Пособие история отрасли и введение в специальность. Учебное пособие
 Скачать 2.97 Mb.
|
|
Роберт Гук (1635 – 1708 гг.) – английский физик, изобретатель, архитек- тор и инженер. Исключительно изобретательный человек, прекрасный механик. В области строительных конструкций Р. Гук известен как ученый, установив- ший один из важнейших законов упругости (1660 г.) для простейшего случая растяжения или сжатия стержня. Закон Гука и сейчас является основным соот- ношением, используемым при расчёте на прочность и деформируемость конст- рукций и сооружений. 65 Эйлер Леонард (1707 – 1783 гг.) – математик, механик, физик, астроном. По происхождению швейцарец и немец. В 1726 году он был приглашён в Пе- тербургскую академию наук (АН) и переехал в 1727 году в Россию. В 1741 – 1766 годах работал в Берлине. Автор более 800 работ по математическому ана- лизу, дифференциальной геометрии, теории чисел, приближённым вычислени- ям, небесной механики, математической физике, оптике, баллистике, корабле- строению и др., оказавших значительное влияние на развитие науки. В области строительных конструкций ему принадлежит теоретическая постановка задачи об устойчивости центрально сжатых стержней (1744 г.). Навье Анри (1785 – 1836 гг.) – французский инженер и учёный. Труды по строительной механике, сопротивлению материалов, теории упругости, гидрав- лике и гидромеханике. Автор курса сопротивления материалов. Ламе Габриель (1795 – 1870 гг.) – французский математик и инженер. В 1820 – 1832 годах работал в России, чл.-корр. Петербургской АН (1829 г.). Тру- ды по математической физике, теории упругости. Клайперон Бенуа Поль Эмиль (1799 – 1864 гг.) – французский физик и инженер, работал в России в 1820 – 1830 годах, чл.-корр. Петербургской АН (1830 г.). Журавский Дмитрий Иванович (1821 – 1891 гг.) – русский учёный и ин- женер-мостостроитель и путеец. Разработал теорию касательных напряжений в балках прямоугольного профиля в связи с проектированием деревянных мостов для железной дороги, соединившей Петербург с Москвой (1844 – 1850 гг.). Лолейт Артур Фердинандович (1868 – 1933 гг.) - российский инженер и учёный. Предложил (1905 г.) безбалочные перекрытия. Имел труды по теории прочности железобетонных конструкций; предложил новую гипотезу расчёта на прочность железобетонных конструкций по разрушающим усилиям. Белелюбский Николай Апполонович (1845 – 1922 гг.) – российский учё- ный и инженер. По его проектам построены крупные металлические мосты че- рез реки: Волгу, Днепр, Обь, др. Под руководством Н.А. Белелюбского разра- 66 ботаны методы испытания стройматериалов, нормы и технические условия на железобетонные работы. Патон Евгений Оскарович (1870- 1953 гг.) – учёный в области мосто- строения и сварки. Под его руководством в СССР был создан метод автомати- ческой сварки под флюсом, построен в Киеве цельносварной мост через реку Днепр. Он – автор фундаментальных трудов по электросварке. Келдыш Всеволод Михайлович (1878 – 1965 гг.) – учёный, генерал-майор инженерно-технической службы (1943 г.). Заслуженный деятель науки и техни- ки России (1944 г.); один из основоположников метода расчёта железобетонных конструкций по предельным состояниям; участник проектирования и приёмки крупных строек (канал им. Москвы, Московский метрополитен и др.). Рабинович Исаак Моисеевич (1886 – 1977 гг.) – учёный, чл.-корр. АН СССР (1946 г.), генерал-майор-инженер (1943 г.), Герой Социалистического Труда (1966 г.). Труды по динамике и прочности сооружений. Стрелецкий Николай Станиславович (1885 – 1967 гг.) – учёный, чл.- корр. АН СССР (1931 г.), Герой Социалистического Труда (1966 г.). Создал теорию расчёта строительных конструкций по предельным состояниям; разра- ботал статистическую теорию коэффициентов запаса прочности сооружений. Автор проектов металлических железнодорожных мостов через Волгу, Оку, Днепр и др. Тимошенко Степан Прокофьевич (1878 – 1972 гг.) – учёный с мировым именем. Родился в России, академик АН Украины (1919 г.), чл.-корр. АН СССР (1928 г.), в 1920 году эмигрировал в Югославию с 1922 года – в США. Разраба- тывал теорию устойчивости упругих систем; развил вариационные методы тео- рии упругости и применил их в решении различных инженерных задач; разра- ботал капитальные труды по сопротивлению материалов, вибрации в технике и др. В области строительства он внёс вклад в самые различные области расчета на прочность сооружений и конструкций. Сформулированные им методы и приёмы расчёта широко используются в настоящее время в строительном деле, 67 в судостроении, авиастроении и других многочисленных областях инженерной деятельности. Шухов Владимир Григорьевич (1853 – 1939 гг.) – инженер, изобретатель, учёный, почётный член АН СССР (1929 г.), Герой Труда (1932 г.); создал де- сятки конструкций, отличающихся смелостью решений, новизной, практично- стью. В области строительных конструкций – автор мостов, висячих, сетчатых и арочных покрытий большепролётных зданий; гиперболоидных башен, в том числе высотой 148,3 м в г. Москве и др. Кулибин Иван Петрович (1735 – 1818 гг.) – гениальный российский ме- ханик-самоучка. Изобрёл множество различных механизмов; усовершенствовал шлифовку стёкол для оптических приборов; создал зеркальный фонарь – про- тотип прожектора, семафорный телеграф и многое другое. В области строи- тельных конструкций известен как автор проекта одноарочного моста через Неву пролётом 298 м и его модели в 1/10 натуральной величины; разработал проект арочного покрытия с затяжками для зданий пролётом 136 м. Власов Василий Захарович (1906 – 1958 гг.) – крупнейший специалист в области сопротивления материалов, строительной механики и теории упруго- сти. Ему принадлежат фундаментальные работы по новым методам расчёта складчатых конструкций и оболочек, по строительной механике тонкостенных пространственных систем, чл.-корр. АН СССР (1953). Герсеванов Николай Михайлович (1879 – 1950 гг.) – русский и советский учёный, основатель научной школы в области механики грунтов; чл.-корр. АН СССР (1939). Разработал способ расчёта конструкций на сваях с большой сво- бодной длиной; разработал формулу для определения сопротивления свай по их отказу, которая и сегодня широко применяется. Гвоздев Алексей Алексеевич (1897 – 1986 гг.) – учёный, заслуженный деятель науки и техники России (1967 г.), Герой Социалистического Труда (1971 г.). Основные труды по монолитным и сборным железобетонным конст- рукциям, по расчёту строительных конструкций, по предельным состояниям; 68 дал теоретическое обоснование метода предельного равновесия; под его руко- водством разработаны нормы по расчёту железобетонных конструкций. Карлсен Генрих Георгиевич (1894 – 1972 гг.) – известный исследователь в области теории расчёта и проектирования деревянных конструкций (в том числе клееных). Автор первых норм по расчёту деревянных конструкций; автор двухтомного учебника по деревянным конструкциям. Ржаницын Алексей Руфович (1911 – 1987 гг.) – крупный специалист в области строительной механики, теории надёжности строительных конструк- ций. Труды по расчёту сооружений с учётом пластических свойств материалов; по теории расчёта строительных конструкций на надёжность и др. Болотин Владимир Васильевич (р. 1926 г.) – учёный, академик РАН (1992 г.). Труды по теории колебаний, упругости, надёжности, механике компо- зиционных материалов; впервые предложил использовать теорию случайных процессов к решению задач надёжности строительных конструкций. 3. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ 3.1. Монолитное строительство В нашей стране долгие годы предпочтение отдавалось сборным панель- ным домам. Хотя в 30-е годы, в период конструктивизма, уже был приобретен определенный опыт монолитного строительства. Но широкое распространение оно получило лишь в последние 10 лет. Преимущества монолитного строительства. Среди них в первую оче- редь нужно отметить несущественность показателя шага конструкций. В сборном строительстве все конструкции имеют размеры, кратные определен- ному модулю. И технология изготовления конструкций на заводе не позволяет быстро изменить форму оснастки. Именно поэтому архитекторы и проекти- ровщики были привязаны к определенным типовым размерам и ограничены в принятии проектных решений. 69 Увеличение шага конструкций по сравнению с крупнопанельным строи- тельством с 12 до 15-16 м, а зачастую и до 20 м стало причиной появления со- вершенно новых планировочных решений квартир. Кроме того, при увеличении ширины здания удается не только сэкономить материалы, но и на 20- 30% снизить расход тепла на обогрев монолитного дома. И это при одинаковых теплотехнических качествах ограждающих конструкций. Монолитное здание практически не имеет швов, что тоже повышает по- казатели его тепло- и звуконепроницаемости. В сочетании с использованием эффективных утеплителей это позволяет улучшить режим эксплуатации дома в зимнее время, снизить массу и объем ограждающих конструкций (толщина стен и перекрытий существенно уменьшается). В результате монолитные здания оказываются на 15-20% легче кирпичных. Вместе с тем за счет облегчения кон- струкций уменьшается материалоемкость фундаментов и удешевляется их уст- ройство. Еще одно важное преимущество монолитного строительства заключается в том, что весь его производственный цикл осуществляется непосредственно на стройплощадке, в отличие от панельного строительства, когда все элементы из- готавливаются на заводе, а затем привозятся на площадку и монтируются с по- мощью кранов и другой тяжелой техники. Процесс возведения монолитного дома состоит из нескольких этапов: приготовления и доставки бето- на, подготовки опалубки и собственно укладки бетона. Дело еще более упро- щается, если есть возможность создать бетонный узел прямо на площадке. Ведь нередко при возведении зданий в местах точечной застройки не представляют- ся возможными доставка и складирование панелей, прокладка рельсовых путей для кранов. А еще при изготовлении сборных конструкций предполагаются до- пуски на всех технологических этапах, из-за чего возникают дополнительные трудозатраты при отделке стыков. Так что если монолитное строительство ве- дется по четко отработанной схеме, возведение зданий осуществляется в более короткие сроки. Важно и то, что качественно выполненная работа при моно- 70 литном строительстве исключает необходимость "мокрых" процессов - стены и потолки практически готовы к финишной отделке. Благодаря своим технологическим особенностям монолитные дома более устойчивы к воздействию техногенных и иных неблагоприятных факторов ок- ружающей среды, более сейсмоустойчивы. И, что совершенно естественно, бо- лее долговечны. Если установленный проектировочный срок эксплуатации со- временных панельных домов - 50 лет, то построенных по монолитной техноло- гии - не менее 200. Росту популярности монолита среди строителей и инвесторов способст- вуют стремление максимально использовать имеющиеся территории, повысить ликвидность нового жилья и получить максимальную прибыль от продажи. 3.2. Каркасное малоэтажное строительство Строительство каркасных домов - одна из наиболее перспективных тех- нологий малоэтажного строительства, она широко используется в Канаде, Скандинавии, Германии и других европейских странах и приобретает все большую популярность у нас в России. В наше время «канадский дом» - это самое доступное жильё. При минимальных затратах времени, усилий и средств человек получает тёплое, экономичное, экологически чистое, а главное - уют- ное, всегда современное и комфортабельное жильё. Гибкость технологии по- зволяет удовлетворить самые изысканные пожелания заказчика в плане архи- тектурного решения будущего дома. Такие дома не подвергаются моральному старению и легко модернизируются. Технология каркасного домостроения дает ряд неоспоримых преимуществ: быстрые сроки строительства (от 1,5 до 3-х ме- сяцев); высокие теплоизоляционные свойства (при толщине стены в 175 мм приравниваются к стене кирпичного дома толщиной в 2 м); благодаря лег- кости конструкции не требуются массивные фундаменты (ощутимая экономия денежных средств); возможность строительства в любое время года; для возве- дения стен каркасного дома не требуется тяжелой техники; все коммуникации 71 (водопровод, канализация, разводка систем отопления и электрики) – спрятаны в стены; технология дает идеально ровные поверхности пола, стен и потолков (что значительно облегчит внутреннюю и наружную отделку); каркасные дома не дают усадки, что позволяет проводить чистовые отделочные работы сразу после завершения строительства; прочность конструкций – сейсмостойкость до 9 баллов. В качестве основного материала для каркасного строительства, как пра- вило, используется дерево или металл. Относительно недавно монополии дере- ва в возведении каркасных сооружений пришел конец, на смену привычным доскам все более активно приходит сталь. Для металла практических ограниче- ний по назначению не существует, например, в Европе с успехом строятся мно- гоквартирные жилые дома с использованием одной из наиболее наукоемких со- временных технологий – быстровозводимых зданий из легких металлоконст- рукций (ЛМК). Для теплоизоляции, как правило, используются минеральная вата из стекла (Ursa - Урса, Isover - Изовер) или из каменных пород (Rockwool - Руквул). 150-миллиметровый слой теплоизоляции (при норме 125 мм) полно- стью обеспечивает круглогодичное комфортное проживание. В качестве ветро- вой защиты при строительстве каркасного дома используются древесно- волокнистые или древесно-стружечные плиты. Внутренняя и наружная отделка зависит от пожеланий Заказчика. 3.3 Энергоэффективные технологии в строительстве Энергоэффективные здания по стоимости строительства дороже на 5-15% обычного, однако, энергосберегающие технологии позволяют экономить до 30- 40% при эксплуатации. Такие здания имеют большую инвестиционную привле- кательность, в них выше капитализация и комфорт. По данным Госстроя, средний расход тепловой энергии на отопление и снабжение горячей водой в России составляет 74 кг условного топлива на один квадратный метр в год, что в 2-3 раза превышает данные по Европе. 72 В Европе и США энергосберегающие технологии в строительстве приме- няются уже на протяжении многих лет. Приоритетными направлениями по- вышения энергоэффективности являются использование при строительстве и реконструкции зданий эффективной теплоизоляции, снижение теплопотерь че- рез системы вентиляции путём установки теплообменников (рекуператоров), предназначенных для возврата тепла вытяжного воздуха обратно в здание. По- мимо систем вентиляции, не допускается инфильтрация (утечка) нагретого воз- духа через оконные переплёты и балконные двери. Для этого устанавливаются современные оконные системы, балконные и входные двери. И, наконец, серь- езную роль в повышении энергетической эффективности играют котельные установки с повышенным КПД, а также приборы для поквартирного регулиро- вания температурного режима. Несмотря на популярность энергосберегающих технологий в развитых странах, в России они ещё не получили повсеместного распространения. По мнению экспертов, основным фактором, сдерживающим внедрение энергосбе- регающих технологий, является отсутствие интереса со стороны собственников жилья, а также государственного стимулирования строительства энергоэффек- тивных домов. Поощрение внедрения энергосберегающих технологий требует ком- плексного подхода, в котором наравне с созданием законодательных норм не- обходимо учитывать экономические интересы собственников жилья и инвесто- ров (снижение налогов, субсидии, снижение процентной ставки по кредитам на энергооэффективное жилье и т.д.). В России исторически сложилось так, что государство использует пре- имущественно административные рычаги воздействия, практически полностью забывая о финансовых механизмах стимулирования. Например, принятие СНиПа 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» позволило снизить энергопо- требление вновь строящихся жилых домов. Однако при отсутствии экономиче- ских стимулов многие инвесторы продолжают финансировать строительство 73 энергорасточительных зданий. Такой подход обеспечивает им большую при- быль за счёт снижения затрат на строительство. Ещё одной проблемой является несовершенство действующего законодательства, в частности, отсутствие ме- ханизмов контроля и привлечения к ответственности застройщиков, которые не соблюдают стандарты энергоэффективности при строительстве жилых домов. В последние годы в ряде регионов началось создание нормативной базы для стимулирования собственников жилья и инвесторов к повышению энерго- эффективности зданий при строительстве и реконструкции. В качестве приоритетных направлений деятельности закон выделяет ор- ганизацию системы контроля за расходованием энергоресурсов и их эффектив- ным использованием, совершенствование правового регулирования в области энергосбережения, а также обеспечение заинтересованности производителей, поставщиков и потребителей энергоресурсов в повышении эффективности их использования. 3.4 Строительство экодомов Пассивный дом, энергосберегающий дом или экодом (нем. Passivhaus, англ. passive house) — сооружение, основной особенностью которого является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление — в сред- нем около 10 % от удельной энергии на единицу объёма, потребляемой боль- шинством современных зданий. В большинстве развитых стран существуют собственные требования к стандарту пассивного дома. Показателем энергоэффективности объекта служат потери тепловой энергии с квадратного метра (кВт·ч/м²) в год или в отопительный период. В среднем составляет 100—120 кВт·ч/м². Энергосберегающим считается здание, где этот показатель ниже 40 кВт·ч/м². Для европейских стран этот показатель ещё ниже — порядка 10 кВт·ч/м². Достигается снижение потребления энергии в первую очередь за счет уменьшения теплопотерь здания. |