Реферат по курсу: «введение в специальность» для специальности 290503 «комплексная реконструкция и эксплуатация зданий и сооружений»
Скачать 434.21 Kb.
|
| раздел первый — описание особенностей устройства трех основных типов зданий и сооружений: жилых и общест венных, производственных и специальных — заглубленных, их конструкций, предъявляемых к ним эксплуатационных требо ваний; определение целей, задач, научных основ и содержания эксплуатации; раздел второй — изложение теоретических основ меха низма разрушения и методов защиты строительных конструк ций в типичных условиях, т. е. без акцента на специфичность происходящих в зданиях процессов (так как их чрезвычайно много), как основы для решения практических задач эксплуа тации и ремонта зданий или сооружений; раздел третий — рассмотрение примеров восстановле ния эксплуатационных качеств трех основных типов зданий и сооружений: гражданских, производственных и специальных заглубленных с целью накопления знаний и привития навыков решения практических задач их технического обслуживания и ремонта. В книге небольшого объема невозможно описать все много образие эксплуатируемых зданий и сооружений, раскрыть все особенности воздействующих на них факторов, все поврежде ния и способы восстановления эксплуатационных качеств. По этому, разумеется, в каждом разделе изложены основы, наибо лее важные сведения, овладев которыми можно практически решать задачи эксплуатации зданий, пользуясь (при необхо димости) также литературой, приведенной в конце книги. 2. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И ИЗНОС ЗДАНИЙ 2.1 Причины и механизм износа Под долговечностью понимается способность зданий и их элементов сохранять во времени заданные качества в опреде ленных условиях при установленном режиме эксплуатации без разрушения и деформаций. Долговечность характеризуется временем, в течение кото рого в сооружениях, с перерывами на ремонт, сохраняются экс плуатационные качества на заданном в проекте (нормами) уровне; она определяется сроком службы не сменяемых при капитальном ремонте конструкций: фундаментов, стен, железо бетонных перекрытий, колонн — кровля, полы, оконные переплеты, инженерное оборудование зданий — обычно имеют меньшие сроки службы и поэтому они, во-пер вых, периодически защищаются покрытиями и, во-вторых, по мере износа заменяются или восстанавливаются. Различают физическую и моральную, или технологическую, долговечность. Физическая долговечность зависит от физико-технических характеристик конструкций: прочности, тепло- и звукоизоля ции, герметичности и других параметров. Моральная долговечность зависит от соответствия здания своему — назначению по размерам, благоустройству, архитектуре и т. п. Правильная эксплуатация и заключается в предотвращении преждевременного физического износа профилактическими ме рами и периодическом проведении капитального ремонта. Надежность здания (вероятность его безотказной работы), долговечность и износ могут быть представлены во взаимо связи графически, как показано на рис. 1, а. различают еще оптимальную долговечность, т. е. срок службы здания, в течение, которого экономически целесооб разно его восстанавливать однако наступает такой срок, когда затраты на восстановление становятся нецелесообразными, ибо превышают стоимость строительства нового здания. В период эксплуатации сооружения подвергаются многочис ленным природным и технологическим воздействиям, учиты ваемым в проекте при выборе материалов, конструкций и т. п.; однако на практике сочетание характеристик строительных ма териалов и конструкций может отличаться от установленных ГОСТом и вследсвие суммарного воздействия многочисленных факторов может происходить ускоренный износ сооружений. Он весьма разнообразен и сложен; на предупреждение уско ренного износа расходуются значительные материальные сред ства, ограничиваемые экономическими соображениями; рациональное эксплуатационное содержание сооружений — задача во многом индивидуальная, решение которой требует специ альной подготовки. I Рассмотрим причины и механизм износа конструкций и сооружений подробнее.! В износе конструкций и оборудования можно выделить три участка: участок I — период приработки, деформаций, по вышенного износа; этот период краток, и на него распространяется гарантия, выданная строителями сроком на два года; в данный период производиться последовательный ремонт; Рис. 1. Накопление износа (а) и факторы (внешние и внутренние), воздействующие на здание (б) участок II — период нормальной эксплуатации, медленного износа, во время которого накапливаются необра тимые деформации, приводящие к структурным изменениям материала, медленному его разрушению; участок III — период ускоренного износа, когда он достигает критического значения и возникает вопрос о це лесообразности ремонта или списания и разборки сооружения. В работе конструкций из бетона различают период упрочения — набора прочности, главным образом вслед ствие дальнейшей гидратации цемента, и период разру шения, снижения прочности из-за разрушения скелета мате риала. Для строительных конструкций, в частности бетонных, характерен хрупкий вид разрушения без заметных остаточных деформаций; при этом на величину разрывного усилия оказы вает существенное влияние время, в течение которого действует усилие, происходит «подготовка» разрушения, «накапливаются» микротрещины. , При эксплуатации сооружений различают силовое воздей ствие нагрузок, вызывающее объемное напряженное состояние, и агрессивное воздействие окружающей среды, в результате чего сооружения изнашиваются и выходят из строя. Агрессивной средой является такая среда, под воздействием которой изменяются структура и свойства материалов, что при водит к непрерывному снижению прочности и разрушению структуры; разрушение при этом называется коррозией. Развитие промышленности и городов идет по линии исполь зования более высоких скоростей технологических потоков, давлений, температур, образования агрессивных сред, т. е. по линии возникновения условий, когда на сооружения воздейст вуют более агрессивные среды и механические нагрузки, чем прежде, что, естественно, приводит к более быстрому их раз рушению и необходимости более эффективной защиты. Способность материалов сопротивляться разрушительному воздействию внешней среды называется коррозионной стойко стью, а предельный срок службы сооружений, в течение кото рого они сохраняют заданные эксплуатационные качества, и есть их долговечность. Вещества и явления, способствующие разрушению, корро зии, называют стимуляторами или факторами, содействующими коррозии. Вещества и явления, затрудняющие и замедляющие разрушение, коррозию, называют пассиваторами или ингиби торами коррозии. Агрессивность или пассивность среды не имеют универсального характера, т. е. они могут меняться ролями: в одних усло виях определенная среда агрессивна, а в других — она же пас сивна. Так, теплый, влажный воздух весьма агрессивен по от ношению к стали, но цементный бетон он упрочняет. Разрушение строительных материалов носит весьма разно образный характер: химический, электрохимический, физиче ский, физико-химический. Детально это будет рассмотрено ниже применительно к основным строительным материалам: металлу, бетону, дереву. Классификация агрессивности сред и их воздействий приведена в СНиП 11.28—76. Агрессивные среды делятся на газовые, жидкие и твердые. Ниже дается их краткая характеристика. Газовые среды — это прежде всего такие соединения, как сероуглерод (CS2), углекислый газ (СО2), сернистый газ (SO2) и др. Их агрессивность определяют три главных фактора, или показателя: вид и концентрация газов, растворимость газов в воде, влажность и температура газов. Жидкие среды — это растворы кислот, щелочей, солей, а также масла, нефть, растворители и др. Агрессивность таких сред определяется тремя показателями: концентрацией агрессивных агентов, их температурой, скоростью движения или величиной напора у поверхности конструкции. Коррозион ные процессы более интенсивно протекают в жидкой агрессив ной среде. Твердые среды — это пыль, грунты и т. п. Их агрессивность оценивается четырьмя показателями: дисперсностью, растворимостью в воде, гигроскопичностью и влажностью окру жающей среды. Влага в твердых средах играет особенно ак тивную роль. На рис. 1,6 показаны внешние и внутренние воздействия на здания и сооружения. Все они учитываются в нормах и при разработке проектов, однако страна наша так велика, столь разнообразны климатические, гидрогеологические условия строительства, а также и внутренние воздействия, вызванные происходящими в сооружениях процессами, что не всегда уда ется найти оптимальные решения, учитывающие все воздейст вия, относительно долговечности, экономичности и других по казателей. Поэтому важной задачей персонала эксплуатацион ной службы является учет специфических воздействий на сооружения, что способствует обеспечению заданной их долго вечности. Рассмотрим основные факторы, воздействующие на сооружения. Воздействие воздушной среды. В атмосфере содержатся пыль и газы, способствующие разрушению зданий. Загрязнен ный воздух, особенно в сочетании с влагой, вызывает прежде временный износ, коррозию или загрязнение, растрескивание и разрушение строительных конструкций. Вместе с тем в чистой и сухой атмосфере камни, бетоны и даже металлы могут со храняться сотни и тысячи лет. Это значит, что воздушная среда, в которой находятся такие материалы, слабо агрессивна или совсем не агрессивна. Основным загрязнителем воздуха являются продукты сгора ния различных топлив; поэтому в городах и промышленных центрах металлы корродируют в два-четыре раза быстрее, чем в сельской местности, где сжигается значительно меньше угля и нефтепродуктов. Загрязненность воздуха газами и твердыми частицами в зим нее время шлите и зависит от вида топлива. Больше всего за грязняет атмосферу пылевидное топливо, ибо при его сжигании вместе с дымом уносится много золы и пыли, меньше всего — природные газы. Основными продуктами сгорания большинства видов топ лива являются углекислый (СО2) и сернистый (SO2) газы. При растворении углекислого газа в воде образуется углекис лота — конечный продукт сгорания многих видов топлива; она разрушающе действует на бетон и иные материалы. При рас творении сернистого газа в воде образуется серная кислота, также разрушающая бетон. Кроме углекислоты и серной кислоты, в дымах накаплива ются и другие (свыше ста) вредные соединения: азотная и фосфорная кислоты, смолистые и иные вещества, несгоревшие частицы, которые, попадая на конструкции, загрязняют их и способствуют разрушению. В приморских районах в атмосфере могут содержаться хло риды, соли серной кислоты и другие вредные для строительных материалов вещества. Влажность воздуха повышает его агрес сивное воздействие, в частности на металлы. Воздействие грунтовой воды. Имеющаяся в природе грун товая вода может быть: связанной (химически, гигроскопиче ски и осмотически впитанной или пленочной); свободной; паро образной (перемещающейся по порам из мест с большой упру гостью водяного пара в места с меньшей его упругостью). Грунтовая вода взаимодействует физически и химически с минеральными и органическими частицами грунта. Все ее виды находятся во взаимодействии друг с другом и переходят один в другой. Вода в грунтах всегда представляет собой рас твор с изменяющимися концентрацией и химическим составом, что отражается и на степени ее агрессивности. Оценивая агрессивность грунтовых вод, следует учитывать переменный ее характер: с течением времени возле подземных частей сооружений водный режим может изменяться, в связи с чем агрессивность среды будет повышаться или снижаться. Атмосферные осадки, проникая в грунт, превращаются либо в парообразную, либо в гигроскопическую влагу, удерживаю щуюся в виде молекул на частицах грунта молекулярными си лами, либо в пленочную, поверх молекулярной, либо в грави тационную, свободно перемещающуюся в грунте под действием сил тяжести. Гравитационная влага может доходить до грун товой воды и, сливаясь с ней, повышать ее уровень. Грунтовая вода, в свою очередь, вследствие капиллярного поднятия перемещается вверх на значительную высоту и об водняет верхние слои грунта. В некоторых условиях капилляр ная и грунтовая воды могут сливаться и устойчиво обводнять подземные части сооружений, в результате чего усиливается коррозия конструкций, снижается прочность оснований. Изменение минералогического состава грунтовых вод меняет их агрессивность по отношению к подземным частям сооружений. В районах с большим количеством осадков (в северных) уровень грунтовых вод поднимается и снижается их карбонат ная жесткость (в результате разбавления осадками); это уси ливает способность вод к выщелачиванию извести в бетонных конструкциях. В засушливых районах, наоборот, из-за боль шого испарения влаги повышается концентрация минеральных солей в воде, что вызывает кристаллизационное разрушение бетонных конструкций. Испарение из грунтов влаги и их увлажнение приводят к движению в грунтах воздуха (кислорода), что также повы шает их коррозионную активность. Существует много разновидностей агрессивности грунтовых вод. Из них чаще всего выделяют общекислотную, выщелачи вающую, сульфатную, магнезиальную и углекислотную в зави симости от наличия в воде соответствующих примесей и их концентрации, указанных в СНиП 11.28—76. Воздействие отрицательной температуры. Некоторые кон струкции, например цокольные части, находятся в зоне пере менного увлажнения и периодического замораживания. Отри цательная температура (если она ниже расчетной или не приняты специальные меры для защиты конструкций от увлаж нения), приводящая к замерзанию влаги в конструкциях и грунтах оснований, разрушающе действует на здания. При замерзании воды в порах материала объем ее увели чивается, что создает внутренние напряжения, которые все воз растают вследствие сжатия массы самого материала под влия нием охлаждения. Давление льда в замкнутых порах весьма велико — до 20 Па. Разрушение конструкций в результате за мораживания происходит только при полном (критическом) влагосодержании, насыщении материала. Вода начинает замерзать у поверхности конструкций, а по этому разрушение их под воздействием отрицательной темпе ратуры начинается с поверхности, особенно с углов и ребер. Максимальный объем льда получается при температуре —22°С, когда вся вода превращается в лед. Интенсивность за мерзания влаги зависит от объема пор. Так, если вода в боль ших порах начинает переходить в лед при 0°С, то в капилля рах она замерзает только при —17°С. Самым устойчивым к замораживанию является материал с однородными и равномерными порами, наименее устойчи вым— с крупными порами, соединенными тонкими капилля рами, так как перераспределение в них влаги затруднено. Напряжение в конструкциях зависит не только от темпера туры охлаждения, но и от скорости замерзания и числа переходов через 0 °С; оно тем сильнее, чем быстрее происходит за мораживание. Камни и бетоны с пористостью до 15 % выдерживают 100—300 циклов замораживания. Уменьшение пористости, а следовательно, и количества влаги повышает морозостойкость конструкций. Из сказанного следует, что при замерзании разрушаются те конструкции, которые увлажняются. Защитить конструкции от разрушения при отрицательных температурах — это прежде всего защитить их от увлажнения. Промерзание грунтов в основаниях опасно для зданий, по строенных на глинистых и пылеватых грунтах, мелко- и средне-зернистых песках, в которых вода по капиллярам и порам поднимается над уровнем грунтовых вод и находится в связан ном виде. Связанная вода замерзает не сразу и по мере за мерзания перемещается из зон толстых оболочек в зоны с обо лочками меньшей толщины; это объясняется подсасыванием воды из нижних слоев в зону замерзающего грунта. Промерзание и выпучивание грунтов опасны только для на земных сооружений, поскольку уже на глубине примерно 1,5 м от поверхности нет разницы в колебаниях дневной и ночной температур, а на глубине 10—30 м не ощущается изменение зимних и летних температур. Вода в грунте основания независимо от того, является ли она поверхностной, грунтовой или капиллярной, всегда создает опасность промерзания грунта из-за повышения его теплопро водности при увлажнении. Повреждения зданий из-за промерзания и выпучивания ос нований могут произойти после многих лет эксплуатации, если будут допущены срезка грунта вокруг них, увлажнение оснований и действие факторов, способствующих их промер занию. |
Похожие:
 | Реферат по курсу «Реконструкция зданий и сооружений» на тему «Обеспечение... Реконструкция зданий и сооружений — это их переустройство с целью частичного или полного изменения функционального назначения, установки... | | Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Программа составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего... |
| Методические указания и задания для выполнения контрольных работ... Методические указания предназначены для студентов заочного отделения специальности 270802 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений... | | Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Технология и организация строительного производства» предназначена для реализации государственного требования к минимуму содержания... |
 | Рабочая программа по дисциплине Иностранный язык(немецкий) по специальности... ... | | Основная образовательная программа специальность Учебный план по специальности 270103-51 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений» |
| Методические указания и задания для выполнения контрольных работ... Методические указания составлены на основе рабочей программы учебной дисциплины «Русский язык и культура речи», которая является... | | Правила оформления текстовых документов методические указания специальность... Правила оформления текстовых документов [Текст]: Методические указания по оформлению текстовых документов. Специальности 270802 Строительство... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Техническая эксплуатация,... Составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования специальности... | | Изучить вопросы производства, распределения и потребления энергии Дисциплина читается в втором семестре первого курса по направлению подготовки магистров 270800. 01. 68 "Техническая эксплуатация... |
| Реферата и курсовой работы по дисциплине «Реконструкция зданий и... Цель работы — изучить вопросы, связанные с разработкой мероприятий по ремонту, восстановлению и усилению конструкций зданий и сооружений,... | | 1. Цель и задачи изучения дисциплины (учебного курса) Дисциплина читается в первом семестре второго курса по направлению подготовки магистров 270800. 01. 68 "Техническая эксплуатация... |
| План для самостоятельной работы по специальности спо 270802 «Строительство... Спо 270802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений». «Архитектура и строительство» (в соответствии с фгос) | | Учебно-методический комплекс дисциплины механика грунтов направление... Дисциплина для учебного плана специальности (ей): по специальности 271101«Строительство уникальных зданий и сооружений» |
| Государственное бюджетное образовательное учреждение Специальность (профессия) 08. 02. 01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений» | | Литература по пм 01 содержание самостоятельной работы Методические рекомендации разработаны на основании фгос по специальности «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», рабочей... |
