Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Января 2013 в 14:38, курс лекций
Для возведения животноводческих объектов применяют большое количество самых разнообразных строительных материалов. Однако только правильное использование отдельных строительных материалов с учетом особенностей их свойств может в значительной мере повысить эффективность самого строительного материала и удлинить срок службы зданий и сооружений, а также способствовать созданию оптимального микроклимата в животноводческих помещениях.
Рис.11. Привязка колонн и стен к продольным и поперечным разбивочным осям:
а – сетка разбивочных осей одноэтажного сельскохозяйственного здания; б – ж – разрезы и планы привязки конструктивных несущих элементов зданий к разбивочным осям.
В двух- и трехпролетных – железобетонные балки 1СБТ-60 и КБ-1080, металлические прутковые фермы или клеефанерные балки.
Для многопролетных широкогабаритных зданий несущими конструкциями покрытия могут быть: треугольные железобетонные безраскосные фермы ФБТ пролетом 9,12,18 и 21 м; покрытия – облегченные железобетонные плиты; железобетонные плиты 2Т размерами в плане 2×12 и 2×18м; железобетонные оболочки КЖС пролетом 12 и 18 м размерами в плане 1,5×12 и 3×18 м; металлические фермы с профилированным настилом. Конструктивные решения фундаментов во всех вариантах принимают двух видов: фундаментные башмаки СФК с размерами подошвы 800×800мм, высотой 500 мм; 1000×1000 и 1300×1300мм, высотой 550 мм; свая-колонка ССКД сплошная с консолями сечением 300×300 и 200×200 мм, длиной 5–7,5 м.
Для стен животноводческих и птицеводческих зданий принимают, как правило, самонесущие и навесные панели следующего вида: двухслойные из легких бетонов марки ПСЛ размерами 1,2×6; 1,5×6; 1,8×6м и толщиной в зависимости от климатического района строительства 200 – 400 мм; трехслойные панели размером до 1,8×6м из двух железобетонных слоев с утеплением плитным пенополистиролом.
Такая многовариантность в использовании материалов способствует широкому внедрению в строительство сельскохозяйственных зданий прогрессивных конструкций и эффективному использованию существующих средств механизации для проведения строительных работ.
Гигиена элементов зданий. Здания для животных строят так, чтобы они были сухими, светлыми, теплыми зимой и прохладными летом. Для строительства используют сравнительно долговечные и дешевые материалы с удовлетворительными теплозащитными свойствами. Здания состоят из отдельных конструктивных элементов, основными из которых являются фундаменты, каркас, стены, перекрытия и покрытия, кровля, перегородки, полы, лестницы, окна, двери, ворота.
Конструктивные элементы подразделяются на две группы: несущие, которые воспринимают все внутренние и внешние нагрузки, и ограждающие, предназначенные защищать помещения от атмосферных воздействий, отделять их друг от друга и обеспечивать создание необходимого температурного режима.
3.1. Требования к конструктивным частям здания:
основанию, фундаментам, покрытиям, стенам, дверям, окнам
Основание. Основанием называют массив грунта, воспринимающий давление от фундаментов здания. Прочность и устойчивость любого здания зависят прежде всего от надежности основания. Основание должно быть прочным, однородным, сухим, с осадкой под зданием не более 2–3 см и не подвергаться оползням.
Основания под фундаменты зданий и сооружений бывают естественными и искусственными. Животноводческие здания и сооружения строят, как правило, на естественных основаниях.
Естественные основания – это грунты, находящиеся в условиях природного залегания.
Искусственные основания – это слабые грунты, предварительно укрепленные разными способами.
Верхние слои грунтов – растительные (почва) – слабые, как правило, имеют сильную сжимаемость под нагрузкой и основанием служить не могут. Поэтому необходимо знать геологические условия площадки, отведенной под застройку. При разработке проекта проектная организация делает топографическую съемку участка и геологию, т. е. бурят в разных местах участок и определяют его геологический разрез и качество грунтов под основание.
Различают следующие виды грунтов: скальные, крупнообломочные, песчаные, глинистые.
Скальные грунты представляют собой залежи изверженных осадочных и горных пород – граниты, известняки, кварциты, песчаники. Они залегают сплошными массивами (без трещин и пустот) и являются наиболее прочным естественным основанием.
Крупнообломочные грунты – щебень, гравий, галька – представляют собой куски с размерами частиц более 2 мм. Это обломки скальных пород. Они не подвержены вспучиванию, малосжимаемы, не размываются водой. При отсутствии воздействия грунтовых вод они служат надежным основанием.
Песчаные грунты состоят из частиц 0,1–2 мм. Они подразделяются на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. С увеличением содержания пылеватых и глинистых частиц прочность песчаного грунта уменьшается. Вследствие значительной водопроницаемости увлажнение гравелистых, крупных и средней крупности песков почти не сказывается на их механических свойствах. Насыщенные водой мелкие и пылеватые пески становятся текучими (плывуны), приобретают подвижность, это ведет к резкому снижению несущей способности. Крупные и чистые пески при промерзании не вспучиваются и являются хорошим основанием.
Глинистые грунты – глина, супеси и суглинки – состоят из мельчайших частиц чешуйчатой формы. Сухое глинистое основание может выдержать большие нагрузки от массы здания и сооружения. Глинистые грунты, мелкие и пылеватые пески во влажном состоянии при замерзании могут вспучиваться, а при оттаивании – проседать. При вспучивании влажных глинистых грунтов зимой и оседании их весной в здании появляются трещины, которые часто нарушают нормальную эксплуатацию.
Малопригодны под основания грунты с органическими примесями: растительный грунт, ил, торф, болотистый грунт.
Вода изменяет свойства грунтов, снижает их несущую способность. Основным источником грунтовой воды служат атмосферные осадки. Вода атмосферных осадков, проникая в грунт, наполняется газами и растворами органических и неорганических веществ. Некоторые водные соединения образуют кислоты и щелочи. Они разрушающе действуют на фундаменты и основания. Такая грунтовая вода называется агрессивной.
В период изыскательских
работ, на начальном этапе
Фундаменты. Это подземная часть здания, служащая опорой всех несущих конструкций здания или сооружения. Фундаменты должны отвечать следующим основным требованиям: прочность, устойчивость, сопротивляемость влиянию атмосферных условий (вода, температура, ветер) и отрицательных температур, долговечность, соответствующая эксплуатационному сроку службы надземной части зданий, индустриальность устройства конструкций, экономичность.
По виду материалов различают железобетонные, бетонные, бутовые, бутобетонные, кирпичные и деревянные фундаменты.
Глубина заложения фундаментов – расстояние от спланированной поверхности земли до подошвы фундамента. Она должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам может служить основанием для данного здания.
При выборе глубины заложения
фундаментов одноэтажных
Если основание состоит из влажного пучинистого грунта (мелкого песка, супеси, суглинка или глины), то подошва фундамента должна располагаться ниже уровня промерзания грунта на 15–20 см. На непучинистых грунтах (крупнообломочных, гравелистых песках, крупных и средней крупности) глубина заложения фундаментов не зависит от средней глубины промерзания, однако она не может быть менее 0,5 м.
Глубина промерзания грунтов в различных районах нашей страны различна.
Глубина заложения фундаментов под внутренние стены и колонны животноводческих зданий не зависит от глубины промерзания грунта и должна быть не менее 0,5 м от уровня земли.
По конструктивным решениям
фундаменты для одноэтажных
Ленточные фундаменты наиболее просты по конструкции. Они повторяют очертания несущих конструкций надфундаментной части здания, обеспечивают равномерную передачу нагрузок здания на фундамент и фундамента на грунт.
Фундаменты могут быть сборными – из бетонных и железобетонных блоков или монолитными – из бутового камня, бетона или бутобетона, кирпича или других материалов.
Ленточные фундаменты применяют для животноводческих зданий с массивными стенами тогда, когда возможно мелкое их заложение, а столбчатые фундаменты экономически не оправданы.
Столбчатые фундаменты устраивают под стены при прочных основаниях и небольших нагрузках на них. Фундамент состоит из отдельных опор и уложенных на них железобетонных фундаментных балок (рандбалок), воспринимающих нагрузку от стен. Опоры делают из бутового камня, бетона, бутобетона, кирпича или из сборных бетонных блоков.
Под несущими стенами опоры располагают в углах, в местах примыкания и пересечения стен, а также в промежутках через 2 – 6 м.
Свайные фундаменты применяют при возведении зданий, в основном на слабых грунтах.
Сваями называют стержни, погруженные в грунт различными способами на определенном расстоянии друг от друга. По виду материала они бывают деревянными, железобетонными, металлическими и комбинированными; по форме сечения – круглыми, квадратными, многогранными; по виду продольного профиля – прямоугольными, цилиндрическими, треугольными. Сваи, проходящие через слабые грунты и опирающиеся на прочный грунт, называют сваями-стойками. Сваи, не достигающие прочного грунта, а уплотняющие слабые слои, называют висячими. Висячие сваи передают на грунт нагрузку от здания за счет сил трения, возникающих между их боковой поверхностью и грунтом.
Фундаменты под стены подвергаются увлажнению просачивающейся через грунт атмосферной влагой, а также грунтовой водой. Вследствие капиллярности влага по фундаменту поднимается вверх и вызывает отсыревание стен здания. Чтобы преградить доступ влаги в стены, между фундаментом и стеной предусматривают горизонтальную гидроизоляцию из двух слоев рубероида на битумной мастике. Вертикальную гидроизоляцию делают в том случае, если в здании имеется подвал.
Цоколь. Это выступающая над поверхностью грунта часть фундамента, место перехода фундамента в стену, которая служит основой для стен. В помещениях для животных цоколь должен выступать над поверхностью высотой не менее 20 – 30 см. Естественный сток атмосферных вод от стен здания достигается путем устройства по периметру цоколя отмостки шириной 70 – 100 см. Отмостка заглубляется в землю на 10 см и возвышается над уровнем земли у цоколя на 15 – 20 см. Защитный слой отмостки чаще делают по щебеночной подготовке из бетона или асфальта.
Каркасы зданий. Несущим остовом современных одноэтажных и многоэтажных животноводческих зданий служит каркас.
Каркас одноэтажного здания выполняют в стоечно-балочной и рамной схемах. При стоечно-балочной схеме используются следующие конструктивные строительные элементы: фундаментный башмак, колонны, балки, фермы треугольные, плиты покрытия.
При рамной схеме основной каркас здания состоит из железобетон- ных или деревянных клееных полурам, собирается из двух Г-образных элементов.
Покрытия. Это верхнее ограждение здания для защиты от внешних климатических факторов и воздействий. На потери тепла через покрытия приходится 30 – 35 % общих теплопотерь здания. Поэтому покрытия в значительной степени способствуют поддержанию оптимального режима температуры и влажности в помещении.
В инженерном отношении они должны быть гладкими, сухими, легкими, прочными, не поддаваться проникновению воды, невозгораемы, с низким коэффициентом теплопередачи. Недопустимо промерзание покрытий и образование на них конденсата.
Покрытия делают из бетонных и железобетонных плит, деревянные.
Исследования показали, что покрытия из железобетонных плит не в полной мере отвечают требованиям гигиены, так как при нарушении температурно-влажностного режима в помещении они быстро покрываются конденсатом.
Однако такие покрытия получили очень широкое распространение при индустриальных методах строительства, особенно при возведении полносборных животноводческих зданий.
Покрытие состоит из нескольких слоев: несущий – из железобетонных плит; сверху укладывают пароизоляционный слой (рубероид, полиэтиленовая пленка) и слой утеплителя (пенопласт, минераловатные плиты); верхний слой покрытия защищает здание от атмосферных осадков (рис.12).
Рис. 12. Конструктивные типы одноэтажных животноводческих зданий:
а) бескаркасное здание (с несущими стенами); б) с полным каркасом; в) рамный каркас; г) каркасное (стоечно-балочный каркас); 1 – ленточный фундамент; 2 – несущая стена из кирпича или блоков; 3 – кровля; 4 – деревянные стропила; 5 – односкатная железобетонная балка покрытия; 6 – плиты покрытия; 7 – железобетонная колонна; 8 – полускатная железобетонная балка покрытия, 9 – железобетонный прогон; 10 – фундамент под несущую раму; 11 – самонесущие стены; 12 –несущая рама; 14 – фундамент под колонну; 13 – треугольная безраскосная ферма.
Здания с совмещенным покрытием возводят в регионах с теплым, умеренно холодным климатом.
Стены. Это основа ограждающих конструкций с наибольшей площадью соприкосновения помещения с внешним воздухом. От их конструкции, качества зависят прежде всего условия содержания и использования животных в здании.
Назначение стен – защищать животных от воздействия внешних метеорологических условий и обеспечивать оптимальный микроклимат в холодный период года.
Основные требования, которым должны отвечать стены, следующие:
– низкая теплопроводность, достаточная теплостойкость;
– высокий коэффициент термического сопротивления, который предотвращают как переохлаждение, так и перегрев помещения под воздействием внешних температур;