Основы строительного дела

1. Дать  определение: что  называют фундаментом, подошвой фундамента.

    Фундамент - нижняя часть дома, которая служит для передачи и распределения нагрузки от строения на грунт

    Подошва фундамента - нижняя плоскость фундамента, непосредственно соприкасающаяся с основанием и передающая ему нагрузку или нижняя плоская часть, которая опирается на грунт.

    2. Виды фундаментов.

     1) сплошные (плитные) фундаменты – располагающиеся под всем зданием или сооружением в виде плиты, могут быть как на естественном, так и на свайном основании. Такой тип фундаментов применяется: 
  а) при слабых грунтах и значительных нагрузках, когда другие виды фундаментов не могут снизить давление на грунт до допускаемых пределов; 
  б) для снижения неравномерных осадок зданий и сооружений, т.к. фундаментная плита перераспределяет нагрузки на основание, снижая давление на слабые участки и дополнительно нагружая более сильные; 
  в) из конструктивных или технологических соображений, когда необходим сплошной фундамент под технологическое оборудование;

    2) ленточные фундаменты – располагающиеся  под всеми несущими конструкциями  зданиями или сооружения в  виде сплошной ленты, могут  быть как на естественном, так  и на свайном основании. Применяются  для зданий и сооружений с  наружными и внутренними стенами  из штучных материалов (кирпича,  крупных блоков и т.д.);

    3) столбчатые (отдельные) фундаменты  – располагающиеся только под  колоннами каркаса здания или  сооружения, могут быть как на  естественном, так и на свайном  основании. Применяются при строительстве  зданий и сооружений с несущим  каркасом. Передача нагрузок на  фундаменты от стенового ограждения  производится через фундаментные  балки, уложенные на соседние  фундаменты;

    4) свайные основания – выполняются  как под столбчатые, так и под  сплошные и ленточные виды  фундаментов. Такой тип фундаментов  является наиболее сложным из  всех перечисленных и требует  привлечения специализированных  предприятий, обладающих техникой, предназначенной для погружения  забивных и устройства буронабивных  свай, а также имеющих в своем  штате квалифицированных специалистов  по этому виду работ. 

    3. Ряд факторов заложения  глубины фундамента  – мелкого заложения.

    Глубина заложения фундаментов является одним из основных факторов, обеспечивающих необходимую несущую способность  и деформации основания, не превышающие  предельных по условиям нормальной эксплуатации.

    Глубина заложения фундаментов определяется:

    а) конструктивными особенностями зданий или сооружений (например, жилое здание с подвалом или без него), нагрузок и воздействий на их фундаменты;

    б) глубиной заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубиной прокладки инженерных коммуникаций;

    в) инженерно-геологическими условиями площадки строительства (физико-механические свойства грунтов, характер напластования и пр.);

    г) гидрогеологическими условиями площадки и возможными их изменениями в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений;

    д) глубиной сезонного промерзания грунтов.

    Глубина заложения фундаментов исчисляется  от поверхности планировки или пола подвала до подошвы фундамента (рис.Ф.9.3,б), а при наличии бетонной подготовки  до ее низа.

    При выборе глубины заложения фундаментов  рекомендуется:

    а) предусматривать заглубление фундаментов в несущий слой грунта не менее чем на 10-15 см;

    б) избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта, если его прочностные и деформационные свойства значительно хуже свойств подстилающего слоя грунта;

    в) стремиться, если это возможно, закладывать фундаменты выше уровня грунтовых вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ.

4. Определение: что называют сваей, свайным фундаментом, ростверком.

    Свая — деревянный, металлический, или железобетонный стержень, который заглубляют в землю в основании зданий, сооружений для придания прочности фундаменту.

    Свайного  фундамента — это размещение по всему периметру и под несущие  лаги бетонных свай. Бетонные сваи представляют собой асбесто-цементные трубы диаметром 150-200мм, залитые бетоном с тремя вставленными стержнями из арматуры d=12мм.

    Ростверк  — верхняя часть свайного или столбчатого фундамента, распределяющая нагрузку на основание. Ростверк выполняется в виде балок или плит, объединяющих оголовки столбов (свай) и служащих опорной конструкцией для возводимых элементов сооружения. 
Ростверком также называется одинарный или двойной настил из брёвен или брусьев, уложенных на щебёнчатую, песчаную или гравийную подушку, и выполняющий роль фундамента для лёгких зданий.

5. Виды свай, их классификация по двум основным признакам.

    По  способу заглубления в грунт  надлежит различать следующие виды свай:

    а) забивные железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые в грунт  без его выемки с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих и вдавливающих устройств, а также железобетонные сваи-оболочки, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью;.

    б) сваи-оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые частично или полностью  бетонной смесью;

    в) набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки  бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного отжатия (вытеснения) грунта;

    г) буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных  скважин бетонной смесью или установки  в них железобетонных элементов;

    д) винтовые.

    По  условиям взаимодействия с грунтом  сваи следует подразделять на сваи-стойки и висячие.

    К сваям-стойкам надлежит относить сваи всех видов, опирающиеся на скальные грунты, а забивные сваи, кроме того, на малосжимаемые грунты.

    К висячим сваям следует относить сваи всех видов, опирающиеся на сжимаемые  грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом.

6. Что называют грунтом, горной породой, текстурой, структурой?

    Грунт  — любые горные породы, почвы, осадки, техногенные (антропогенные) образования, представляющие собой многокомпонентные, динамичные системы, являющиеся компонентами геологической среды и объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

    Различают:

• скальные и полускальные грунты — монолитные грунты с жесткими структурными связями;
• дисперсные грунты — раздельнозернистые грунты без жестких структурных связей: связные - глинистые, и несвязные - песчаные и крупнообломочные.

    Грунты  могут быть использованы в качестве оснований зданий и различных инженерных сооружений, материала для сооружений (дорог, насыпей, плотин), среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ) и др.

    Го́рные поро́ды — природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Планеты и другие твёрдые космические объекты состоят из горных пород.

    Текстура  грунта – пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость, полосчатость, трещиноватость, пористость и др.) Элементы грунта, представленные в виде зёрен, обломков или кристаллов, могут располагаться в пространстве равномерно или группироваться в пятна, слои, полосы; могут образовывать внутри грунта поры, пустоты и т

    Структура грунта – пространственная организация  компонентов грунта, характеризующаяся  совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и  определяющим составом, количественным соотношением и взаимодействием  компонентов грунта.

7. Какие вы знаете грунты оснований зданий и сооружений?

    Грунты  оснований зданий делят на четыре основные группы: скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые. 

1. Скальные  грунты. Наверняка, будучи в горах, приходилось видеть эти грунты в виде монолитных площадок, выступов или вертикалей. Имеют жесткие структурные связи. Обладают высокой прочностью, практически не подвержены сжатию, не боятся мороза (если они без трещин и пустот), не подвержены размыванию и не вспучиваются. На них можно возводить здания непосредственно по выровненной поверхности.

2. Крупнообломочные  грунты. Все знают и видели щебень, гальку, гравий, мелкий валун. При их наличии в грунте более 50%, это и будут крупнообломочные грунты. Если их состояния в виде плотного, устойчивого слоя, они служат хорошим основанием для фундамента.

3. Песчаные  грунты. Все знают, что такое песок, а более научней это сыпучие твердые грунты в сухом состоянии. Они содержат менее половины по массе частиц крупнее 2мм, абсолютно не пластичны. В основном состоят из частиц размерами от 0,05 до 2 мм. Пески бывают разной крупности и делятся на: пылеватый; мелкий; средней крупности; крупный; гравелистый. Крупный и чистый песок является хорошим основанием для строительства зданий.

4. Глинистые грунты. В зависимости от пластичности они делятся на супеси, суглинки и глины.

8. Характеристики  грунтов.

    Характеристики  грунтов природного сложения, а также  искусственного происхождения, должны определяться, как правило, на основе их непосредственных испытаний в  полевых или лабораторных условиях с учетом возможного изменения влажности  грунтов в процессе строительства  и эксплуатации сооружений. 

    Нормативные и расчетные значения характеристик  грунтов устанавливаются на основе статистической обработки результатов  испытаний по методике, изложенной в ГОСТ20522-75.

9. Общие сведения о зданиях и сооружениях.

    Наземные  постройки с помещениями для  работы, отдыха, учебы и т.д., называются зданиями. Следовательно, к зданиям  относятся жилые дома, школы, театры, вокзалы, заводские цехи, теплицы  и др.

    Постройки технического назначения, такие, как  мосты, плотины, заводские трубы, относятся  к сооружениям.

    Некоторые виды специальных технических сооружений объединяют с объектами культурно-бытового назначения (ресторан в телевизионной  башне, универмаги в подземных переходах  и т.п.).

    Различают несколько групп зданий, в соответствии с их назначением:

    - гражданские – жилые и общественные здания (жилые дома, магазины, детские учреждения, школы, кинотеатры, клубы и т.п.);

    - промышленные – для размещения различных производств (цеха, котельные, мастерские и т.п.);

    - сельскохозяйственные – для обслуживания потребностей сельскохозяйственного производства (силосные башни, коровники, свинарники, птичники, зернохранилища и т.п.).

    В группу гражданских зданий, объединены:

    – жилые – для постоянного или временного проживания (квартирные дома, общежития, гостиницы и т.д.);

    - общественные – для социального обслуживания и для размещения административных учреждений (школы, кинотеатры, поликлиники, Дворцы спорта и т.д.).

    10. Силовые и физические воздействия на элементы конструкций зданий, сооружений.

    Все воздействия, как силовые, так и  не силовые (температура, влажность,

солнечная радиация и др.), способны вызвать в рассматриваемом элементе

различные деформации, перемещения, изменения  физико-механических свойств

материалов, из которых состоит элемент. Последствия  перечисленных воздействий

могут носить обратимый характер, когда  после прекращения влияния воздействий

на  элемент или материалы, последние  восстанавливают свои первоначальные

качества, и необратимые, навсегда видоизменяющие первоначальное положение

элемента, его размеры, свойство, структуру.

    11. Требования к зданиям, сооружениям и их элементам

    Здания  должны соответствовать своему назначению и обеспечивать благоприятные условия  для деятельности человека. Этим требованиям  должны отвечать планировка и объемы помещений здания, его конструктивные решения, инженерное оборудование, а  также внутренний и внешний вид.

    Здания  должны иметь необходимую прочность, устойчивость, капитальность.

    Прочность и устойчивость здания обеспечивается правильным конструированием, а также  соответствующим расчетом несущих  элементов: они должны выдерживать  возникающие при эксплуатации нагрузки от ветра, подземных толчков и  вибрации, нагрузки от собственного веса, людей, оборудования, снега и т. д.

    Капитальность здания характеризуется степенью долговечности  и огнестойкости основных строительных конструкций.

    Долговечность — это период службы здания, в  течение которого оно под воздействием внешней среды и нагрузок не утрачивает необходимых эксплуатационных качеств, прочности и устойчивости.

    Долговечность зданий определяется сроком службы основных конструктивных элементов: фундаментов, стен, перекрытий, полов, покрытий, а  в зданиях, имеющих каркас, состоящий  из скрепленных между собой колонн, балок (ригелей), усиленных дополнительными  элементами-связями, также от долговечности  его конструкций. Она зависит от сопротивляемости материалов, из которых выполнены конструкции, различным физическим и химическим воздействиям, т. е. от их водо- и морозостойкости, стойкости против загнивания, коррозии, а также от качества строительства и соблюдения правил эксплуатации. Строительные конструкции по долговечности делятся на три степени: 1-я — срок службы не менее 100 лет; 2-я — не менее 50; 3-я — не менее 20 лет.

    12. Классификация зданий и сооружений.

    Различные здания и сооружения (строения) разделяют  на производственные и культурно-бытовые. Строения, которые состоят в основном из помещений, предназначенных для проживания, производственной или другой деятельности людей, называют зданиями. Строения, имеющие специальное техническое назначение, называют сооружениями. В них также могут быть помещения для людей, однако эти помещения не определяют функционального назначения сооружения. Многие из таких строений называют инженерными сооружениями, например: мосты, мачты, плотины, тоннели, водозаборные сооружения, шлюзы.

    Здания  по назначению подразделяют на жилые, общественные и производственные.

    13. Основные принципы строительства.

    1. ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ

    Расчет  конструкций производится для того, чтобы определить возникающие в  них усилия от действующих нагрузок, назначить необходимые размеры  поперечного сечения элементов, требуемое количество арматуры (в  железобетонных элементах), размеры  соединительных деталей (в местах сопряжения элементов) с тем, чтобы при минимальных  затратах материалов гарантировать  конструкциям необходимые эксплуатационные качества в течение всего установленного срока их службы.

    Конструкция может потерять необходимые эксплуатационные качества по одной из трех причин: 
1) вследствие исчерпания несущей способности (разрушения материала в наиболее нагруженных сечениях, потери устойчивости отдельных элементов или всей конструкции в целом); 
2) вследствие чрезмерных деформаций (прогибов, колебаний и др.); 
3) вследствие образования трещин или чрезмерного их раскрытия.

    Используемые  в расчете величины нагрузок, прочностных  и деформативных характеристик материалов установлены «Строительными 
нормами и правилами». Эти величины обладают определенной изменчивостью и могут иметь отклонения от нормативных значений как в большую, так и в меньшую сторону.

    Строительные  конструкции рассчитывают по методу предельных состояний, который дает возможность гарантировать сохранение необходимых эксплуатационных качеств  конструкции при практически  наибольших отклонениях в величине нагрузки и возможном наихудшем  качестве материалов.

    В соответствии с указанными выше тремя  причинами, которые могут вызвать  потерю эксплуатационных качеств конструкции, установлены три расчетных предельных состояния: 
1) по несущей способности;

2) по деформациям;

3) по образованию или раскрытию  трещин.

    Расчет  по несущей способности (по первому  предельному состоянию) должен быть выполнен для всех видов конструкций.

    Расчет  по деформациям (по второму предельному  состоянию) производится для тех  конструкций, чрезмерные деформации которых  могут привести к потере эксплуатационных качеств еще до того, как будет  исчерпана их несущая способность. Примером такой конструкции могут  служить настилы большого пролета  и малой толщины, необходимое  сечение которых определяется не условием прочности, а величиной  прогиба, допускаемого при нормальной эксплуатации.

    Расчет  по образованию или раскрытию  трещин (по третьему предельному состоянию) производится только для определенных видов железобетонных и каменных конструкций. Так, резервуары, трубы  и некоторые другие конструкции  могут потерять свои эксплуатационные качества вследствие образования трещин; размеры сечений таких конструкций  в ряде случаев определяются условием их трещиностойкости. В элементах железобетонных и каменных конструкций, где допускается образование трещин, ограничивают ширину их раскрытия, что обеспечивает необходимую долговечность конструкции.

    14. Здания и их  элементы основные  понятия и определения.

    Здания  — это наземные сооружения, имеющие  внутреннее пространство, предназначенное  для проживания, труда, удовлетворения тех или иных нужд человека и общества (жилые дома, производственные корпуса, клубы, больницы и т. п.)

    Внутреннее  пространство зданий чаще всего расчленено на отдельные помещения — часть  внутреннего объема здания, огражденная  со всех сторон. Совокупность всех таких  помещений, полы которых расположены  на одном уровне, образуют этаж здания. Отдельные этажи имеют определенное название:

    подвал  — этаж, полностью или большей  своей частью заглубленный в землю (называют также «подвальный этаж»);

    полуподвальный, или цокольный,— этаж, уровень  пола которого заглублен от уровня тротуара или отмостки не более чем на половину высоты помещения;

    надземный — этаж (первый, второй, третий и  т. п.), расположенный выше уровня земли;

    чердачный (или чердак) — этаж, расположенный  между крышей и перекрытием над  последним этажом здания (так называемым «чердачным перекрытием»);

    мансардный (или мансарда) — этаж, выгороженный внутри чердачного пространства, образованного  скатной крышей, и предназначенный  для размещения жилых или подсобных  отапливаемых помещений; площадь горизонтальной части потолка таких помещений  должна быть не менее 50 % площади пола, а высота стен до низа наклонной  части потолка — не менее 1,6 м);

    технический — этаж, предназначенный для размещения инженерного оборудования и прокладки  коммуникаций.

    Все эти и другие помещения являются элементами объемно-планировочной  структуры здания. Материальную же оболочку здания составляют взаимосвязанные конструктивные элементы — самостоятельные части или элементы здания, каждый из которых имеет свое определенное назначение: стены, фундаменты, крыши и т. п.. Конструктивные элементы либо слагаются из более мелких, заранее изготовленных элементов — строительных изделий, поставляемых на стройку в готовом виде (сборных плит, ступеней, кровельных изделий и т. п.), либо возводятся на месте из строительных материалов. В зависимости от величины строительные изделия бывают мелкоштучными (или просто штучными — их можно взять рукой, например кирпич), крупными и т. д.

    Конструктивные  элементы подразделяют на несущие и ограждающие. Такое подразделение связано с назначением этих элементов, с «условиями их работы» в структуре здания при восприятии тех или иных сочетаний нагрузок и воздействий, которым подвержено здание и его элементы как в ходе строительства,   так и в процессе эксплуатации.

    Фундаменты  — подземные конструктивные элементы зданий, воспринимающие все нагрузки от выше расположенных вертикальных элементов несущего остова и передающие эти нагрузки на основание.

    Основанием  называется грунт, непосредственно  воспринимающий нагрузки. Оно может  быть естественным (грунты в природном  состоянии) и искусственным (грунты с искусственно измененными свойствами за счет уплотнения, укрепления и т. п.). Фундаменты могут выполняться  в виде сплошных стен (лент) — ленточные  фундаменты, отдельных столбов —  столбчатые фундаменты.

    Перекрытия - горизонтальные конструкции, разделяющие  здание на этажи; одновременно выполняют  несущие и ограждающие функции так как предназначены для размещения людей, оборудования, мебели, нагрузку от которых перекрытия воспринимают и передают на вертикальные опоры.

    Крыша — верхняя конструкция, отделяющая помещения здания от внешней среды  и защищающая их от атмосферных осадков  и других внешних воздействий.

    Пререгородки  — вертикальные ограждающие, конструкции, отделяющие одно помещение от другого.

    Лестницы  наклонные ступенчатые   конструктивные   элементы,   предназначенные для вертикальных коммуникаций в зданиях и сооружениях.

    15. Выбор территории для строительства населенных мест, ряд условий.

    Выбор территории для строительства и размещения новых промышленных предприятий, а также населенных мест является весьма сложной задачей, требующей комплексного решения ряда вопросов экономического и инженерного характера.

    От  правильного выбора территории для  строительства того или иного  промышленного предприятия зависят  не только объемы капитальных затрат и сроки строительства, но также  и условия эксплуатации предприятия.

    Правильному выбору территорий для строительства и размещения промышленных предприятий способствуют ранее накопленные данные по изучению производительных сил страны, проводимых разведочными экспедициями научных институтов Академии наук России, Министерства геологии и охраны недр России и других организаций.