Материалы из которых строят дома физика
Физика в архитектуре
В такой важной науке как архитектура используются различные законы физики. Важнейшими из них являются закон Всемирного тяготения и закон Гука. Оба закона тесно связаны с силой – одной из фундаментальных физических величин. Любая форма вещества неизбежно подвергается действию физических процессов.
Я обратился к различным источникам информации о существующих масштабных сооружениях на территории России. Меня заинтересовали четыре архитектурных объекта: Александровская колонна в Санкт-Петербурге, Останкинская телебашня в Москве, мемориальный комплекс с главным сооружением «Родина -мать зовет» в Волгограде и памятник «Медный всадник» в Санкт-Петербурге.
Любое сооружение должно быть долговечным, а, значит, прочным.
Я решил узнать, каким образом эти масштабные объекты удерживаются на земле и не падают. Как законы физики помогают им находиться в состояниях устойчивого равновесия.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| физика в арзхитектуре | 536.76 КБ |
Предварительный просмотр:
Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение
Школьный конкурс научно-исследовательских работ «Я- исследователь».
Учебный проект по физике
Физика в архитектуре
Кипаренко Владислав , 7А МКОУ гимназия №259, ул.Усатого 8, кв.19
Куличкова Лариса Валентиновна
Учитель физики, МКОУ гимназии №259 (ул. Постникова 4, г. Фокино)
1.Введение. Главный вопрос проекта.
3.Задачи и цель работы.
5. Реализация проекта.
Введение. Главный вопрос проекта.
В такой важной науке как архитектура используются различные законы физики. Важнейшими из них являются закон Всемирного тяготения и закон Гука. Оба закона тесно связаны с силой – одной из фундаментальных физических величин. Любая форма вещества неизбежно подвергается действию физических процессов. Я решил исследовать применение вышеупомянутых законов физики в архитектуре.
Я выбрал эту тему, потому что мне стало интересно, как возводились архитектурные сооружения, какие технологии строительства использовались и как физика связана с архитектурой.
Архитектурный памятник — это научный документ, исторический источник.
Актуальность моей исследовательской работы заключается в том, что она является практической проверкой взаимосвязи физики и архитектуры, в которой используются знания, полученные в школе.
1. Найти из различных источников, что такое сила упругости и сила тяжести. Определить степень влияния этих сил на состояние архитектурного сооружения.
2.Выяснить, в каких случаях проблемы устойчивости и прочности проявляются в конкретных архитектурных сооружениях
Доказать тесную связь архитектуры с физическими законами.
Исследовать зависимости сил тяжести и упругости в архитектуре.
Гипотеза : Я предполагаю, что:
1.Действие законов физики в архитектуре могут изменяться в зависимости от различных внешних факторов.
2.В зависимости от погодных условий влияние сил сказывается по-разному.
Архитектурой называют не только систему зданий и сооружений, организующих пространственную среду человека, а самое главное – искусство создавать здания и сооружения по законам красоты.
Слово «архитектура» происходит от греческого «аркитектон», что в переводе означает «искусный строитель». Сама архитектура относится к той области человека, где особенно прочен союз науки, техники и искусства.
Еще в I в. до н.э. древнеримский архитектор Витрувий сформулировал три основных принципа архитектуры: практичность, прочность и красота. Здание практично, если оно хорошо спланировано и им удобно пользоваться. Оно прочно, если построено тщательно и надежно. Наконец, оно красиво, если радует глаз своими материалами, пропорциями или деталями убранства.
В архитектуре, как в ни каком другом искусстве, тесно переплелись, постоянно взаимодействуя между собой, красота и полезность функционального назначения построек. Неделимое целое в архитектуре создается средствами эстетической выразительности, главным из которых является тектоника – сочетание конструкции архитектурной формы и работы материала. Воплощая свой замысел, архитектор должен знать многие физические свойства строительных материалов: плотность и упругость, прочность и теплопроводность, звукоизоляционные и гидроизоляционные параметры, функциональные характеристики света и цвета.
Любое сооружение должно быть долговечным, а, значит, прочным. Достижение высокой конструктивной эффективности в архитектурно-строительной практике последних лет достигается физическим моделированием природных форм.
Прочность - способность материала сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы (пластической деформации) при действии внешних нагрузок, в узком смысле — только сопротивление разрушению. Прочность твёрдых тел обусловлена в конечном счете силами взаимодействия между атомами и ионами, составляющими тело . Прочность зависит не только от самого материала, но и от вида напряжённого состояния (растяжение, сжатие, изгиб и др.), от условий эксплуатации (температура, скорость нагружения, длительность и число циклов нагружения, воздействие окружающей среды и т. д.). В зависимости от всех этих факторов в технике приняты различные меры прочности: предел прочности, предел текучести, предел усталости и др. Повышение прочности материалов достигается термической и механической обработкой, введением легирующих добавок в сплавы, радиоактивным облучением, применением армированных и композиционных материалов.
Устойчивость равновесия - способность механической системы, находящейся под действием сил в равновесии, почти не отклоняться при каких-либо незначительных случайных воздействиях (лёгких толчках, порывах ветра и т.п.) и после незначительного отклонения возвращаться в положение равновесия.
Жёсткость - способность тела или конструкции сопротивляться образованию деформации; физико-геометрическая характеристика поперечного сечения элемента конструкции. Понятие жёсткости широко используется при решении задач сопротивления материалов.
Как повысить устойчивость равновесия? Тело (конструкция, сооружение) находится в положении устойчивого равновесия, если линия действия силы тяжести никогда не выходит за пределы площади опоры. Равновесие утрачивается, если линия действия силы тяжести не пройдет через площадь опоры. Как повысить устойчивость равновесия?
1. Следует увеличить площадь опоры, помещая точки опоры дальше друг от друга. Лучше всего, если они будут вынесены за границу проекции тела на плоскость опоры.
2. Вероятность выхода вертикальной линии за границы площади опоры снижается, если центр тяжести расположен низко над площадью опоры, т. е. соблюдается принцип минимума потенциальной энергии.
Среди всех наук физика занимает важное место, которое особенно возросло в современной архитектуре и строительстве.
В основе выбора архитектурной композиции лежат данные многих наук: надо учитывать назначение сооружения, его конструкцию, климат местности, особенности природных условий. Требования к конструктивным элементам зданий:
Архитектурные сооружения должны возводиться на века.
Конструктивные элементы (деревянные, каменные, стальные, бетонные и т.п.), воспринимающие основные нагрузки зданий и сооружений должны надёжно обеспечивать прочность, жёсткость и устойчивость зданий и сооружений.
Чем выше архитектурное сооружение, тем строже требования к его устойчивости.
С 1829 года на Дворцовой площади в Санкт-Петербурге начались работы по подготовке и строительству фундамента и пьедестала Александровской колонны.Фундамент памятника был сооружён из каменных гранитных блоков полуметровой толщины. Он был выведен до горизонта площади тёсовой кладкой. В его центр была заложена бронзовая шкатулка с монетами, отчеканенными в честь победы 1812 года.
Работы были закончены в октябре 1830 года.
Строительство пьедестала
После закладки фундамента, на него был водружён громадный четырёхсоттонный монолит, привезённый из Пютерлакской каменоломни, который служит основанием пьедестала.
Инженерная задача установки столь крупного монолита была решена О. Монферраном следующим образом:
Установка монолита на фундамент. Монолит закатили на катках через наклонную плоскость на платформу, построенную вблизи от фундамента. Камень свалили на кучу песка, предварительно насыпанную рядом с платформой. Были подведены подпорки, потом работники выгребли песок и подложили катки.Подпорки подрубили, и глыба опустилась на катки. Камень вкатили на фундамент.Канаты, перекинутые через блоки, натянули девятью кабестанами и приподняли камень на высоту порядка одного метра.
Подъём Александровской колонны
По наклонной плоскости колонну подкатили на особую платформу, находившуюся у подножия лесов и обмотали множеством колец из канатов, к которым были прикреплены блоки.
Большое число канатов, опоясывающих камень, огибало верхние и нижние блоки и свободными концами были намотаны на кабестаны, расставленные на площади.
Каменная глыба наклонно приподнялась, неспешно поползла, затем оторвалась от земли и её завели на позицию над пьедесталом. По команде канаты были отданы, колонна плавно опустилась и стала на своё место.
Скульптура « Родина-мать зовет» сделана из предварительно напряжённого железобетона — 5500 тонн бетона и 2400 тонн металлических конструкций (без основания, на котором она стоит).
Статуя стоит на плите высотой 2 метра, которая покоится на главном фундаменте.
Скульптура полая. Внутри вся статуя состоит из отдельных ячеек-камер . Толщина железобетонных стен скульптуры составляет 25—30 сантиметров. Жёсткость каркаса поддерживается 99 металлическими тросами, постоянно находящимися в натяжении.
Меч длиной 33 метра и весом 14 тонн был первоначально сделан из нержавеющей стали, обшитой листами титана . Огромная масса и высокая парусность меча, обусловленная его колоссальными размерами, вызывали сильное раскачивание меча при воздействии ветровых нагрузок, что приводило к возникновению избыточного механического напряжения в месте крепления руки, держащей меч, к телу скульптуры. Деформации конструкции меча также вызывали перемещения листов титановой обшивки, создавая неприятный для слуха звук гремящего металла. Поэтому в 1972 году лезвие заменили на другое — целиком состоящее из стали,— а в верхней части меча предусмотрели отверстия, позволившие уменьшить его парусность.
Внешне лёгкое элегантное сооружение высотой 540 м, удачно вписанное в окружающий ландшафт. Возвышаясь над окружающей застройкой, выразительная и динамичная по композиции, башня играет роль основной высотной доминанты и своеобразной эмблемы города.
Авторы проекта Останкинской телебашни уверены в инженерных расчётах по устойчивости сооружения: огромная полукилометровая башня была построена по принципу неваляшки. Три четверти всего веса башни приходятся на одну девятую её высоты, т. е. основная тяжесть башни сосредоточена внизу у основания. Потребуются колоссальные силы, чтобы заставить упасть такую башню. Ей не страшны ни ураганные ветры, ни землетрясения.
По первоначальному проекту у башни было 4 опоры, позже — по совету всемирно известного немецкого инженера-строителя Фритца Леонхардта автора первой в мире бетонной телебашни в Штутгарте — их число увеличили до десяти. Высота башни была увеличена до 540 м, увеличено количество телевизионных и радио программ.
Причиной устойчивости Александрийской колонны в Санкт-Петербурге и многих других высотных сооружений является близкое к земле расположение центра масс сооружения.
Тело (конструкция, сооружение) находится в положении устойчивого равновесия, если линия действия силы тяжести никогда не выходит за пределы площади опоры. Равновесие утрачивается, если линия действия силы тяжести не пройдет через площадь опоры.
Я обратился к различным источникам информации о существующих масштабных сооружениях на территории России. Меня заинтересовали четыре архитектурных объекта: Александровская колонна в Санкт-Петербурге, Останкинская телебашня в Москве, мемориальный комплекс с главным сооружением «Родина -мать зовет» в Волгограде и памятник «Медный всадник» в Санкт-Петербурге.
Любое сооружение должно быть долговечным, а, значит, прочным.
Я решил узнать, каким образом эти масштабные объекты удерживаются на земле и не падают. Как законы физики помогают им находиться в состояниях устойчивого равновесия.
Архитектор-Огюст Монферран. Воздвигнута в 1834г.
Общая высота сооружения 47,5 м.
Высота ствола (монолитной части) колонны 25,6 м
Высота пьедестала 2,85 м
Высота фигуры ангела 4,26 м,
Высота креста 6,4 м
Нижний диаметр колонны 3,5 м (12 футов), верхний — 3,15 м
Размер постамента — 6,3×6,3 м.
Общий вес сооружения 704 тонны.
Вес каменного ствола колонны около 600 тонн.
Общий вес навершия колонны около 37 тонн.
Я выяснил, что колонна была установлена вручную при помощи простых механизмов: блоков, наклонных плоскостей.
Монумент обладает удивительной чёткостью пропорций, лаконизмом формы, красотой силуэта.
Это самый высокий монумент в мире, выполненный из цельного гранита и третья по высоте из всех монументальных колонн .
Колонна стоит на гранитном основании без каких-либо дополнительных опор, лишь под действием силы собственной тяжести равной 7040000Н=7,04МН
Ствол колонны — самый высокий и самый тяжёлый монолит, когда-либо установленный в виде колонны или обелиска вертикально, и один из величайших (пятый за всю историю и второй — после Гром-камня — в Новое время) перемещённых человеком монолитов.
А так же я выяснил, что причиной устойчивости колонны является близкое к земле расположение центра масс сооружения.
Архитектурное сооружение «Родина-мать зовёт!»г.Волгоград 1967г.
Скульптура «Родина-мать зовёт!» занесена в книгу рекордов Гиннеса как самая большая на тот момент скульптура-статуя в мире.
Её высота — 52 метра,
длина руки — 20 м. и меча — 33 метра.
Общая высота скульптуры — 85 метров.
Вес скульптуры — 8 тысяч тонн, а меча — 14 тонн.
Я выяснил, что статуя стоит на плите высотой 2 метра, которая покоится на главном фундаменте. Скульптура полая. Жёсткость каркаса поддерживается 99 металлическими тросами, постоянно находящимися в натяжении.
Сила упругости имеет огромную величину и уравновешена силой тяжести скульптуры равной 80000000 Н=80МН.
Для меня стало открытием, что в руках этой скульптуры было два разных меча. Первый- длиной 28м сильно раскачивался на 1,5-2 метра при сильном ветре, что могло привести к разрушению всей скульптуры .Выйти из положения решили путем создания нового меча большей массы и длины до 33м, была использована сталь с большим содержанием углерода, что повысило его прочность. Теперь при сильном ветре отклонения меча составляют не более 1,5-2 см.
Останкинская телебашня Главный конструктор — Н. В. Никитин.
Главный архитектор — Л. И. Баталов
Высота — 540 метров
Глубина фундамента не превышает 4,6 метров.
Диаметр основания — 60 метров.
Масса башни вместе с фундаментом — 55 000 тонн.
Коническое основание сооружения опирается на 10 опор
Кольцевые сечения ствола башни обжаты 150 канатами.
Средний диаметр между опорами-ногами — 65 метров.
Высота опор — 62 метра.
Максимальное теоретическое отклонение вершины башни при максимальных расчётных скоростях ветра — 12 метров
Я узнал, почему устойчива Останкинская башня:
У основания она опирается десятью железобетонными «ногами» в кольцевой фундамент с внешним диаметром 74 м, заложенный в грунт на глубину 4,65 м. Такой фундамент, несущий 55 000 т бетона и стали, обеспечивает шестикратный запас прочности на опрокидывание . На изгиб запас прочности был выбран двукратный. Напряжённый железобетон, сжатый стальными тросами, позволил сделать конструкцию башни простой и прочной.
Амплитуда колебаний верхней части башни при сильном ветре достигает 3,5 м! Узнал, что врагом башни является Солнце: из-за нагрева с одной стороны корпус башни переместился у вершины на 2,25 м, но 150 стальных тросов удерживают ствол башни от искривления. Велика сила упругости, уравновешивающаяся силой тяжести в 550000000Н=550МН .
Я восхищен прогрессивной идеей Никитина об использовании относительно мелкого фундамента, когда башня должна была бы практически стоять на земле, а её устойчивость обеспечивалась бы за счёт многократного превышения массы конусообразного основания над массой мачтовой конструкции.
До возведения Останкинской Башни в нашей стране использовалась Шуховская Башня 160 м. на Шаболовке-37 (проект В.Г.Шухова) – самое лёгкое в мире сооружение. В этом году ей 95 лет. Её лёгкость обусловлена тем, что все её элементы работают только на сжатие (это обеспечивает прочность сооружения), а ажурность конструкции уменьшает вес башни.
Памятник Петру I (Медный Всадник).Санкт-Петербург
Высота памятника-10,4 м, масса приблизительно 1600 т.
«Гром-камень»- основа пьедестала Медного всадника.
Монумент уникален тем, что имеет всего три точки опоры:
задние ноги коня и извивающийся хвост змеи.
«Гром-камень»перевозили на деревянной платформе, под которую были уложены тридцать металлических шаров диаметром 5 дюймов каждый (прообразы современных подшипников) .Шары катились по двум
параллельным желобам. Скала проехала расстояние 8,5 верст (9 км), в ее транспортировке участвовало около 1000 человек.
Я познакомился с условиями устойчивого равновесия.
Узнал, что монумент имеет всего три точки опоры: задние ноги коня и извивающийся хвост змеи.
Для того, чтобы скульптура приобрела устойчивость, мастера должны были облегчить ее переднюю часть, потому толщина бронзовых стенок передней части намного тоньше задних стенок, что значительно усложнило отливку монумента.
Я был удивлен, тому, что камень начали обтесывать по ходу перемещения с берега Финского залива. Однако императрица запретила его трогать: будущий пьедестал должен прибыть в столицу в естественном виде! Свой нынешний облик «Гром-камень» обрел уже на Сенатской площади, значительно «похудев» после обработки.
«Гром-камень» перевозили на деревянной платформе, под которую были уложены тридцать металлических шаров диаметром 5 дюймов каждый. Шары катились по двум параллельным желобам ( прообраз современных подшипников).
Заключение. В ходе проекта моя гипотеза подтвердилась.
Вывод : В результате проделанной работы я узнал, на сколько важны силы тяжести и упругости в архитектуре, и какова роль закона устойчивого равновесия в строительстве архитектурных сооружений. Я привёл четыре примера различных памятников и скульптур. В них во всех действуют законы физики. Александровская колонна стоит лишь под действием силы собственной тяжести, что достигается за счёт увеличения площади опоры. Останкинская телебашня опирается на десять железобетонных “ног” в каждой из которых – пятнадцать стальных тросов. Такая конструкция увеличивает жёсткость постройки. Меч “Родины – матери” был заменён на стальной, с отверстиями на конце, которые позволяли уменьшить его парусность, тот есть понизить воздействие ветра. А толщина стенок Медного всадника неравномерна, что позволяет повысить его устойчивость.
На этом я не останавливаюсь, буду продолжать следить за новыми технологиями строительства. А также сравнивать с архитектурой прошлых веков и рассмотрю симметрию в оформлении зданий.
Все для постройки дома по-быстрому: технологии, личный опыт и материалы для строительства дома
Мы привыкли думать, что возведение дома — это длительный и дорогостоящий процесс. Иногда он растягивается на годы, превращаясь в долгострой, выкачивающий все средства из семейного бюджета. Об этом мы рассказывали в материале, стоит ли строить дом со сроком службы более 100 лет. Но в жизни бывают ситуации, когда построить дом надо быстро и за минимальную сумму.
Кажется, что это или невозможно, или придётся серьёзно поступиться качеством возводимого сооружения. Но на нашем портале есть масса примеров, когда начинающие застройщики опровергали это утверждение. Главное — обстоятельно подойти к делу, подготовить все для постройки дома и выбрать правильную и посильную для себя технологию строительства.
Из этой статьи вы узнаете:
- Какие новые материалы для дома и новые технологии чаще всего используют для быстрого строительства загородного дома.
- Дома из разных материалов, построенные в короткие сроки.
- Материал для строительства дома в короткие сроки.
- Из чего класть стены дома. Как быстро построить каменный дом.
- Какую же стену выбрать для индивидуального дома. Почему так популярно возведение домов по каркасной технологии .
- Постройка дома из современных материалов. Почему строительство из СИП-панелей упрощает возведение коттеджа.
- В чём заключаются плюсы свайно-винтового фундамента и технологии несъёмной опалубки.
- Какие принципы ускоряют возведение строения.
Материал для строительства дома - что выбрать
Возведение загородного коттеджа, долговечного отвечающего всем строительным нормам, должно начинаться с тщательно разработанного плана. Необходимо заранее просчитать смету, выбрать технологию возведения и лучший строительный материал для строительства дома. Также следует учитывать климатические условия места, где будет вестись строительство, и свойства грунта. Только после сбора всех необходимых данных можно выбрать наиболее рациональные, быстрые и экономически выгодные способы строительства.
Причём, данный принцип вдвойне важен при необходимости быстрого возведения постройки, т.к. любая ошибка или заминка приведёт к срыву сроков строительства. Если рассмотреть общие принципы выбора технологии для ускоренного возведения строения, то отправной точкой является гарантированное качество материалов, строго заданная геометрия, простота и технологичность при их монтаже, а также доступность.
Отсюда, для быстрой кладки материал для стен дома выбираем заводского изготовления. Технические характеристики должны гарантированно отвечать заявленным требованиям. Попытка сэкономить и использовать разные кустарно произведённые материалы т.н. гаражного изготовления — лотерея, без гарантий получения качественного результата.
Строительство дома - выбор материала для самостройщиков и строительных фирм
Если планируется выбрать самый долговечный материал и быстро построить полный достоинства каменный дом, то следует использовать крупноформатные блоки с чёткой геометрией, хорошо поддающиеся механической обработке (пилению, штроблению, сверлению) на строительной площадке. Такой материал проще и быстрее класть.
Дерево как материал стен для частного особняка или дачного дома выбирают поклонники каркасной технологии. В этом случае на первое место выходит простота работы, а значит — высокая скорость строительства, минимизация использования строительной техники (т.к. поставить деревянный каркас можно даже в одиночку), широкая доступность и то, что древесина достаточно дешевый материал.
Если каркасное строительство — выбор самостройщиков, планирующих в максимально сжатые сроки индивидуально поставить коробку дома, то долговечные крупноформатные панели заводского изготовления (СИП и т.д.) предпочитают использовать застройщики, возводящие постройку при помощи строительных компаний.
У каждого из этих способов есть свои разные особенности, но об этом – чуть позже.
Особенности быстрого строительства каменного дома
Опыт пользователей FORUMHOUSE говорит о том, что путь к «быстрому дому» у каждого свой, но можно выделить несколько ключевых моментов, общих для всех индивидуальных застройщиков. В первую очередь — это отсутствие собственного жилья, дороговизна квадратных метров в новостройках и нежелание выбрасывать деньги на ветер, беря квартиру в аренду.
Семья у меня молодая — я, жена и двое маленьких детей. Своего жилья нет, поэтому пришлось жить на съёмных квартирах. Я как-то посчитал, что за 5 лет «кочевой» жизни мы потратили на аренду (фактически подарили «дяде») 1 млн руб. Поэтому после очередного переезда я принял твёрдое решение — хватит скитаться, надо обзаводиться собственным углом.
Сведя дебит с кредитом, Владимир рассчитал, что, взяв в кредит 1-1.5 млн руб., выгоднее построить дом, а не вкладываться в ипотеку. После того, как большое решение было принято, осталось выбрать технологию строительства, которая позволит с «0» быстро возвести коттедж, готовый для переезда семьи. Проанализировав, «сколько стоит дом построить», Владимир решил разбить стройку на несколько этапов и выбрать материал для несущих стен, который оптимально подойдёт для самостоятельного строительства.
Забегая вперёд, скажем, что нашему пользователю удалось осуществить свою мечту: в максимально сжатые сроки возвести дом размером 10х7.5 м и подготовить первый этаж под ПМЖ. Причём, в качестве строительного материала был выбран газобетон. Стоит отметить, что земельный участок Владимиру предоставил его отец, что стало одним из решающих факторов успеха этой стройки.
Также заметим, что каменный дом был фактически построен силами одного человека за 6 месяцев. В случае использования наёмного труда — бригады из нескольких человек, эти сроки можно было сократить в 2-3 раза, но при увеличении стоимости возводимой конструкции. Поэтому, задумав быстрое строительство, всегда приходится идти на компромисс: скорость/смета, а также выбирать — строить полностью самостоятельно (для этого нужно время) или работать и всё это время контролировать стройку.
Высокой скорости возведения дома способствует наличие всех видов необходимых коммуникаций на участке — свет и вода, а также грамотное планирование каждого строительного этапа и выбор современной технологии.
Строя каменный дом, надо постараться свести к минимуму «мокрые» процессы и оптимизировать все технологические этапы.Вариант: опалубку под фундамент колотить не из досок, которые затем придётся демонтировать, а использовать технологию несъёмной опалубки. Т.е. залить бетон в короб, изготовленный из экструзионного пенополистирола. Так мы убиваем сразу двух зайцев — утепляем фундамент (а основание и так придётся утеплять), ускоряем процесс его возведения и избавляемся от последующей работы по разборке опалубки.
Ускорить возведение каменного дома, в случае использования бетонных перекрытий, можно, если ещё на этапе разработки проекта подогнать габариты строения под стандартные размеры пустотных бетонных плит. В этом случае мы уходим от такого сложного и небыстрого процесса, как заливка монолитного бетонного перекрытия. «Пустотки» можно смонтировать за 1 день, а узнать о том, как это делать правильно, можно из статьи нюансы выбора и монтажа сборного железобетонного перекрытия.
Каркасная технология строительства
Современный строительный опыт говорит о том, что значительно ускорить процесс строительства можно, используя отработанную технологию, уже прошедшую обкатку временем. При условии, что это решение эффективно для конкретного региона проживания. Т.е. выбранный материал для стен распространён в местности, где вы проживаете, и не является дефицитом, а строительные бригады знают, как с ним работать и уже «набили руку». В этом случае, при должном контроле, можно гарантировать получение качественного результата.
В случае, если нужно возвести дом быстро и не разориться, многие застройщики выбирают возведение домов по каркасной технологии строительства, как наиболее рациональной для самостроя.
У меня есть участок в 6 соток в СНТ под Питером. Решил построить на нём дом. Осталось выбрать технологию, чтобы можно было строить одному в свободное время, быстро и качественно. Причём уложиться в 400 тыс. руб.
В итоге перелопачивания информации Ufonru остановил свой выбор на «каркасниках». Нашему пользователю удалось в одиночку, за 80 дней, построить тёплый дом стоимостью в 350 тыс. руб, с мансардой и чистовой отделкой, размером 6х10 м.
В плюсы «каркасников» можно записать: возможность вести практически круглогодичное строительство, материал предусматривает минимум «мокрых» процессов (требующих времени и хороших погодных условий), отработанность технологии и высокую скорость строительства.
Надо сразу сказать, что Ufonru обстоятельно подошёл к делу. Для минимизации отходов габариты дома были рассчитаны, исходя из размеров плит ОСП, досок, гипсокартона, утеплителя и т.д. Это позволило использовать всю их полезную площадь, без остатков и сэкономить время на раскрое материала.
В качестве фундамента был выбран мелкозаглубленный ленточный фундамент, причём для опалубки выбрали доски размером 100х50 мм, которые затем все до одной пошли на стойки каркаса и обвязку без последующего подрезания. А это дополнительная скорость и экономия материалов.
Нюансы строительства дома из СИП-панелей и сроки возведения свайно-винтового фундамента
В погоне за скоростью возведения коттеджа многие начинающие застройщики наивно полагают, что дом – это коробка из стен со вставленными окнами и дверьми. На самом деле — это не так. Жить в доме можно при наличии минимума коммуникаций — т.н. инженерки. Это — электричество, канализация и вода.
Мы уже рассказывали, как выжить на участке, пока нет дома. Чтобы не заниматься экстримом, рассчитать свои силы и не влезть в долги и долгострой, потратив все деньги на возведение стен, запоминаем ещё одно правило. Если условно принять всю цену «строительства дома под ключ» за 100%, то коробка (стены для дома, крыша, окна) составит около 30% его стоимости, инженерка (вода, газ, канализация, тепло, вентиляция) - 30%, внутренняя отделка - 40%.
Поэтому любому, кто задумал быстро построить дом, чтобы переехать в него, надо расставить приоритеты. Если жить в здании без финишной внешней отделки, керамической напольной плитки и наклеенных внутри на стены обоев можно, то без элементарных удобств – нет.
Расставив приоритеты, ищем варианты, которые помогут нам максимально быстро возвести стены здания. В случае, если на самостоятельное строительство нет сил и времени, а переехать в свой дом надо было ещё «вчера», нашим читателям будет полезен опыт пользователей нашего портала — Сергея Усанова (ник SergeyU) и Андрея Жигалова (ник Skots).
Я взял кредит под строительство собственного дома. Надоело отдавать деньги за съёмный дом. Бюджет ограничен, экономить надо, но не в ущерб качеству. Дело осложнялось тем, что мне пришлось одновременно строиться и снимать жильё. Запас по деньгам — всего 2 месяца. Т.е. по истечении этого срока я должен переехать в свой дом или…
Экстремальные условия способствовали выбору технологии строительства — это СИП-панели + свайно-винтовой фундамент. СИП-панель (Structural Insulated Panel SIP) состоит из двух плит ОСП с вклеенным между ними листом утеплителя. Панель делается на заводе, что обуславливает её качество, прочность, строгую геометрию и заданные теплотехнические свойства. Дом по этой технологии собирается, как конструктор.
По мнению Сергея, сочетание этих двух технологий помогли ему построить жилье в предельно сжатые сроки, а уже потом, въехав в него и оказавшись в своих «четырех стенах» заниматься отделкой и благоустройством.
Поэтому на начальном этапе строительства нужен замкнутый тепловой контур – коробка, где, добавив элементарную, даже черновую инженерку, уже можно жить.
СИП технология мне понравилось высокой скоростью строительства. Дом растёт буквально на глазах. За 2 дня мне возвели стены первого этажа.
Скорость возведения дома из СИП-панелей имеет и свои недостатки — пропустив всего 1 день стройки, можно не заметить какой-либо недочёт, допущенный строителями и который впоследствии может привести к дорогостоящим переделкам. Отсюда запоминаем такое правило – если дом строится силами наёмных рабочих или фирмой с «именем», все равно надо во всё вникать самому; на низком начальном, но знать основные технологические этапы выбранного вами способа строительства. Подобный подход убережёт от фатальных ошибок и извечной отговорки «профессиональных» строителей — мы всегда так делаем, и ещё ничего не развалилось.
За 3 недели мне фактически построили дом (окна, двери, тёплая коробка), в котором, заведя воду, свет и канализацию (даже уличную), уже можно жить. На мой взгляд, это — лучшее соотношение цена/качество.
Винтовые сваи Сергей также выбрал, поставив во главу угла скорость возведения этого типа основания. Фундамент сделали за 1 день. Участок очень узкий, и по нему не сможет проехать тяжёлая строительная техника, что требуется при заливке полноценного бетонного фундамента — плиты или ленты.
Я также построил дом из СИП-панелей на винтовом фундаменте, хотя изначально хотел возводить коттедж по другой технологии. Так сложилось, что приоритетом стала скорость возведения дома. Рассматривал несколько способов, но в итоге подобрал вариант, позволяющему построить дом примерно за 1 месяц.
О конкретных сроках: за 1 день были ввинчены сваи, а уже на следующий день рабочие приступили к монтажу коробки, которую возвели за 3 недели. Андрей также обращает внимание, что ключевой момент строительства из СИП-панелей — это процесс контроля. Всё происходит стремительно, поэтому вовремя заметить ошибку (если она была допущена), можно при условии базовых начальных знаний, что и как должны делать монтажники.
Даже имея на руках хороший проект дома, залогом успеха быстрого строительства прочного жилья является чёткое планирование всех технологических этапов. Начиная от заезда техники и заканчивая местом под складирование стройматериалов. Любая заминка — отсутствие крепежа, инструмента и т.д. — нести в себе риск простоя.
Подведение итогов
В завершении нашего материала предлагаем памятку, которая окажется полезной тем начинающим застройщикам, кто задумал быстро возвести дом или просто с головой окунуться в процесс самостоятельного строительства.
1. Если обратить внимание, то все вышеперечисленные строения имеют сравнительно небольшую площадь. Условно — домик до 100-150 кв. м. Т.е., задумав быстрое строительство, хорошо умеряем свои аппетиты и сокращаем (в пределах разумного) площадь строения.
2. Избавляемся от всех домашних архитектурных излишеств — различных эркеров, башенок, крыш сложной геометрии. Чем проще частный дом (квадратной формы с крышей двухскаткой) тем легче, а значит, быстрее его можно построить.
3. Минимизируем или избавляемся от всех «мокрых» процессов, как требующих времени на подготовку, так и благоприятных погодных условий.
4. Полноценный цокольный этаж, подвал, даже при наличии «лишних» денежных средств, в силу своих конструктивных особенностей, связанных с копкой котлована, масштабных земляных работ, вязки арматуры, гидроизоляции, монтажа полноценной дренажной системы и т.д., не вписываются в концепцию «быстрого дома».
5. Подбираем правильный земельный участок, с нормальными подъездными путями, способными выдержать проезд тяжелой специальной строительной техники, фур, грузовиков со стройматериалами. Иначе придётся придумывать на ходу, как привезти на стройплощадку после последнего дождя элементарные вещи. Участок не должен находиться в глухомани. Наличие электричества (воду можно добыть, пробурив скважину или вырыв колодец) — обязательный и необходимый минимум для быстрого строительства.
6. Выделяем время и производим геологическое исследование на участке и, на основании типа грунта и предполагаемого веса здания, с учётом всех совокупных нагрузок (эксплуатационных, снеговых), выбираем наиболее рациональный тип основания.
7. Обязательно рассчитываем строительную смету. Без неё возведение дома – это строительство по принципу «всё решаем и покупаем на ходу». Помимо потерь денежных средств, подобный нерациональный подход, без чёткого планирования всех технологических этапов, значительно увеличивает время строительства.
8. Независимо от того, кто возводит дом, сначала изучаем базовые принципы всех основных строительных этапов и изучаем практический опыт аналогичных строительств, а только потом занимаемся подбором бригады. Это даст примерные ориентиры, в какие сроки выполняется тот или иной фронт работ, гарантирует качество и долговечность постройки и поможет избежать обмана со стороны рабочих.
9. И материал стен у частного дома, и технологии должны быть типичны для вашего региона, с учётом особенностей местного производства. Не надо стремиться отыскать самый модный и самый новый материал для дома. Выбираем только проверенное, начиная от выбора кровельного материала и заканчивая материалами, используемыми для возведения стен. Дефицитные стройматериалы, малораспространённая технология, непонятная бригаде, гарантированно приведёт к снижению качества работ и увеличению сроков строительства дома.
На нашем портале можно прочесть увлекательную историю возведения каменного дома, который построили за три месяца и 2.5 млн рублей. В этой теме собраны все подробности строительства дома из СИП-панелей. Здесь находится детальный отчёт с чертежами подробной сметой и рекомендациями, благодаря которым можно быстро и недорого самостоятельно построить «каркасник». Всем, кто хочет ускорить строительство фундамента, будет полезна тема про несъёмную «пенопластовую» опалубку.
Материалы из которых строят дома физика
Никитина Анастасия Вадимовна
Физика в профессии строителя
Физика - совокупность научных дисциплин,
рассматривающих физические явления и процессы, связанные со строительством и эксплуатацией зданий и сооружений, и разрабатывающих методы соответствующих инженерных расчётов. Основными и наиболее часто используемыми в профессии строителя разделами физики являются строительная теплотехника, строительная акустика, строительная светотехника. Строительная физика детально изучает явления и процессы, связанные со строительством и эксплуатацией зданий и сооружений. Эти явления и свойства характеризуются физическими величинами. Строительная деятельность неразрывно связана с определенными условиями среды: температура, влажность, состав воздуха, плотность веществ. Становление Строительной физики как науки относится к началу 20 в. До этого времени вопросы Строительной физики обычно решались инженерами и архитекторами на основе практического опыта.
Все строительство основано в первую очередь на законах физики .
А задача любого инженера-строителя – обеспечить прочность и неизменность строительных конструкций и сооружений, равно как и их эксплуатационные качества. Также важна в строительстве такая дисциплина как сопротивление материалов (важно знать и рассчитать прочность, жесткость и устойчивость элементов конструкции). Инженеры - строители и архитекторы также должны учитывать и решать такие проблемы как теплозащита, деформация, инсоляция (солнечный нагрев и солнцезащита), звукоизоляция, акустика помещений, допустимые нагрузки и т.д.
Перспективы дальнейшего развития Строительной физики
связаны с использованием новых средств и методов научных исследований. Так, например, структурно -механические характеристики материалов и их влажностное состояние в конструкции зданий изучаются с помощью ультразвука, лазерного излучения, гамма-лучей, с применением радиоактивных изотопов и т.д.
Наружные ограждающие конструкции зданий
должны удовлетворять следующим теплотехническим требованиям: обладать достаточными теплозащитными свойствами, чтобы не допускать излишних потерь тепла в холодное время года и перегрева помещений летом в условиях жаркого климата; температура внутренней поверхности ограждения не должна опускаться ниже определенного уровня, чтобы исключить конденсацию пара на ней и одностороннее охлаждение тела человека от излучения тепла на эту поверхность; обладать воздухопроницаемостью, не превосходящей допускаемого предела, выше которого чрезмерный воздухообмен снижает теплозащитные свойства ограждений, приводит к дискомфорту помещений и излишним теплопотерям; сохранять нормальный влажностный режим в процессе эксплуатации здания, что особенно важно, поскольку увлажнение ограждения снижает его теплозащитные свойства и долговечность
Методы строительной физики
основаны на анализе физических процессов, происходящих в ограждениях и в окружающей их среде. Для них используют лабораторные и натурные исследования этих процессов с использованием математических методов физического моделирования.
На каждое строительное сооружение действуют многочисленные силы ,
например, силы сжатия и растяжения. Эти силы нагружают строительное сооружение. Поэтому их называют нагрузками.
На основе полученных знаний по физике ,
на уроках профессионального обучения мы изготавливаем макеты зданий, которые соответствуют современным стандартам и качеству.
Читайте также: