Прочность здания это кратко

Обновлено: 02.07.2024

Лекция 1. Общие сведения о зданиях и сооружениях 1. Сооружение – всё, что человеком для материальных и духовных потребностей. Особая группа – здания. 2. Здание– наземное сооружение с внутренним пространством для деятельности человека. 3. Инженерные сооружения – прочие надземные, подземные и подводные сооружения для технических задач (мост, метро, дорога). 4. Зданиепредставляетсовокупность трёх групп элементов: А) объёмно-планировочных – помещений в трёх измерениях; Б) конструктивных – строительных элементов (колонны, стены и др.) В) строительных изделий и деталей (плитка, ступени и др.)

Требования к зданиям

1. Функциональные –соответствиездания:

Б) составу помещений

В) параметрам помещений (размерам)

Г) технологии (для промышленных)

Д) возможности перепланировки

2.Технические -соответствие конструкций механике, физики и химии;

А) нагрузок и воздействий

Б) климатических особенностей

Г) внутренней среды здания

3. Санитарно-гигиенические:

А) микроклимат помещений (температура, влажность, скорость движения воздуха – вентиляция)

Б) допускаемый уровень шума

В) освещённость и инсоляция

4. Архитектурно-художественные- оформление экстерьера (внешнего) и интерьера (внутреннего) вида здания

5. Эксплуатационные -к помещениям и конструкциям: зависят от:

А) назначения здания и его особенностей

Б) внешней и внутренней среды

В) заданного срока службы

Г) оборудования (лифты, отопление, водопровод и др.)

6. Экологические:

А) устранение вредных воздействий технологии

Б) безопасность материалов и изделий

7. Экономические:

А) затраты на здание (изыскания, проектирование, строительство)

Б) эксплуатационные – затраты при эксплуатации здания

В) демонтаж и утилизация конструкций

8. Строительно-технологические – учитывают при проектировании:

А) возможности строительной организации

Б) методы производства работ

Классификация зданий и сооружений

1. По назначению:

А) гражданские - жилые, общественные и специальные (телецентр)

Б) промышленные (производственные, административно-бытовые, вспомогательные)

2. Виды гражданских зданий по этажности:

А)малоэтажные – до 2-х этажей

Б) средней этажности: 3-5

В) повышенной этажности: 6-10

Г) многоэтажные: 11- 29

Д) высотные–более 30 этажей

По материалу несущих конструкций

А) каменные (кирпич, камни)

4. По способу возведения

А) традиционные – кирпичные стены + перекрытия

Б) сборные - из элементов заводской готовности

В) монолитные – изготовленные на строительной площадке в опалубке

5. По огнестойкости: с I по IV степень

А) Предел огнестойкостиконструкций - время (мин) наступления одного или нескольких признаков предельных состояний

· Потери несущей способности – R

· Потери целостности – Е

· Потери теплоизолирующей способности - I

Б) классы конструктивной опасности

КО – не пожароопасные

К1 – мало пожароопасные

К2 – умеренно пожароопасные

В) классы функциональной опасности: Ф1-Ф4 – для конкретных зданий

6. По долговечности – время службы здания, после которого его эксплуатация невозможна

I степень – срок службы свыше 100 лет

II степень: 50 -100 лет

I степень: 30 - 50 лет

7. Классы зданий по капитальности:

I класс – крупные общественные и жилые выше 9 этажей

II класс – массовые общественные и жилые 6-9 этажей

III класс – небольшие общественные и жилые 3-5 этажей

IV – малоэтажные жилые и временные

1. Т. Пределы огнестойкости К в зависимости от огнестойкости здания – 11

2. Выписать термины – помещение, этаж, перекрытие – с.7

Лекция 2. Нагрузки и воздействия

1. Постоянные нагрузки – вес конструкций здания, действуют сверху вниз.

2. Временные нагрузки – длительные +кратковременные:

А) ветровая

Б) снеговая

В) полезная – от людей, оборудования, материалов.

Г) несиловая: температура, атмосферная и грунтовая влага, солнце, шум.

Особые нагрузки

А) сейсмические – землетрясения, подвижки грунта

В) неравномерные деформации грунта и др.

4. Нагрузки в зависимости от места приложения

А) сосредоточенные (оборудование)

Б) равномерно распределённые (вес конструкций, снег)

5. Нагрузки в зависимости от характера действия

А) статические – постоянные (вес конструкций)

Б) динамические (ударные) – порывы ветра.

6. Нагрузки в зависимости от направления:

Прим. Конструкции рассчитывают на неблагоприятные сочетания нагрузок

Прочность, устойчивость и долговечность здания

С учётом восприятия всех нагрузок и воздействий здание должно иметь:

1. Прочность – способность воспринимать воздействия без разрушения и существенных остаточных деформаций.

2. Устойчивость – способность сохранять равновесие при внешних воздействиях, сопротивляться опрокидыванию и сдвигу.

3. Долговечность – прочность, устойчивость и сохранность нормальных эксплуатационных качеств здания и его конструкций во времени.

Самостоятельно. Внешние воздействия на здания – выполнить рисунок и составить схему нагрузок – с. 9

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.007)

Прежде чем приступить к выполнению каменных и бетонных работ, необходимо узнать характеристики и элементы зданий.

Здание представляет собой строительную систему, состоящую из несущих и ограждающих или совмещенных конструкций, образующих наземный замкнутый объем, предназначенный для проживания или пребывания людей в зависимости от функционального назначения.

Качественные требования, предъявляемые к зданиям, можно свести к трем основным пунктам: прочность и устойчивость, капитальность, эксплуатационные качества.

Обеспечиваются правильным конструированием и расчетом всех несущих элементов.

В это понятие входят такие показатели, как долговечность и огнестойкость здания.

Долговечность – срок службы здания, в течение которого оно сохраняет прочность, устойчивость и свои эксплуатационные качества.

В основе этого параметра лежит срок службы основных элементов конструкции – фундаментов, стен, перекрытий, полов, покрытий, который, в свою очередь, зависит от сопротивляемости использованных материалов (морозо– и водостойкости, стойкости против загнивания и коррозии). Влияют на срок службы и качество строительства и соблюдение правил эксплуатации.

По срокам службы строительные конструкции подразделяются на три степени. Первая – не менее 100 лет; вторая – не менее 50 лет и третья – не менее 20 лет.

Огнестойкость зависит от группы возгораемости и предела огнестойкости стройматериалов. По группам материалы делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Предел огнестойкости определяется длительностью сопротивления материалов и конструкций огню и высоким температурам. Для того чтобы повысить огнестойкость конструкций, их разделяют на части преградами, препятствующими распространению огня (например, глухими кирпичными стенами).

Зависят от состава, площади и объема помещений, качества отделки, внутреннего благоустройства, наличия инженерного оборудования: системы водоснабжения, отопления, канализации, освещения и т. п.

Основные элементы здания по их функциональному назначению подразделяются на три основные группы: несущие, ограждающие и совмещающие обе эти функции. Несущие элементы принимают на себя нагрузки от конструкции самого здания, атмосферных воздействий, людей. Ограждающие разделяют здание на отдельные помещения и выполняют защитные функции (тепло– и звукоизоляция, защита от атмосферных воздействий). Элементы, которые соединяют несущие и ограждающие функции, должны совмещать в себе эти качества. Практически любое здание имеет подземную часть, которая располагается ниже уровня грунта, и надземную. Границей между ними служит тротуар, или отмостка, – узкая полоса вокруг здания, покрытая каменными материалами, бетоном или асфальтобетоном. Ей придают небольшой поперечный уклон для отвода воды от здания. Здание состоит из следующих элементов (рис. 22).

Рис. 22. Схема двухэтажного дома: 1 – фундамент; 2 – пол подвала; 3 – гидроизоляция; 4 – стены подвала; 5 – отмостка; 6 – наружные стены; 7 – внутренние стены; 8 – междуэтажные перекрытия; 9 – перегородки; 10 – лестница; 11 – стропила; 12 – кровля; 13 – чердачное перекрытие.

К таковым относятся железобетон, бетон, бутовый камень. Весьма распространены фундаменты из железобетонных плит и блоков. Фундаменты для небольших домов и коттеджей подразделяются на ленточные (их закладывают по линиям будущих стен) и столбчатые (в виде отдельно стоящих столбов).

Стены по своему расположению и назначению подразделяются на два вида. Наружные стены ограждают и защищают помещение от воздействий внешней среды. Внутренние разделяют помещения между собой. По степени приходящейся на них нагрузки стены бывают несущими, самонесущими и ненесущими. На несущие стены приходится нагрузка не только от собственного веса, но и от веса прочих конструкций (крыш, перекрытий и т. п.).

Самонесущими называют стены, которые передают фундаменту нагрузки не только от собственного веса, но еще и от ветра; на них не опираются перекрытия и прочие конструкции здания. Стены, ограждающие помещения здания от внешнего пространства и передающие свой собственный вес в пределах каждого этажа на прочие несущие конструкции, называют ненесущими.

Перекрытия – горизонтальные плоскости, совмещающие в себе ограждающие и несущие функции. Перекрытия, разделяющие смежные по высоте помещения, называют междуэтажными, перекрытия над верхним этажом – чердачными. Выполняют перекрытия из железобетонных панелей, реже – из деревянных балок, к которым крепятся детали потолка (из ДСП, фанеры, гипсокартона).

Перегородки – легкие стенки, опирающиеся на перекрытия и разделяющие внутреннее пространство на отдельные помещения в пределах одного этажа. Для их изготовления применяют гипсовые и фибролитовые плиты, пустотелые камни, кирпич и прочие материалы.

Карниз – верхняя часть наружной стены, выходящая за ее плоскость. Функциональным назначением карниза, помимо его декоративных качеств, является защита здания от воды, стекающей с крыши. Если здание не имеет карниза, по периметру его крыши устраивается парапет.

Крыша имеет своим функциональным назначением защиту здания от атмосферных осадков. Крыша располагается над чердачным перекрытием и может быть выполнена как из железобетонных панелей (плоская), так и из других материалов (деревянные или бетонные балки и пр.).

Здания и сооружения должны быть функционально целесообразны, т. е. отвечать своему назначению, быть прочными, устойчивыми, капитальными, долговечными, огнестойкими и одновременно обладать архитектурной выразительностью.

Капитальность здания- характеристика здания, зависящая от материала основных конструкций (фундаментов, стен и перекрытий), определяющая долговечность здания. Капитальность зданий характеризует степень долговечности и огнестойкости его основных строительных элементов.

Прочность здания — это способность воспринимать действующие нагрузки, а также усилия, возникающие в его конструктивных элементах. Устойчивость здания — это способность сопротивляться опрокидыванию или сдвигу. Прочность и устойчивость обеспечиваются целесообразным выбором конструктивной схемы и несущих элементов здания.

Долговечность определяется прочностью и устойчивостью здания в течение определенного времени без потери требуемых эксплуатационных качеств. Она характеризуется сроком службы основных конструктивных элементов: фундаментов, стен, колонн, ригелей, перекрытий и т. д. По долговечности строительные конструкции делят на три степени: I — срок службы не менее 100 лет, II — не менее 50 лет и III — не менее 20 лет.

Огнестойкость зданий и сооружений характеризуется степенью возгораемости и пределом огнестойкости. По степени возгораемости все строительные материалы и конструкции делят на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые; по степени огнестойкости — на пять степеней: I, II, III — каменные конструкции, IV — деревянные оштукатуренные и V — деревянные неоштукатуренные конструкции.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Понятия капитальность, прочность, долговечность, огнестойкость зданий и сооружений.

составил: к.т.н., доцент Н.Я. Цимбельман

1. Введение: полнота процесса строительного проектирования

Строительное проектирование как род инженерной деятельности появился сразу же после возникновения прочной государственности и постоянно развивался по мере роста потребности человека в сложных инженерных сооружениях. Проектирование служит для упорядочения процесса строительства, соответствия будущего объекта задуманному Заказчиком 1 образу, а также для снижения риска разрушения объекта при разумной экономии материала и трудозатрат.

1 Заказчик - это человек, организация или государство, которые хотят, чтобы объект был построен и платят за него деньги

В настоящее время строительное проектирование в России – это жёстко регламентируемый процесс, строго контролируемый государством, снабжённый огромным количеством как технических нормативов, так и правовых актов, накладывающих требования как на инженерную, так и юридическую сторону проектной работы. Если проанализировать все сложные формулировки требований к строительному проектированию, то можно сказать, что государство в лице соответствующих органов контроля требует, чтобы подлежащие предварительному проектированию объекты и методы их возведения:

соответствовали действующим законам;
не представляли опасности для людей и не нарушали их интересов;
выполняли задуманную функцию;
сохраняли свои эксплуатационные качества весь период эксплуатации.

Настоящая научно-популярная лекция предложена инженером-строителем, а потому последнее из указанных требований (последнее по порядку, но далеко не по значимости) будет рассмотрено здесь подробнее.

Итак, речь идёт о сохранении эксплуатационных качеств: то есть здание или сооружение должно выполнять свою функцию (в общественных зданиях должно быть комфортно заниматься общественной деятельностью, в жилье – жить, мосты должны обеспечивать пропуск транспорта над реками и проливами и т. д.), и при этом оставаться в задуманном первоначальном виде: не разрушаться, не отклоняться, в жилых домах не должно становиться холодно, темно, сыро, грустно, стены должны оставаться ровными, перекрытия – горизонтальными, опоры – вертикальными и так далее). Всё вышесказанное можно свести к нескольким определениям, среди которых основные [15]:

Прочность - это способность здания или сооружения сохранять свои эксплуатационные качества без разрушения;

Устойчивость – это способность здания или сооружения сохранять свои эксплуатационные качества без потери начального проектного положения и формы

Долговечность – это способность здания или сооружения сохранять свои эксплуатационные качества в течение длительного периода времени.

В России накоплен богатый опыт проектирования строительных объектов сведённый во впечатляющее количество норм, рекомендаций, справочников и пособий (рис. 1), следование которым поможет даже начинающему проектировщику обеспечить (помимо прочих) и требования прочности, устойчивости и долговечности, уверенно подкрепляя при этом свои решения соответствующими расчётами.

Всё это мы умеем делать давно: инженеры – проектируют, государство - контролирует, граждане – эксплуатируют. Если не считать отдельных несчастных случаев, которые имеют место и в других, даже более развитых в плане общественных взаимоотношений странах, процесс этот наладился он эволюционирует под воздействием политических метаморфоз и экономических неурядиц, но все же выживает и каждый раз перебирается на новый виток временной спирали, выдавая необходимую строительную продукцию. Однако

Рис 1. Нормативная и техническая литература: средоточение требований к процессу проектирования.

2. Красота – как расчётный параметр в проектировании и строительстве

Как же можно повлиять, по возможности согласуясь с экономическими требованиями, на процесс проектирования городских сооружений, чтобы последствия нашей строительной деятельности обладали более привлекательным внешним видом? Попробуем ответить на этот вопрос, выбрав в качестве примера подпорные стенки, по причине давнего знакомства автора с сооружениями подобного рода.

3. Подпорные сооружения: учимся делать красиво

3.1. Подпорная стенка – второстепенный строительный объект?

Подпорная стенка – это сооружение, предназначенное для удержания земляной массы от обрушения. Обычно подпорные сооружения устраивают вблизи домов, дорог и иных строений, когда необходимо обеспечить резкий перепад отметки планировки (рис. 3).

Рис 3. Различные подпорные сооружения в ансамбле городской застройки

Существуют разные мнения по поводу необходимости использования подпорных стенок в строительстве:

- первое заключается в том, что при правильном понимании гармонии городского ландшафта в подпорных стенках нет необходимости: озелененный естественный откос грунта визуально приятнее и дешевле в производстве;

- другое, тоже крайнее мнение говорит о невозможности в условиях городского ландшафта обойтись без подпорных сооружений, поскольку относительная стеснённость застройки характерна для города и отказ от подпорных стен приведет к потере ценного жизненного пространства территории городов.

На мой взгляд, за редким исключением, любой тип сооружения не возникает искусственно, но формируется естественным путем, призванный решить какую-либо задачу градостроительства. При этом использование данного сооружения должно обеспечить наиболее эффективное решение возникшей задачи.

3.2. Типы подпорных стенок

Рис 4. Массивная подпорная стена

Здесь возникает вопрос: каким образом принималось решение о размерах поперечного сечения подпорной стенки при заданной высоте (высоте подпора)? Конечно, первоначально – из опыта зодчих. Каменная кладка – материал относительно непрочный и для того, чтобы обеспечить прочность и устойчивость стенки, надо много материала. В результате такие стенки получаются очень материалоёмкими и носят название массивных.

Появилось название одного из видов подпорных стенок: массивные, то есть имеющие небольшую высоту, но занимающие при этом много места. Дальше, чтобы обозреть всё многообразие существующих решений подпорных стенок, изберём какой-либо удобный признак классификации. Признаков этих очень много: каждый, кому нужна классификация, избирает признак, который ему удобен. Поэтому и для подпорных стенок существует огромное количество классификаций: по функциональному назначению, по расположению относительно полотна дороги, по типу используемого материала, по роду основания, по степени экономической эффективности, по виду внешней поверхности и т.д.

Но для того, чтобы кратко осветить всё многообразие конструктивных решений подпорных стен, мы изберем другой признак. И состоит он в следующем. Подпорная стена удерживает от обрушения грунт, то есть грунт является для неё нагрузкой, которая стремится опрокинуть и разрушить стену. Однако, поразмыслив немного над конструкцией подпорной стенки, можно не только снизить негативное действие грунта на стенку, но и вовлечь его в обеспечение устойчивости стенки.

Поэтому, рассказать о типах подпорных стен я попробую, избрав в качестве признака классификации степень вовлечения грунта в дело сохранения устойчивости стены.

1. Массивные стенки выполняются в основном из сравнительно непрочного материала (бут, бутобетон, габионы). В данном случае конструкция не предусматривает использование грунта в целях сохранения устойчивости стенки, грунт играет только негативную роль, оказывая на стенку давление.

Серьёзный скачок в развитии конструктивных решений массивных подпорных сооружений сделан во многом благодаря усилиям военной фортификации. Именно при проектировании и строительстве передовых военных крепостей (таких как крепость I класса Владивосток) выработаны интересные решения, позволяющие использовать подпорные стены для удержания значительных массивов грунта, организации планировки крепостей и восприятия ударов вражеской артиллерии (рис.5).

Рис 5. Пример применения массивных подпорных сооружений в военной фортификации (г. Владивосток, Россия). Куратор строительства - известный военный зодчий, русский фортификатор Вячеслав Сергеевич Торопов (фото начала ХХ века)

2. Полумассивные подпорные стенки. С возникновением более прочных строительных материалов появилась возможность проектирования облегченных типов подпорных стен, изготавливаемых, в основном, из железобетона. Здесь в работу стены вовлекается сыпучее тело (грунт). Дополнительные удерживающие силы создаются за счёт грунта, оказывающего давление на специально предусмотренные в конструкции стенки консоли, выступы и горизонтальные фундаментные плиты. В зависимости от такого используемого конструктивного приема, полумассивные подпорные стенки можно разделить на комбинированные, тонкоэлементные и тонкие.

2.1. Комбинированные стенки вовлекают грунт в работу с помощью предусмотренных для этой цели консолей (рис.6). Ограждающая часть комбинированной стены может быть выполнена по примеру массивных подпорных стен из природного камня, однако за счет использования железобетонных консолей поперечные размеры стенки сокращаются.

Рис 6. Комбинированная подпорная стенка: схема поперечного сечения и пример исполнения (Закавказская железная дорога)

2.2. Тонкоэлементные подпорные стенки. В начале двадцатого века для широкого применения был открыт новый строительный материал: железобетон: бетон, армированный металлическими стержнями. Материал этот значительно более прочный, чем природный камень, для обеспечения прочности его требуется значительно меньше, и собственный вес стенки лишь отчасти обеспечивает её устойчивость. Следовательно, в работу на устойчивость должен вовлекаться больший объём грунта. Разработано множество конструктивных решений тонкоэлементных подпорных стенок, состоящих обычно из связанных друг с другом железобетонных плит.

Рис 7. Пример уголковой подпорной стенки - схема поперечного сечения (сборный вариант) и процесс возведения монолитной подпорной стенки (видна лицевая ограждающая панель)

2.3. Тонкие подпорные стенки. Как правило, тонкие подпорные стенки состоят из тонкой стены ограждения и системы анкеровки в виде анкерных тяг или тонких железобетонных плит (рис. 8). Лицевая стенка в большинстве случаев выполняется из металлического или железобетонного шпунта (из свай).

Рис 8. Тонкая подпорная стенка из металлического шпунта: схема поперечного сечения и фагменты процесса задавливания шпунта в грунт (г. Владивосток, Россия)

Рис 9. Подпорные стенки из армированного грунта (примеры исполнения и схемы поперечного сечения из зарубежного опыта - Италия)

Как правило, в качестве армирующих элементов в конструкциях стен из армированного грунта используются металлические сетки, прикрепленные к тонким облицовочным плитам или оболочкам, образующим ограждение. Армирование может быть выполнено также в виде мембран из гибких материалов (пластмасс, геотекстилей, тонкой стали). Лицевая часть стенки возводится постепенно, по мере формирования послойно армированной засыпки (рис. 10).

Рис. 10. Фрагменты процесса изготовления подпорной стенки из армированного грунта
(приведено по материалам немецкой компании "HUESKER")

Таким образом, приемы вовлечения засыпки в работу конструкции в определенной степени применяются в пределах каждого типа ограждающих подпорных сооружений.

Армогрунтовые стены наиболее полно вовлекают в работу окружающий грунт и могут быть возведены на большую высоту (известны случаи возведения таких стен на высоту около сотни метров), но они требуют больших пространств, что невозможно в стесненных городских условиях. Поэтому, каждый из рассмотренных типов подпорных стен не возникал искусственно: как и конструкции любых других сооружений, каждая конструкция подпорной стены формировалась естественным путем, призванная наиболее рационально решить определенную задачу в возникших условиях.

Задача проектирования и исследований вообще состоит в том, чтобы в пределах каждого типа добиться наиболее рациональной работы конструкции, оставить материал там, где он нужен для обеспечения эксплуатационных и эстетических качеств и максимально сократить его расход в тех местах конструкции, где он не несет никакой функции.

При этом на начальных стадиях проектирования проектировщику следует опираться не только на типовые проектные решения, но и всеми силами внедрять в практику строительства решения индивидуальные, обладающие особой красотой и подчёркивающие особенности ландшафта и застройки, окружающих данную конкретную строительную площадку.

Это – непросто. Против этого настроено всё: как правило, при этом растёт стоимость проектирования и строительства, увеличиваются сроки возведения объекта, процесс возведения становится более сложным и растёт риск появления ошибок при строительстве. Однако при появлении и укоренении более жёстких требований к эстетической привлекательности объекта со стороны контролирующих градостроительных органов, постепенно сформируются условия, когда Заказчик будет вынужден воспринимать красоту наравне с требованиями прочности и устойчивости, к которым он уже сейчас относится достаточно серьёзно [17].

3.3. Эстетическая привлекательность подпорных сооружений:
основные направления развития конструктивных решений

Рис 11. Массивные стенки из природного камня лучше делать небольшими: в этом случае они прекрасно гармонируют с окружающей средой и очень скоро становятся частью природного рельефа

Таблица 3.1 Направления развития конструктивных решений (эстетическая сторона проекта)

Читайте также: