Факторы, воздействующие на здания, строения, сооружения

Содержание

Введение

1. Факторы, воздействующие на здания, строения, сооружения.

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В настоящее время при строительстве используется множество различных строительных материалов. Одни из них более современные более качественные, в каких-то случаях даже более дешевле, другие качественные, но дорогие. Но в любом случае, какой бы материал не выбрали здание, построенное нами должно быть безопасным в первую очередь, соответствовать необходимым требованиям нормам, установленными законодательством.

При выборе материалов необходимо учитывать их качественные характеристики, климатические условия местности, где планируется строительство.

Чтобы легче ориентироваться в многообразии строительных материалов и изделий, их классифицируют по назначению, исходя из условий работы материалов в сооружениях, или по технологическому признаку, учитывая вид сырья, из которого получают материал, и способ изготовления.

По назначению материалы можно условно разделить на две группы: конструкционные и материалы специального назначения.

Конструкционные материалы, применяемые главным образом для несущих конструкций, различают следующие: 1) природные каменные; 2) .вяжущие; 3) искусственные каменные, получаемые: а) омоноличиванием с помощью вяжущих веществ (бетон, железобетон, растворы); б) спеканием (керамические материалы); в) плавлением (стекло и ситаллы); 4) металлы (сталь, чугун, алюминий, сплавы); 5) полимеры; 6) древесные; 7) композиционные (асбестоцемент, бетонополимер, фибробетон, стеклопластик и др.).

Строительные материалы специального назначения, необходимые для защиты конструкций от вредных воздействий среды или повышения эксплуатационных свойств и создания комфорта, следующие: 1) теплоизоляционные; 2) акустические; 3) гидроизоляционные, кровельные и герметизирующие; 4) отделочные; 5) антикоррозионные; 6) огнеупорные; 7) материалы для защиты от радиационных воздействий и др.

Каждый материал обладает комплексом разнообразных свойств, определяющих область его рационального применения и возможность сочетания с другими материалами.

Свойство — способность материала определенным образом реагировать на отдельный или чаще всего действующий в совокупности с другими внешний или внутренний фактор. Действие того или другого фактора обусловлено как составом и строением материала, так и эксплуатационными условиями материала в конструкции зданий и сооружений.

Цель данной работы описать один из видов строительного материала. Мною взят такое материал как перекрытия. В работе будет описаны их назначение, качественные характеристики,  виды перекрытий и где используются.

Строительство как жилых, так и промышленных объектов ведут по типовым проектам с широким использованием сборных элементов конструкций и прежде всего железобетонных. В том числе и перекрытия в основном используются железобетонные.

В работе использованы материалы электронных учебников, и периодических изданий.

1. Перекрытия 

Перекрытия служат для разделения здания по высоте на этажи. Данные конструктивные элементы воспринимают нагрузки от находящихся в здании людей и оборудования, играют роль горизонтальных диафрагм жесткости, обеспечивающих устойчивость здания в целом, а также обеспечивают тепло- и звукоизоляцию помещений.

Перекрытия должны удовлетворять следующим требованиям:

• Обладать достаточной прочностью и жесткостью, чтобы выдерживать как нагрузку от собственного веса, так и полезную (статическую и динамическую). Величина полезной нагрузки на 1 м2 перекрытия устанавливается в зависимости от назначения помещения и характера его оборудования.
• Перекрытие должно быть жестким, т.е. под действием нагрузок не давать прогибов, превышающих допустимые нормами величины. 
• Перекрытие должно выполняться из возможно меньшего числа стандартных или типовых деталей, собираемых на месте строительства при помощи механизмов, с минимальной затратой времени и ручного труда. Они должны быть удобными по форме и весу для транспортировки и сборки.
• При конструировании перекрытия должна предусматриваться достаточная степень его звукоизоляции, величина которой устанавливается нормами или специальными указаниями по проектированию зданий того или иного назначения. Звукоизоляционные требования определяются местоположением перекрытий (чердачное, междуэтажное, надподвальное) и функциями разделяемых помещений. Перекрытия должны обеспечивать звукоизоляцию как от ударного, так и воздушного шума.
• Перекрытия, разделяющие помещения с различной температурой, например отделяющие холодный подвал от первого этажа или чердак от верхнего этажа, должны удовлетворять требованиям теплозащиты. Сопряжение перекрытий с наружными стенами необходимо конструировать таким образом, чтобы не создавались так называемые мостики холода, через которые может происходить утечка тепла, вызывающая образование конденсата. По теплотехническому режиму выделяют перекрытия надподвальные и чердачные.
• Материал и конструкцию перекрытия необходимо выбирать с учетом обеспечения необходимой в каждом конкретном случае степени огнестойкости здания.
• Перекрытия должны иметь минимальную высоту, т.к. увеличение ее влечет за собой увеличение объема (кубатуры) здания и, следовательно, его стоимости. Высотой перекрытия считается разность отметок уровня чистого пола и потолка нижележащего этажа. А при открытых балках - нижней их грани.

В некоторых случаях к перекрытиям предъявляются специальные требования.

По своему конструктивному решению несущую часть перекрытий можно разделить на:

• балочные, стоящие из несущей части (балок) и заполнения (наката);
• безбалочные, выполняемые из однородных элементов (плит-настилов или панелей-настилов).

Технология возведения перекрытий предусматривает три варианта: сборный, монолитный или сборно-монолитный.

В зависимости от местоположения перекрытия разделяются на междуэтажные, чердачные и надподвальные.

В зависимости от материала основного несущего элемента балочные перекрытия бывают по деревянным или стальным балкам. Перекрытия по деревянным балкам сравнительно дешевы, но мало индустриальны, а также имеют ряд других недостатков: сгораемость, возможность загнивания отдельных элементов и сравнительно невысокая прочность. Поэтому такие перекрытия применяют главным образом при строительстве деревянных зданий, каменных малоэтажных зданий и сооружений вспомогательного и временного характера.

Междубалочное заполнение перекрытий является ограждающим (звуко- или теплоизолирующим) элементом, образует ровную поверхность потолка и иногда воспринимает полезные нагрузки от пола. Заполнение обычно делают многослойным, причем каждый слой имеет свое назначение и выполняется из соответствующих материалов.

Главными преимуществами железобетонных перекрытий являются их долговечность, прочность и несгораемость. Железобетонные перекрытия бывают монолитными, изготавливаемыми на месте, и сборными, собираемыми из элементов заводского производства.

Монолитные железобетонные перекрытия применяются при строительстве крупных уникальных общественных и промышленных зданий и сооружений, при наличии весьма значительных, в первую очередь динамических, нагрузок. А также в тех случаях, когда перекрытия являются основными элементами, обеспечивающими общую пространственную жесткость здания, и тогда, когда оно имеет сложную в плане форму, вследствие чего типовые конструкции сборных перекрытий применены быть не могут.

В общественных и жилых зданиях массового строительства применяют для несущей части перекрытий унифицированные сборные железобетонные плиты и панели. Их можно подразделить на конструкции, устраиваемые из мелкоразмерных и крупноразмерных элементов. Первые применяют главным образом при индивидуальном строительстве и строительстве малоэтажных зданий, вторые - в условиях современного массового индустриального строительства многоэтажных зданий.

Преимущества крупнопанельных перекрытий (размером с комнату) заключаются главным образом в малом количестве монтажных элементов и отсутствии между ними стыков, что упрощает отделку потолка и повышает звукоизолирующие свойства перекрытия.

В современной практике строительства применяется несколько типов железобетонных плит-настилов, различающихся по типу поперечного сечения (многопустотные, ребристые и сплошные) и способу армирования (с обычной или предварительно напряженной арматурой).

Ребристые настилы изготавливают с ребрами в одном или двух направлениях со сплошной плитой в верхней части. Такая плита хорошо работает на изгиб, но из-за выступающих вниз балок образует неплоский потолок, что ограничивает ее использование в жилых зданиях. Они находят применение в чердачных покрытиях.

В крупноблочных и кирпичных зданиях роль жестких дисков перекрытий состоит в восприятии всех приходящихся на них вертикальных и горизонтальных нагрузок, а также в обеспечении единства в восприятии силовых усилий вертикальными несущими элементами зданий. Поэтому все плиты настилы имеют анкерные стальные связи друг с другом и с несущими стенами.

2. Виды перекрытий

В настоящее время используют различные виды перекрытий, в зависимости от назначения здания, климатических условий. Одним из новых видов перекрытий являются перекрытия из полистиролбетона.

На основе полистиролбетона разработаны три системы перекрытий: монтажная (несущие балки и заполняющие элементы - плиты перекрытия), полумонтажная (монтажные плиты и наливной слой - из железобетона) и монолитная система (по профнастилу).

Плиты перекрытия делаются на заказ и в основном выпускаются для пролетов длиной до 4,0 м (толщиной 140 мм и весом 150 кг/м2), длиной 4,0 - 5,0 м (толщиной 180 мм и весом 190 кг/м2) и длиной 5,0 - 6,0 м (толщиной 220 мм и весом 230 кг/м2). По специальному заказу могут быть изготовлены плиты и других размеров.

Из полистиролбетона выпускаются также и кровельные плиты. Основным свойством плит перекрытия и кровельных плит из полистиролбетона является их небольшой вес, что обуславливает малые нагрузки на несущий каркас и фундамент здания. Кроме того, их характеризует высокие физические, термические и акустические свойства, а также легкость монтажа.

Плиты из полистиролбетона можно монтировать в любое время года с помощью небольших грузоподъемников и даже вручную. При использовании плит перекрытия и кровельных плит не требуется применение штукатурки (достаточно шпаклевки цементным молоком или клеем для керамических плиток), вследствие чего значительно сокращаются сроки выполнения отделочных работ.

Следующий вид железобетонные плиты перекрытий.

В зависимости от конструкции, ЖБИ-плиты перекрытия  бывают пустотными и ребристыми. Первый вариант широко используется в монолитном строительстве и представляет собой плиты с круглыми отверстиями.

Ребристые плиты имеют ребра на поверхности и используются для обустройства чердачных помещений.

Отдельным видом ЖБИ-плит перекрытия являются шатровые плиты. Они используются при больших размерах помещения, когда необходимо достичь монолитности плиты перекрытия. Применение таких плит, ввиду отсутствия стыков, значительно упрощает процесс отделки и монтажа перекрытия, но увеличивает его стоимость.

Современное развитие материалов и технологий коснулось и производства ЖБИ-плит перекрытий. Сегодня возможно производство плит с наполнителем из легкого бетона. Легкий бетон для плит производится из портландцемента, песка и вспененного полистирола. Полистирол и гранулы песка в данной конструкции служат внешним слоем, который защищает перекрытие от воздействия влаги и ультрафиолетового излучения. Плита с наполнителем из легкого цемента является отличным тепло- и звукоизолятором, при этом обладая небольшим весом, что позволяет снизить давление на фундамент здания.

Существует несколько различных видов перекрытий: мансардные, цокольные, чердачные и междуэтажные. При их возведении необходимо следить за тем, чтобы они соответствовали ряду важных технических параметров: имели определённую несущую способность, которая должна соответствовать эксплуатационным нагрузкам; обладали достаточной жёсткостью, без прогиба под нагрузкой; в необходимой мере защищали от посторонних звуков, и сохраняли тепло в помещении; соответствовали требованиям пожарной безопасности.

В зависимости от инженерной конструкции здания, нагрузки которой он подвергается, а также его назначения, выбирается тот или иной вид перекрытия. Для межэтажных и цокольных перекрытий нормой нагрузки считают 2100 Н/м2, а для чердачных перекрытий её принимают в пределах 1050 Н/м2. При расчёте учитывается возможная нагрузка на перекрытие мебелью, оборудованием и жильцами дома. Плюс постоянная составляющая нагрузки – собственная масса перекрытия.

Довольно часто, при строительстве мансардных или двухэтажных домов, в междуэтажных перекрытиях приходится размещать сантехнические коммуникации. В таких случаях в перекрытия монтируют виниловые или металлические гильзы. Гильзы подбирают с чуть большим внутренним диаметром, чем прокладываемые трубы. Для лучшей тепло- и звукоизоляции образовавшееся пространство заполняют специальными изолирующими материалами, например просмоленной паклей.

Перекрытия также различают по типу используемого материала – плитные (железобетонные) или балочные.

Такой вид перекрытий чаще всего используется в частном строительстве, из-за простоты их устройства и хорошей теплоизоляции. Основой для деревянных перекрытий служат балки, которые в свою очередь опираются на несущие стены дома. Сечение балок подбирают в зависимости от ширины пролёта и частоты укладки самих балок.

На внутренних стенах дома балки стыкуются концами и соединяются хомутами, скобами или металлическими накладками. Также допустимо использовать для этой цели доски толщиной 50 мм.

При монтировании балок перекрытия, первыми укладываются крайние, а затем промежуточные, такой способ укладки называется «маячный». Важно следить за горизонтальностью укладки, и проверять её с помощью ватерпаса или уровня. Недопустимо использовать обычные щепки для выравнивания балок, для этих целей используют только просмоленные доски различной толщины (обычные щепки продавливаются).

Между каменной или кирпичной стеной и крайними балками необходимо оставлять зазор порядка 5 см, который в дальнейшем закрывают рейкой. Между стеной и балкой можно поместить рубероид или полоску толя.

По требованиям пожарной безопасности между дымоходом и балками должно быть расстояние не менее 40 см. Если конструкция дома не позволяет этого сделать, тогда в ригель врубаются балки, лежащие ближе к дымоходу, причем желательно их расположить более толстым концом в его сторону.

Особого внимания требует заделка концов балок. В кирпичных стенах балки укладывают в ниши глубиной 17-20 см., на дно которых помещают доску, обработанную битумом. Концы балок срезают под углом 60-80 градусов, обрабатывают антисептиком, просмаливают, обёртывают рубероидом и укладывают таким образом, чтобы между задней стенкой гнезда и балкой оставался зазор в 3-5 см. Это пространство заполняют минеральной ватой и промазывают раствором из смеси цемента и известняка.

В случае если несущая стена здания имеет толщину в 2,5 кирпича, то такая глубина ниши позволяет организовать воздушную прослойку, благодаря чему концы балок можно не обрабатывать. Дно гнезда ровняют бетоном, промазывают битумом и укладывают толь в два слоя. На заднюю стенку гнезда кладут слой просмоленного войлока, и прижимают доской в 2,5 см, обработанной антисептиками. Необходимо оставить зазор в 4 см между балкой и задней стенкой ниши.

В случае несущей кирпичной стены толщиной в два кирпича, заднюю стенку ниши закрывают просмоленным войлоком, в два слоя, и затем прижимают ящиком из трёх стенок, сделанного из просмоленной древесины.

Для обеспечения необходимой жёсткости, каждую вторую балку необходимо укреплять. Делают это с помощью стальных анкеров, которые устанавливают в кладку. Один конец анкера не достает до внешней поверхности несущей стены 12 см, а другим концом выступает внутри помещения на 20 см. Крепят такие анкеры к деревянным балкам с помощью накладок из стали, с сечением 50х6 мм и гвоздями (5-6 мм).

При монтаже цокольных перекрытий, к балкам, с бокового ребра, прикрепляют черепные бруски, имеющие сечение 5х5 см. и на них настилают чёрные полы.

Далее прокладывают слой пароизоляции, затем теплоизоляцию, и только после этого укладывают чистый пол, материалом для которого служат строганные доски (25-40 мм толщиной), ОСП-панели или толстая фанера.

Междуэтажные перекрытия возводятся схожим способом. К балкам прикрепляют черепные бруски сечением 4х4 или 5х6 см., к которым после закрепления пароизоляции крепят материал потолка нижнего этажа. Затем внутрь перекрытия укладывают тепло и шумоизоляционный материал, например минеральную вату, шлак или керамзит и затем закрывают очередным слоем пароизоляции.

В зависимости от частоты укладки балок перекрытия, по-разному монтируют пол. Если балки уложены часто, то сверху на них сразу кладут доски (25-40 мм) или ОСП-плиты. Если же балки уложены редко, то первым делом кладут лаги с более частым шагом и только потом настилают пол.

Установка мансардных перекрытий происходит примерно по этой же схеме, только в случае возведения их между отапливаемыми помещениями такие перекрытия не требуют обязательного утепления. В случае необходимости звукоизоляции можно использовать ту же минеральную вату, керамзит, сухой песок, предварительно проложив их c обоих сторон слоем пароизоляции.

Балки, используемые для чердачных перекрытий, должны соответствовать некоторым правилам. В частности толщина балки должна быть не менее 1/24 от длины самой балки. Как и в остальных случаях сначала делают слой пароизоляции, затем укладывают утеплитель, сверху накрывают его ещё слоем паро- гидроизоляции и накрывают тонкими необструганными досками или панелями (например ОСП).

Утеплителем может служить минеральная вата, стружка, опилки. Для улучшения огнестойкости в случае применения горючей теплоизоляции прокладывают еще один слой сухой земли или мелкого шлака. Впрочем в современном строительстве чаще применяют огнестойкие, не гниющие плиты из минеральной ваты. К их достоинствам также можно отнести очень небольшой вес.

Железобетонные перекрытия. При возведении кирпичных, каменных, шлакобетонных и бетонных зданий обычно используют железобетонные перекрытия. Долговечность, прочность и огнеупорность – основные преимущества таких перекрытий, однако за это приходится расплачиваться их большой массой. Поэтому часто их возводят только в качестве цокольных перекрытий.

Различают два вида железобетонных перекрытий:

1. Сборные перекрытия – бывают сварными или вязанными. Сварной каркас выполняют из прямых стержней, которые скрепляются между собой с помощью сварки. Технология вязаного каркаса несколько сложнее – предварительно согнутые стержни скрепляют с помощью мягкой проволоки, толщина которой варьируется в пределах 0,8-2 мм.
2. Монолитные перекрытия. Кроме своего прямого назначения, также выполняют дополнительную функцию распределения нагрузки между полом и несущими стенами. В зависимости от формы перекрытия существуют балочные, плитные.

Монолитные перекрытия. Каркас из стержней в монолитных перекрытиях обычно располагают в нижней части плиты. Его размещают так, чтобы он располагался в 3-5 сантиметрах от опалубки. Такое расположение позволяет бетону хорошо заполнить свободное пространство. Укладывают такое перекрытие на несущую стену, при этом стена должна быть толщиной не меньше 10 сантиметров. Максимальная длина пролёта таких плит не превышает 3 м.

При большей длине пролёта применяют балочные перекрытия. Для этого на стену монтируют железобетонные балки с расстоянием между ними не менее 130 см. Далее их соединяют с арматурой перекрытия. Следует учесть, что толщина опоры должна быть не менее 22 см.

Сборные перекрытия просты в устройстве, а также очень надёжны. Они позволяют уменьшить сроки строительства и снизить применение древесины, поэтому они более предпочтительны по сравнению с остальными перекрытиями. Единственным минусом можно считать необходимость использования грузоподъёмников.

На сегодняшний день выпускают два вида плит: сплошные и пустотные. Пустотные плиты имеют лучшие тепло- и звукоизоляционные свойства. При их изготовлении используется меньше бетона, что значительно уменьшает их вес, и из этого следует меньшая нагрузка на несущие стены.

Проблема утечки тепла из жилого помещения решается с помощью применения теплоизоляционных материалов. Основным источникам потери тепла может стать холодный воздух, проникающий в помещение из подполья или же из подвала. Из-за возникающей разницы температур утеплитель может стать влажным, для предотвращения такого процесса необходимо использовать слой из пергамина или современных пароизоляционных материалов.

Помимо всего прочего, покрытие должно обладать низким теплоусвоением. Чем выше теплоусвоение (теплопроводность), тем холоднее пол. Примером может служить мрамор, цемент или бетон, у которых этот показатель больше, чем у материала из дерева. Именно по этой причине в жилых помещениях предпочтительнее применять деревянные доски, линолеумы, паркеты или же плитку, изготовленную из полимерных материалов.

Заключение

Свойства строительных материалов определяют области их применения. Только при правильной оценке качества материалов, т.е. их важнейших свойств, могут быть получены прочные и долговечные строительные конструкции зданий и сооружений высокой технико-экономической эффективности.

Чтобы здание или сооружение выполняло свое назначение и было долговечным, строители должны отчетливо представлять те эксплуатационные условия, в которых будет работать каждая изготовленная ими конструкция. Зная эти условия, можно установить, какие свойства должен иметь материал, предназначенный для изготовления данной конструкции.

Главным требованием к материалам, из которых изготовляются несущие конструкции, является их способность хорошо сопротивляться изменению формы и разрушению под действием нагрузок, а также в ряде случаев низкие теплопроводность и звукопроницаемость (например, для ограждающих конструкций). Основными требованиями к некоторым материалам являются: водонепроницаемость, низкая электропроводность, радиационная стойкость и т. д.

Но ни один материал в сооружении не работает изолированно от окружающей среды. Если он соприкасается с водой, то подвергается действию воды и содержащихся в ней веществ, если он находится на воздухе - действию воздуха и содержащихся в нем водяных паров и газов, а на открытом воздухе также и действию мороза, дождя, солнца, ветра, резких перемен температуры, влажности и т. п. Под воздействием окружающей среды материалы в сооружении подвергаются деформациям и находятся в напряженном состоянии.

Таким образом, при выборе перекрытия необходимо учитывать материалы стен, несущих конструкций и учитывать внешние и внутренние факторы, воздействующие на здания, строения и сооружения.

Список использованной литературы:

1. Домокеев А.Г. Строительные материалы, Учебник для строительных вузов, 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1989. - 495 с.

2. Бондаренко В.М., железобетонные и каменные конструкции, Учебник для строительных специальных вузов Изд. М.: Высшая школа, 2010

3. http://stroim-domik.ru/sbooks

4. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik