IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Введение

Промышленное и гражданское строительство — строительная отрасль, занимающаяся возведением зданий и сооружений гражданского и промышленного назначения.

Общие сведения

Гражданское строительство, занимаясь созданием объектов гражданского назначения, включает такие объекты как мосты, шоссейные дороги, железные дороги и вокзалы, скоростные системы городского транспорта, тоннели, аэропорты, промышленные предприятия, жилые дома и административные здания, гостиницы, гаражи, монументы, плотины, причалы, каналы, водные пути, ирригационные системы, водоводы и установки для обработки воды, системы переработки мусора, промышленных и коммунальных сточных вод, берегоукрепительные сооружения, линии электропередачи и т.д^[1].

Нужды гражданского строительства требуют проведения таких исследований, как изучение свойств применяемых материалов, особенностей местности, в том числе характеристик почв и различных гидравлических параметров. К области гражданского строительства примыкают такие дисциплины, как архитектура, ирригация, транспорт, почвоведение, геодезия, гидрология, а также технология строительства в различных условиях эксплуатации, включая сейсмоопасные зоны.

Объекты, возводимые в ходе гражданского строительства, могут быть капитальными и временными. К первым относятся все здания и сооружения, предусмотренные проектно-сметной документацией и являющиеся неотъемлемой частью строящегося комплекса. Временными считаются здания и сооружения, построенные на время проведения строительно-монтажных работ. Это могут быть временные подъездные дороги, бытовые помещения и другие объекты, предназначенные для создания необходимых условий строителям на весь период работы. По окончанию строительства временные объекты подлежат демонтажу и убираются с территории^[2].

История возникновения

Строительное ремесло берет свое начало довольно с давних времен, люди начали строить уже с того момента, как перебрались из пещер. Особенно архитектура и с ней технология производства развивалась в старом свете, строились города с полной инфраструктурой. Не отставали и Египетские строители, стоил лишь посмотреть на их творения как пирамиды, сфинксы, храмы богов и пр. С давних времён, например, в Древнеримской империи или Доколумбомых цивилизациях, гражданское строительство является примером использования имеющихся передовых достижений общества. Его история неразрывно связана с развитием таких наук, как физика, математика, механика. На протяжении древней и средневековой истории проектирование и строительство преимущественно велось такими мастерами как каменщики или плотник в силу своего опыта становившимися руководителями этого процесса. Знания сохранялись в профессиональных гильдиях и редко покидали их границы^[3].

Один из самых ранних примеров научного подхода к физическим и математическим проблемам гражданского строительства, является труд Архимеда, написанный в III в. до н. э. Он включал и чисто научные сведения, например, расчёт плавучести, и практические решения, такие как Архимедов винт. Известен своим вкладом и Брахмагупта, индийский математик VII века нашей эры, разработавший способы расчёта сложных площадей и объёмов, а также некоторых тригонометрических функций, необходимых в проектировании^[4].

Один из самых древних видов деятельности человека, традиции которого уходят глубоко в историю. Вместе с тем это один из самых «современных» видов деятельности, отвечающий социальным задачам сегодняшнего дня, базирующийся на «сегодняшних» теоретических знаниях и практических методах. В то же время современное строительство предназначено будущим векам и при этом е только и не столько в качестве материального воплощения замыслов архитектора и строителя, сколько в качестве идеи и эксперимента, которые будущем могут стать нормой, открывая пути новым техническим и художественным идеям.

Первым инженером-строителем можно назвать Имхотеп, который жил 3 тыс. лет до н.э. Он построил (спроектировал) Хеопскую пирамиду (рис. 1), впервые ввёл в строительство вместо обожженного кирпича – блоки.

Важнейшими этапами в истории техники можно считать от возведения шалашей, землянок (каменный век) до внушительных храмов, платин, мостов (железный век) (рис. 2). От естественного декора выполненного листвой, гипсом, глиной до высокопрочных бетонов и цементов.

Рис.1 Пирамида Хеопса Рис. 2 Древнеримский акведук у французского Пон-дю-Гар.

В Древней Руси профессиональные строительные навыки передавались при непосредственной работе ученика, подмастерья в составе артели. Распространению умений способствовало то, что строительство зданий по природе своей было коллективным. Первыми профессиональными руководителями строек были десятники, производители работ, архитекторы. С появлением сначала эмпирических, а затем научно обоснованных методов расчёта, конструирования и строительства стали возникать профессиональные учебные заведения. Для низшего и среднего звена управления в России организовывались школы десятников по строительному делу, а также курсы по подготовке техников-строителей. Во Франции первое строительное училище было основано в 1740 году архитектором Блонделем^[5].

Начало строительного образования было положено Петром 1. Он основал в 1701 году в Москве 1-ю инженерную школу. В школе преподавали арифметику, геометрию, рисование, механику, архитектуру, географию, астрономию и черчение. Вначале 18 века наиболее крупные постройки были связаны с сооружением трактов, дорог. Строители, инженеры в те времена использовали при возведении различных гидротехнических сооружений, т.к. водный транспорт являлся основным.

Основное

Масштабы, характер и темпы строительства всегда находятся в «экономической зависимости» у своего времени. Время диктует формы собственности, а средства производства, определяет социальные отношения в обществе, распределение финансовых, материальных и трудовых ресурсов и наряду с массовыми постройками создает сооружения, отражающие архитектурный стиль данной эпохи. Социально-экономические условия предопределяют те или иные задачи экономики строительства и способы их решения.

С развитием технологий и наук начали появляться все новые и новые строительные материалы, которые превосходили свои аналоги не только по качеству, но и по более низким затратам на производство. С появлением новых материалов стало возможным строить такие сооружения, о которых ранее только могли мечтать. Нынешние дома отвечают всем требованиям современного человека, по теплоизоляции, шумоизоляции, комфорта и прочим показателям.

Движение строительной сферы вперед зависит от достижений науки. Они разрабатываются для следующих целей: эффективное энергосбережение и звукоизоляция, легкий вес строения, быстрое возведение, обеспечение комфортного микроклимата помещений. Современный строительный материал должен быть также экологически безопасным, и новые технологии в строительстве разрабатываются для достижения именно этих качеств. Снижение затрат на возведение зданий тоже является важным показателем применения определенных материалов. При этом качество дома, его прочность, долговечность должны оставаться основными факторами использования определенной технологии^[6]. Мы уже видим многопролетные здания, многоэтажные дома Москва город (Москва, Россия (рис. 3)), невероятные здания Храм Лотоса (Дели, Индия (рис. 4)), Хан Шатыр (Астана, Казахстан), Музей Гуггенхайма (Бильбао, Испания (рис. 5)), ломающие все стереотипы о строительстве. Промышленное и гражданское строительство очень динамично развивается.

Рис. 3 Москва Город Рис. 4 Храм Лотоса

Рис. 5 Музей Гуггенхайма

Железобетонное Строительство

Строительство — сложный и долгий процесс. Есть много методик, материалов и техник, которые используются в таком виде работ. Они отличаются в зависимости от того, будет ли сооружение жилым помещением, или строением для промышленных целей. Среди них – использование железобетонных каркасов. Это не новый и распространенный вид строительства, особенно часто применяемый для сооружения многоэтажных конструкций. Правильная техника строительства и качественные материалы обеспечат максимально возможную стойкость. Прочность и надежность таких строений доказана годами.

Преимущества и недостатки

Железобетонные каркасы применяется в строительстве как многоэтажных, в том числе высотных, конструкций, так и в сооружении небольших частных домов. В первом случае это техническая необходимость в силу прочности такого вида материала, во втором – экономично не обосновано, так как можно использовать более дешевые составляющие. К плюсам использования железобетонного каркаса в строительстве можно отнести:

• хорошие несущие данные;

• большой эксплуатационный период;

• большую длину пролетов (6 м);

• качественное изготовление составляющих каркаса полностью проводится на производствах, что обосновывает их надежность.

Из-за того, что железобетонными каркасами можно создавать большие площадки, расширяется возможность в планировании внутреннего пространства. Среди недостатков можно назвать только большой вес конструкций.

Виды

Каркасные железобетонные конструкции можно разделить на (рис. 6):

• монолитные;

• сборно-монолитные;

• сборные.

Рис. 6 Схемы монолитных железобетонных каркасов

Каждый из этих видов лучше всего подходит для своего типа строительства и схема их установки полностью разные. Использование сборного железобетонного каркаса (серия 1.020) раньше ограничивалось только сооружениями для промышленных или административных целей, сейчас этот материал широко применяется для жилых помещений, так как удалось ввести в такую конструкцию гибкую внутреннюю планировку.Использование этого вида имеет свои плюсы:

• применение небольшого количества материалов (как, например, в монолитном);

• возможность работать при низких температурах.

Особенностью этого вида является то, что таким железобетонным каркасом обеспечивается невысокая несущая способность и в нем используются жесткие узлы. К минусам этого вида относиться:

• рама каркаса не сопротивляется горизонтальному движению, отчего неизменяемость пространства зависит только от вертикальных элементов;

• ограниченность в выборе формы конструкции из-за заводских стандартов.

Сборный железобетонный каркас (рис.7) составляют три элемента:

• колоны;

• ригели;

• основы лестничных проемов.

Рис. 7 Схема сборного железобетонного каркаса.

Эти элементы изготавливаются на производстве, после чего привозятся на строительство и собираются в единую конструкцию. Монолитные каркасы делают на строительной площадке путем заполнения опалубки конструкции бетонной смесью нужной марки.

Преимущества использования:

• нет ограничения по форме, местонахождению элементов в конструкции, сечению колонн;

• прочность – способны выдержать любую нагрузку и количество этажей;

• нагрузки между элементами в железобетонном каркасе рассредоточиваются, что дает возможность экономить используемые материалы (жесткие составляющие часть нагрузки с колонн переносят на балки и перекрытия);

• при возведении стен и перегородок используются материалы с высокими теплоизоляционными свойствами.

Для сооружения монолитной конструкции используют съемную опалубку, которая заливается бетоном. Это ускоряет строительные работы.

Заключение

Железобетонные каркасы — наиболее подходящий материал для возведения многоэтажных зданий. Такая конструкция является прочной и выдерживает большой вес и этажность. Каркасы бывают сборными, сборно-монолитными и монолитными, каждый из них подходит для конкретного вида строительства. Не так давно сборные каркасы использовались только для промышленных или административных целей^[7].

Ссылки

1. Строительство гражданское // Энциклопедия Кругосвет

2. Виды строительства // Справочник строителя, Сайт Baurum.ru

3. Lecture notes in Structural Engineering.

4. Algebra: with Arithmetic and mensuration

5. Энциклопедический словарь Ф. А. Брокгауза и И. А. Ефрона

6. Информационно-строительная основа моего дома

7. KLADEMBETON.RU подробно о бетоне

Код для цитирования: Скопировать