Навантаження і впливи на будівлю і його конструктивні елементи
В процесі будівництва і експлуатації будівля відчуває на собі дію різних навантажень. Зовнішні впливи можна розділити на два види: силові і несилові або впливу середовища.
До силових дій відносяться різні види навантажень:
постійні - від власної ваги (маси) елементів будівлі, тиску грунту на його підземні елементи;
тимчасові (тривалі) - від ваги стаціонарного обладнання, які тривалий час зберігаються вантажів, власної ваги постійних елементів будівлі (наприклад, перегородок);
короткочасні - від ваги (маси) рухомого обладнання (наприклад, кранів в промислових будівлях), людей, меблів, снігу, від дії вітру;
особливі - від сейсмічних впливів, впливів в результаті аварій устаткування і т.п.
До несиловим відносяться:
температурні впливи. викликають зміни лінійних розмірів матеріалів і конструкцій, що призводить в свою чергу до виникнення силових впливів, а також впливають на тепловий режим приміщення;
впливу атмосферної і ґрунтової вологи. а такжепарообразной вологи, що міститься в атмосфері і в повітрі приміщень, що викликають зміну властивостей матеріалів з яких виконані конструкції будівлі;
руху повітря викликає не тільки навантаження (при вітрі), але і його проникнення всередину конструкції і приміщень, зміна їх вологісного і теплового режиму;
вплив променевої енергії сонця (сонячна радіація) викликають в результаті місцевого нагріву зміна фізико-технічних властивостей поверхневих шарів матеріалу, конструкцій, зміна світлового і теплового режиму приміщень;
вплив агресивних хімічних домішок. містяться в повітрі, які в присутності вологи можуть призвести до руйнування матеріалу конструкцій будівлі (явище корозії);
біологічні впливу. викликані мікроорганізмами або комахами, що приводять до руйнування конструкцій з органічних будівельних матеріалів;
вплив звукової енергії (шуму) і вібрації від джерел всередині або поза будівлею.
За місцем докладання зусиль навантаження поділяються на зосереджені (наприклад, вага обладнання) і равномернораспределенние (власна вага, сніг).
За характером дії навантаження можуть бути статичними. тобто постійними за величиною в часі і динамічними (ударними).
У напрямку - горизонтальні (вітрової натиск) і вертикальні (власна вага).
Т.ч. на будівлю діє найрізноманітніші навантаження за величиною, напрямку, характеру дії і місця докладання.
Мал. 2.3. Навантаження і впливи на будівлю.
Може вийде таке поєднання навантажень, при якому всі вони будуть діяти в одному напрямку, посилюючи один одного. Саме на такі несприятливі поєднання навантажень розраховують конструкції будівлі. Нормативні значення всіх зусиль, що діють на будівлю, наведені в ДБН або СНиП.
Слід пам'ятати, що дії на конструкції починаються з моменту їх виготовлення, тривають при транспортуванні, в процесі зведення будівлі і його експлуатації.
4. Основні вимоги пред'являються до будівель і їх елементів.
- функціональна (або технологічна) доцільність, тобто будівля повинна бути зручно для праці, відпочинку або іншого процесу, для якого воно призначене;
- технічна доцільність, тобто будівлі повинні бути міцними, стійкими, довговічними, надійно захищати людей і обладнання від шкідливих атмосферних впливів, задовольняти протипожежним вимогам;
- архітектурно-художньої виразності, тобто воно повинно бути привабливим по своєму зовнішньому вигляду, сприятливо впливати на психологічний стан і свідомість людей;
- економічна доцільність, яка передбачає при мінімальних витратах на будівництво і експлуатацію будівлі отримання максимуму корисної площі.
Основним в будівлі або приміщенні є його функціональне призначення.
Здійснення тієї чи іншої функції завжди супроводжується здійсненням будь-якої іншої функції, що має підсобний характер. Наприклад, навчальні заняття в аудиторії становлять головну функцію цього приміщення, рух же людей при заповненні аудиторії і після закінчення занять - підсобну. Отже, можна розрізнити головні і підсобні функції. Головна функція для конкретного приміщення в іншому приміщенні може бути підсобної, і навпаки.
Приміщення - основний структурний елемент або частину будівлі. Відповідність приміщення тієї чи іншої функції досягається тільки тоді, коли в ньому створюються оптимальні умови для людини, тобто среда, що відповідає тією в приміщенні функції.
Якість середовища залежить від ряду факторів. До них можна віднести:
простір. необхідне для діяльності людини, розміщення устаткування і переміщення людей;
стан повітряного середовища (мікроклімат) - запас повітря для дихання з оптимальними параметрами температури, вологості і швидкості його руху. Стан повітряного середовища характеризується також ступенем чистоти повітря, тобто кількістю вмісту шкідливих для людини домішок (газів, пилу);
звуковий режим - умови чутності в приміщенні (мови, музики, сигналів), відповідні його функціональним призначенням, і захист від заважають звуків (шуму), що виникають як у самому приміщенні, так і проникаючі ззовні, і надають шкідливий вплив на організм і психіку людини;
світловий режим-умови роботи органів зору, відповідні функціональному призначенню приміщення, що визначаються ступенем освітленості приміщення;
видимість і зорове сприйняття - умови для роботи людей, пов'язані з необхідністю бачити плоскі або об'ємні об'єкти в приміщенні.
Технічна доцільність будинку визначається рішенням його конструкцій, що повинне знаходитися в повній відповідності з законами механіки, фізики, хімії.
Відповідно до впливом середовища до будівлі і його конструкцій пред'являється комплекс технічних вимог.
Міцність - здатність будівлі в цілому і окремих його конструкцій сприймати зовнішні навантаження і впливу без руйнування й істотних залишкових деформацій.
Стійкість (жорсткість) - здатність будівлі зберігати статичну і динамічну рівновагу при зовнішніх впливах будівлі залежить від доцільного розміщення конструкцій відповідно до величини і напрямки навантажень і від міцності їх сполучень.
Довговічність. що означає міцність, стійкість і збереження будівлі і його елементів у часі. Вона залежить від:
повзучості матеріалів, тобто від процесу малих безперервних деформацій, що протікають в матеріалах в умовах тривалого впливу навантажень.
морозостійкості матеріалів, тобто від здатності вологого матеріалу протистояти багаторазовому поперемінному заморожування і відтавання;
вологостійкості матеріалів, тобто їх здатності протистояти руйнівній дії вологи (розм'якшення, набухання, викривлення, розшарування, розтріскування і т.д.);
корозостійкості, тобто від здатності матеріалу чинити опір руйнуванню, що викликається хімічними і електричними процесами;
биостойкости, тобто від здатності органічних будівельних матеріалів протистояти дії комах і мікроорганізмів.
Довговічність визначається граничним терміном служби будівель. Практичних інженерних методів розрахунку довговічності будівель поки не створено, тому в будівельних нормах і правилах будівлі по довговічності умовно поділяються на три ступені:
1-й ступінь - термін служби більше 100 років;
2-й ступінь - термін служби від 50 до 100 років;
3-й ступінь - термін служби від 20 до 50 років.
Характеристики можливих наслідків відмови будівлі або споруди
Незалежно від класифікації за ознаками слід встановлювати клас наслідків (відповідальності) не менше:
СС1 - для об'єктів (будівель і споруд) підвищеної небезпеки, визначених відповідно до законодавства;
СС2 - для висотних житлових і громадських будинків висотою від 73,5 м до 100 м;
СС3 - для висотних житлових і громадських будинків висотою понад 100 м;
До будівель і споруд класу СС1, як правило, слід відносити:
- всі об'єкти промисловості, енергетики, транспорту і зв'язку, сільського господарства і переробки сільгосппродукції, які не віднесені до класів СС3 і СС2;
- громадські будівлі, об'єкти фізкультури і спорту, не віднесені до класів СС3 і СС2, а також всі тимчасові об'єкти, мобільні будівлі;
- об'єкти внутрішньовиробничих доріг, комунікацій і продуктопроводів;
- парники, теплиці;
- опори розподільчої мережі низької напруги, освітлювальні опори.
Примітка. У нормах проектування конкретних об'єктів їх класифікаційні параметри можуть уточнюватися.
До 1-го ступеня довговічності відносяться будівлі. основні конструкції яких (наприклад, фундаменти, зовнішні стіни і т.п.) виконані з матеріалів, що володіють високою стійкістю проти перерахованих вище дій.
У будівлях необхідно передбачити конструктивні, об'ємно-планувальні та інженерно-технічні рішення. які повинні забезпечити під час пожежі:
· Можливість евакуації людей назовні на прилеглу до будинку територію людей незалежно від їхнього віку і фізичного стану;
· Можливість порятунку людей;
· Можливість доступу особового складу пожежних підрозділів до осередку пожежі, а також проведення заходів з порятунку людей і матеріальних цінностей;
· Нерозповсюдження пожежі на поруч розташовані будівлі, в тому числі при обваленні будівлі, що горіла;
· Обмеження матеріальних втрат. включаючи будівлю і обладнання, при економічно обґрунтованого співвідношення величини втрат і витрат на протипожежні заходи, пожежну охорону і її технічне оснащення.
Важливим технічним (і частково функціональним) вимогою, що робить великий вплив на об'ємно планувальне і конструктивне рішення будівлі, є пожежна безпека. що означає суму заходів, які зменшують можливість виникнення пожежі і, отже, загоряння конструктивних елементів будівлі і забезпечують безпеку людей.
Будівельні матеріали класифікують за такими показниками пожежної небезпеки: горючістю, займистості, поширенням полум'я поверхнею, димоутворювальною здатністю ітоксічності продуктів горіння.
За горючістю будівельні матеріали поділяють на негорючі (НГ) і горючі (Г).
Негорючі будівельні матеріали за іншими показниками пожежної небезпеки не класифікують.
Горючі будівельні матеріали поділяють на чотири групи:
Г1 (низької горючості);
Г2 (помірної горючості);
Г4 (підвищеної горючості).
За займистості підрозділяють на три групи: