления крупногабаритных сборных железобетонных конструкций.
При составлении типовых проектов на здания и сооружения проектные
организации должны разрабатывать в их составе и типовые проекты производства работ с сетевыми графиками. Составление типовых ППР выполняется проектными организациями, разрабатывающими типовой проект совместно со специализированными проектными организациями. ППР и привязка типового ППР к конкретным условиям утверждаются главным инженером генподрядной строительной организации, а разделы ППР по монтажным
и специальным работам—главными инженерами соответствующих субподрядных организаций по согласованию с генподрядчиком.
Утвержденный ППР должен быть передан на строительство не позднее,
чем за 2 месяца до начала работ на объекте.
ЛЕКЦИЯ 20
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В
СТРОИТЕЛЬСТВЕ
1
Контроль качества строительства.
2
Техника безопасности.
1 Контроль качества строительства
Контроль за качеством строительства необходимо вести на всех стадиях, начиная с проектирования и кончая вводом в действие здания или сооружения. Залогом высокого качества здания или сооружения служит, прежде
всего, проект.
Большое влияние на качество сооружения оказывает качество материа-
105
лов, деталей и конструкций, проверяемое на заводах-изготовителях отделами
технического контроля. Заводы снабжают свою продукцию паспортами. Но
при погрузке, транспортировании и выгрузке материалы и изделия могут
быть повреждены или частично утеряны, поэтому их принимают и проверяют на складах строительных организаций или непосредственно на объектах
кладовщики, строительные мастера или производители работ. Если качество
поступившего на строительство материала или его количество не соответствует документам и паспортам, и порча материалов или их недостача произошла по вине завода-изготовителя, представителям строительных организаций дано право предъявлять заводам-изготовителям рекламации (претензии). Качество таких материалов, как песок, цемент и другие, невозможно
установить путем их внешнего осмотра. В таких случаях привлекают строительные лаборатории.
В ходе строительства зданий или сооружений контроль за качеством
работ должен систематически проводить инженерно-технический персонал
строительных организаций. Мастера и производители работ, ведя надзор за
строительством, руководствуются требованиями, установленными в рабочих
чертежах, проектах производства работ, а также в технических условиях на
производство и приемку строительных и монтажных работ.
В ряде случаев контроль осуществляется при помощи геодезических
инструментов (нивелиров и теодолитов). В других случаях качество работ
оценивается визуально или с помощью простейших инструментов и приспособлений (уровень, отвес, рулетка и др.).
Качество строительства помимо инженерно-технических работников
строительных организаций контролируют представители заказчика, проектной организации и инспекции государственного архитектурно-строительного
контроля. Эти представители следят за соблюдением технических условий на
производство работ, за своевременным оформлением актов на скрытые работы, за выполнением работ в точном соответствии с проектом. Они имеют
право приостановить производство отдельных видов работ в случае невыполнения требований проекта или низкого качества работ.
Качество выполнения строительно-монтажных работ оценивают в соответствии со специальной инструкцией по результатам производственного
контроля. Производственный контроль качества строительно-монтажных работ состоит из входного, операционного и приемочного контроля.
Входному контролю подвергают все строительные конструкции, материалы и инженерное оборудование, поступающие на стройку. Операционный
контроль осуществляют после завершения производственных операций или
строительных процессов. Приемочный контроль должен осуществлять проверку и оценку качества законченных строительством зданий и сооружений
или их частей, а также скрытых работ и отдельных ответственных конструкций. Результаты всех трех видов контроля записывают в журналах работ.
Качество законченного строительства здания или сооружения оценивается в процессе приемки объекта в эксплуатацию государственной приемоч-
106
ной комиссией с учетом совокупности оценок качества проекта, материалов
и изделий, инженерного оборудования и строительно-монтажных работ.
2 Техника безопасности
Во избежание аварий и несчастных случаев при производстве строительных и монтажных работ разработаны правила техники безопасности.
Знать и выполнять эти правила должны все работающие на стройке от рядового рабочего до начальника строительства.
Все поступающие на строительство могут быть допущены к работе
только после медицинского освидетельствования и прохождения инструктажа по технике безопасности в строительстве и на конкретном рабочем месте.
По окончании обучения и проверки полученных знаний рабочим выдают
удостоверения. Периодически, не реже одного раза в год, проводят проверку
знаний рабочими правил техники безопасности. Также ежегодно проверяют
знание правил безопасности инженерно-техническими работниками строительно-монтажных организаций. Правила техники безопасности разрабатывают для каждого вида строительно-монтажных работ и рабочим выдают
«Памятки по технике безопасности». На видных местах стройки и в общежитиях вывешивают инструкции и плакаты по технике безопасности, которые
служат наглядной агитацией.
Проектная документация на организацию строительства и производство работ должна содержать конкретные решения по технике безопасности и по созданию условий для безопасного выполнения работ как на строительной площадке в целом, так и на отдельных рабочих местах; по санитарно-гигиеническому обслуживанию работающих на строительной площадке; по безопасному выполнению работ в зимних условиях; по достаточной
освещенности строительной площадки, проходов, проездов и рабочих мест.
Без указанной проектной документации производство строительномонтажных работ не разрешается.
Основными причинами травматизма на строительстве являются: падение с высоты самих рабочих или отдельных предметов, обрушение грунта
или возводимых частей здания, тепловые и химические ожоги, поражение
электрическим током, загроможденность рабочих мест и проходов, неправильная строповка элементов конструкций, отсутствие сигнализации, неудовлетворительное освещение рабочих мест, неправильная эксплуатация
строительных машин и т. д.
Техника безопасности производства работ тесно связана с противопожарными мероприятиями. На строительстве часто применяют горючие и
легковоспламеняющиеся материалы (лесоматериалы, бензин, олифа, лаки),
при неосторожном обращении с которыми может возникнуть пожар. Причиной пожара могут быть: неисправная электропроводка, небрежное обращение с электрическими установками, курение в запрещенных местах. Для предотвращения пожара на стройке необходимо соблюдать противопожарные
107
правила.
На строительных площадках необходимо постоянно проводить профилактическую работу по предупреждению несчастных случаев. Для этой цели
должны быть организованы кабинеты и уголки техники безопасности, оборудованные наглядными пособиями. В каждой строительной организации
должен быть инженер по технике безопасности, который осуществляет контроль за соблюдением правил безопасных условий работы как рабочими, так
и администрацией.
Охрану труда на производстве гарантирует Кодекс законов о труде
(КЗоТ), который предусматривает ответственность должностных лиц и организаций за соблюдение безопасности труда, устранение вредных условий работы, материальное и финансовое обеспечение мероприятий по технике
безопасности и охране труда.
РЕКОМЕНДУЕМЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ЛИТЕРАТУРЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ
Основная литература
1. Основы строительного дела: учебное пособие/ Запруднов В.Н. М.:
МГУЛ, 2007, гриф УМО
Дополнительная литература
1. Основы строительного дела: Тексты лекций /Арзуманов А.А.–РИО,
ВГЛТА, 2002.–108 с.
2. Доркин В.В., Добромыслов А.Н., «Сборник задач по строительным
конструкциям», М., Стройиздат, 1986 г.
3. Соловей Ю.М. «Основы строительного дела»,М.,Стройиздат,1989 г.
4. Ермолов В.В. «Инженерные конструкции», М., Стройиздат, 1990 г.
5. Волженский А.В. «Минеральные вяжущие вещества», М., Стройиздат, 1986 г.
6. Иевлев А.И. Основы проектирования лесозаготовительных предприятий.– Воронеж, 1984 г.
7. Арзуманов А.А. Методические указания к выполнению практических
работ, ВГЛТА, 2006 г.
108
Содержание
Лекция 1. Общие сведения о строительных материалах ……………………...4
Лекция 2. Номенклатура и область применения металлов в строительстве ...7
Лекция 3. Основные строительные материалы ………………………………10
Лекция 4. Минеральные вяжущие вещества и изделия на их основе ………14
Лекция 5. Основные строительные материалы /продолжение/ ……………..25
Лекция 6. Полимерные и отделочные строительные материалы …………...31
Лекция 7. Общие сведения о зданиях и сооружениях ……………………….35
Лекция 8. Типовое проектирование и его сущность …………………………43
Лекция 9. Основание зданий и сооружений ………………………………….50
Лекция 10. Фундаменты ………………………………………………………..52
Лекция 11. Стены промышленных и гражданских зданий …………………..54
Лекция 12. Перекрытия и покрытия зданий и сооружений ………………….62
Лекция 13. Заполнение проѐмов зданий ………………………………………70
Лекция 14. Эксплуатация, ремонт и реконструкция промышленных
зданий……………………………………………………………….74
Лекция 15. Конструктивные решения при реконструкции зданий ………….79
Лекция 16. Строительное производство ………………………………………82
Лекция 17. Организация строительно – монтажных работ …………………. 84
Лекция 18. Монтаж строительных конструкций …………………………… . 88
Лекция 19. Проекты организации строительства и производства работ …..100
Лекция 20. Контроль качества и техника безопасности в строительстве ….104
Рекомендуемый библиографический список литературы для
самостоятельной подготовки……………………………………107
Учебное издание
Арзуманов Арбен Андреевич
Основы строительного дела
Тексты лекций
Редактор С.Ю. Крохотина
ЛР № 020596
от . .13
Подписано в печать . .13
Бумага писч. Заказ №
Усл. п. л.
Уч.-изд. л.
Тираж
Воронежская государственная лесотехническая академия
394613. Воронеж, Тимирязева, 8.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
13
Размер файла
876 Кб
Теги
дела, арзуманов, основы, строительной
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа