Конструирование фундаментов стаканного типа: 23. Расчет и конструирование фундаментов стаканного типа.

21.02.2023

0 Comment

Содержание

Расчет и конструирование фундамента — Студопедия

Поделись

В курсовом проекте в качестве фундаментов под колонны предлагается запроектировать центрально-нагруженные столбчатые фундаменты стаканного типа. Фундаменты предлагается запроектировать монолитные из бетона класса В15, в качестве основной несущей арматуры необходимо применять арматуру А300 или А400 в зависимости от указанной в задании.

Так как фундаменты центрально-нагруженные, то их обычно изготавливают семеричными (подошва имеет квадратную в плане форму).

Количество ступеней (см. рисунок 2.5.1) назначают в зависимости от высоты фундамента h: при 450мм<h<900мм – две ступени, при h³900мм – три ступени. Минимальная высота одной ступени 300мм. Размеры ступеней проектируются такими, чтобы контур фундамента (см. рисунок 2.5.1) находился снаружи усеченной пирамиды, верхним основанием которой служит опорное сечение колонны, а грани наклонены под углом 45^о.

а)

б)

Рисунок 2.

5.1 – Фундаменты стаканного типа а) двухступенчатый, б) трехступенчатый

Глубину заложения фундамента в курсовом проекте условно назначена 1500мм. Вообще глубина заложения для Новосибирска назначается обычно ниже глубины промерзания грунта, равного 2,2м, но так как в проекте необходимо запроектировать фундамент под среднею колонну, то его глубину заложения можно назначать меньше. Расчетное сопротивление грунта R₀ – задано в задании.

Глубина стакана h_gl принимается равной , где b – размер сечения колонны. Толщина дна стакана принимается не менее 200мм во избежание ее продавливания в процессе монтажа колонны.

Минимальную площадь подошвы фундамента можно определить по формуле:

, /2.5.1/

где N_n – нормативное значение усилия действующего от колонны на фундамент (приблизительно можно принять равным N_n=N/1,15) N – продольное усилие в колонне первого этажа;

– усредненный удельный вес фундамента и грунта на уступах фундамента равный 20кН/м³;

Н₀ – глубина заложения фундамента (в курсовом проекте условно принято 1,5м).

Так как для центрально-нагруженных фундаментов предполагается квадратная подошва, тогда минимально допустимый размер фундамента b_ф

можно определить как:

/2.5.2/

При этом размер подошвы фундамента назначают кратно 300мм. Площадь фундамента будет равняться

. /2.5.3/

Минимальная высота всего фундамента под сборную колонну по конструктивным соображениям определяется как:

. /2.5.4/

Минимальная высота фундамента из условия среза определяется как:

, /2.5.5/

где N – расчетное усилие, действующее на фундамент от колонны;

— интенсивность давления грунта на подошву фундамента определяемая как ;

а – расстояние от грунта до равнодействующей в растянутой арматуре, принимается равной 30…60мм если выполняется подготовка под подошву фундамента и не менее 70мм в случае ее отсутствия.

Высоту фундамента h назначают как большую из и при этом она должна быть кратна 150мм.

Рабочая высота нижней ступени фундамента h_1,0 определяется из условия равновесия, где , — внешнее усилие в наиболее опасном сечении, — минимальное усилие воспринимаемое бетонным сечением без поперечного армирования. Разрешив это неравенство относительно , получим, что минимальная рабочая высота первой ступени должна быть:

. /2.5.6/

Для определения площади сечения арматуры в нормальных сечениях I-I, II-II, III-III определяют расчетные моменты в этих сечениях как для консольной балки, от интенсивность давления грунта на подошву фундамента . Величина этих моментов равняется:

/2.5.7/

/2.5.8/

/2.5.9/

Требуемая площадь сечения арматуры определяется по приближенной формуле:

— для любого фундамента /2.5.10/

— для трехступенчатого фундамента /2.5.11/

— для двухступенчатого фундамента /2.5.12/

— для трехступенчатого фундамента /2.5.13/

Сетки для армирования фундамента подбираются по А_s=max(A_s_,_I, A_s_,_II, A_s_,_III).

Так как внутренние момент возникающий в подошве фундаменте определялся на всю ширину фундамента, то и требуемая площадь арматуры определяется на всю ширину фундамента.

Требуемую площадь сечения одного стержня можно определить по формуле:

, /2.5.14/

где s – шаг стержней в подошве фундамента, можно применять 100, 125, 150, 175 или 200мм.

По требуемому значению площади сечения одного стержня определяется необходимый диаметр рабочих стержней при назначенном шаге. При этом в связи с тем, что фундамент центрально нагружен стержни в продольном и поперечном направлении одинаковы.

Проектирование фундаментов стаканного типа под промышленные здания

МПС РОССИИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ростовский государственный университет путей сообщения

(РГУПС)

________________________________________________________________

Курсовой проект по дисциплине

«Основания и фундаменты» на тему: проектирование фундаментов стаканного типа под промышленные здания

Выполнил:

Проверил(а): Моргун Л. В.

Ростов-на-Дону

2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Дополнительные сведения к заданию на проектирование………………..4

2. Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства

и физико-механических свойств грунтов …………………………………….6

3. Выбор глубины заложения фундамента……

………………………………8

4. Расчет размеров подошвы фундамента…………………………………….10

5. Расчет осадок подошвы фундамента……………………………………….19

6. Расчет прочности конструктивных элементов фундамента………………...22

6.1. Конструирование фундамента…………………………………………….22

6.2. Расчет фундамента на продавливание колонной дна стакана………….25

6. 3. Определение сечения арматуры в плитной части фундамента…………27

6.4. Определение диаметра арматуры…………………………………………28

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Фундамент является важнейшей частью любого сооружения, так как через него передаются все напряжения на грунты и основания, которые в свою очередь обладают дисперсностью и пористостью. В связи с этим при проектировании необходимо пользоваться регламентациями строительных норм и правил.

Фундаменты стаканного типа предназначены для установки колонн одноэтажных зданий. Сечение колонн — от 300×300 до 700×500мм.

Для изготовления фундаментов применяется бетон не менее марки по прочности на сжатие М 200, по морозостойкости не менее марки F 50, водонепроницаемость не нормируется.

В данной работе посчитан фундамент стаканного типа под 2-х ригельную колонну.

1 Дополнительные сведения к

заданию на проектирование

Необходимо запроектировать фундаменты для двухпролетного одноэтажного промышленного здания II класса ответственности, в котором технологическое оборудование и заглубленные помещения не оказывают влияния на расположение фундаментов. Среднесуточная температура воздуха в помещениях, примыкающих к наружным фундаментам, в зимний период составляет +10

⁰С. Нагрузки на полы цеха вблизи колонн крайнего ряда отсутствуют. Режим работы кранов 7, круглосуточный.

Проектируемое промышленное здание должно иметь железобетонный каркас. Поэтому по прил.4 СНиП 2.02.01-83* предельная осадка такого здания S_u = 8 см, предельный крен не нормируется.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Номера слоев:

1. Отметка поверхности земли – 142,6

2.Отметка подошвы слоя – 141,6

1. Песок(средний) – 134.4

2. Суглинок – 131.0

3. Глина – до 6

Удельный вес твердых частиц грунта (кН/м3):

1. Песок(средний) – 26,6

2. Суглинок – 26,8

3. Глина – 27,6

Удельный вес грунта (кН/м3):

1. Почва – 12,4

2. Песок(средний) – 19,6

3. Суглинок – 20,0

4. Глина – 19,8

1. Песок(средний) – 0,24

2. Суглинок – 0,20

3. Глина – 0.23

Граница текучести:

1. Суглинок – 0,31

2. Глина – 0,41

1. Суглинок – 0,18

2. Глина – 0,20

1. Песок(средний) – 1

2. Суглинок – 32

3. Глина – 51

1.Песок(средний) – 34
2. Суглинок – 25
3. Глина – 19

1.Песок(средний) – 30
2. Суглинок – 25
3. Глина – 26

2. Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства и физико-механических свойств грунтов

Таблица 2.1 — Расчет физико-механических свойств наслоений грунта

№	Наименование свойств	Расчетные уравнения	Наименование слоя грунта
№	Наименование свойств	Расчетные уравнения
1	2	3	4	5	6
1	Удельный вес твердых частиц грунта (γ_s)	γ_s	19,6	20,0	19,8
2	Удельный вес скелета грунта в состоянии естественной влажности (γ_d)	γ_d = γ(1+W)	8,47	8,4	8,89
3	Коэффициент пористости (e)	е = (γ_s/γ_d)-1	0,96	1,00	0,98
4	Степень влажности (S_r)		0,66	0,54	0,65
5	Число пластичности (J_р)		−	0,13	0,21
6	Показатель текучести (J_L)		−	0,15	0,14
	Условное сопротивление грунта сжатию (R₀)	R₀	0,15	0,22	0,22

Расчеты проведены с использованием таблиц: 2. 2;2.3;2.4;2.5;2.6;2.7

методического указания по дисциплине «Основания и фундаменты»

Примечания: γ_w – удельный вес воды, кН/м³;

γ – удельный вес сухого грунта в состоянии естественной пористости.

Для расчета физико-механических свойств наслоений грунтов пользуются справочными данными из СНиП 2.02.01-83*, приведенными в таблицах 2.2-2.6. Для всех грунтов рассчитывают:

Удельный вес скелета грунта в состоянии естественной влажности

γ_d = γ(1+W), (2.1)

где γ – удельный вес грунта в сухом состоянии;

W – естественная влажность.

Удельный вес грунта во взвешенном состоянии

, (2.

где _{– удельный вес твердых частиц грунта;}

_{– удельный вес воды, равный 10 кН/м³;}

е – коэффициент пористости.

Коэффициент пористости:

е = (γ_s/γ)-1 (2.3)

(2.4)

Только для глинистых грунтов рассчитывают:

Число пластичности

, (2.5)

где _{– влажность на границе текучести;}

_{– влажность на границе раскатывания.}

(2.6)

На основе рассчитанных значений по таблицам 2.6 и 2.7 методического пособия определяют величину условного сопротивления сжатию (R₀) каждого пласта грунта.

3.Выбор глубины заложения фундамента

Одним из важнейших факторов, предопределяющих заглубление подошвы фундамента, является глубина сезонного промерзания грунта. Для районов, где глубина промерзания на незастроенной территории не превышает 2,5 м, ее нормативное значение (d_fn) определяют по формуле:

                   (3.1)
где M_t – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП 2.01.01 «Строительная климатология и геофизика»;
       d₀ — эмпирический коэффициент, величина которого зависит от вида грунта. Для суглинков и глин d₀ = 0,23 м; супесей, песков мелких и пылеватых d₀ = 0,28 м; песков гравелистых, крупных и средней крупности d₀ = 0,30 м; крупнообломочных грунтов d₀ = 0,34 м.
=2,141 м
              Вывод: Отметка подошвы фундамента располагается в слое песка. Показатели будут более экономичнее в нем.
              Вывод: Обрез фундамента на отметке 142,3 м (не менее 0,15 м от поверхности.
      Существует понятие расчетного значения глубины сезонного промерзания грунта (d_f), которое определяют по формуле:
d_f= К_h•d_fn = 1,07 м                        (3.2)
                   где    К_h – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха внутри помещений, примыкающих к наружным фундаментам, учитывающий наличие подвала или технического подполья, а также состав полов (табл. 1). Принимается по СНиП 2.02.01 «Строительная климатология и геофизика».
      В случаях, когда глубина заложения фундаментов не зависит от расчетной глубины промерзания d_f, соответствующие грунты, указанные в настоящей таблице, должны залегать до глубины не менее нормативной глубины промерзания d_fn.
Стекло как строительный материал
Стекло было очаровательным материалом для человечества с тех пор, как оно было впервые изготовлено примерно в 500 году до нашей эры. Сначала считалось, что стекло обладает магическими свойствами, но оно прошло долгий путь. Это один из самых универсальных и старых материалов в строительной индустрии. От его скромного начала в качестве оконного стекла в роскошных домах Помпеи до сложных структурных элементов в зданиях нового века, его роль в архитектуре развивалась с годами.
краткая история использования стекла в строительной промышленности
В доисторические времена обсидиан (природное стекло, найденное вблизи вулканических областей) и фульгурит (стекло, образовавшееся естественным путем после удара молнии в песок) использовались для изготовления оружия. Искусственное стекло использовалось в качестве роскошного материала для украшений, украшений, сосудов и посуды.
Выдувание стекла было открыто в 1 веке в Европе, что произвело революцию в стекольной промышленности. Техника распространилась по всей Римской империи. Производство прозрачного стекла путем введения диоксида марганца, пильного стекла, используемого в архитектурных целях. Литые стеклянные окна стали появляться в самых важных зданиях и виллах Рима и Помпеи. В течение следующих 1000 лет производство стекла распространилось по всей Европе и Ближнему Востоку. В 7 веке англо-саксонское стекло использовалось в церквях и соборах
К 11 веку листовое стекло производилось методом коронного стекла. В этом процессе стеклодув вращал расплавленное стекло на конце стержня, пока оно не сплющивалось в диск. Затем диск будет разрезан на панели. К 13 веку эта техника была усовершенствована в Венеции. Витражи использовались в архитектуре готического ренессанса и барокко с 11 по 18 века. Примеры потрясающих узоров, созданных с использованием цветного стекла, увековечены великими художниками во всем мире. век. в 19 веке для изготовления окон использовались плоские/листовые стеклянные окна. Они были абсолютно плоскими и не имели оптических искажений.
Но стекло по-прежнему оставалось предметом роскоши, так как для его производства требовались большие ресурсы, блестящее мастерство и огромная энергия. В 1958 году Pilkington и Bickerstaff представили миру революционный процесс флоат-стекла. Этот метод дал листу одинаковую толщину и очень плоские поверхности. Современные окна изготавливаются из флоат-стекла.

как стекло используется в строительстве
С начала 20-го века современная архитектура играет важную роль в массовом производстве бетонных, стеклянных и стальных зданий на фабриках, которые мы называем городами. Эта идеология помогла удовлетворить жилищные потребности растущего среднего класса. Стеклянные и стальные конструкции стали символом развития во многих странах, где люди склонны рассматривать эти здания как символы богатства и роскоши.
производство стекла
Производство стекла:

Изготовление стекла — очень древний процесс, археологические свидетельства которого относятся к 2500 г. до н.э. Когда-то редкое и ценное искусство, производство стекла стало обычной отраслью благодаря процессу Pilkington.
Традиционно стекло производилось путем выдувания жидкого стекла, полученного путем плавления песка, оксида кальция и карбоната натрия, до чрезвычайно высоких температур и охлаждения жидкости до желаемой формы. Уже несколько тысяч лет рецепт изготовления стекла остается неизменным. Просто его свойства можно улучшить, добавляя определенные добавки к сырью или нанося подходящее покрытие для удовлетворения различных потребностей.
Процесс Pilkington:
Большое количество сырья (чистый песок, оксид кальция и карбонат натрия) доставляется на завод по производству стекла. Затем их взвешивают и смешивают в нужной пропорции. В шихту добавляют определенные примеси, чтобы придать стеклу соответствующие свойства или цвет.
Затем смесь нагревают в газовой или электроплавильной печи, горшковой печи или печи для обжига. Кварцевый песок без добавок становится стеклом при температуре 2300 градусов по Цельсию. Добавление карбоната натрия (соды) снижает температуру, необходимую для изготовления стекла, до 1500 градусов по Цельсию.
Затем образуется гомогенная смесь расплавленного стекла. Затем эту смесь наплавляют на расплавленное олово, получая стекло желаемой толщины. После окончания горячего конца процесса стекло ставится на охлаждение. Способ охлаждения стекла определяет его прочность. Он должен быть охлажден после поддержания подходящей температуры, т.е. он должен быть отожжен. Если оно остынет в течение очень короткого промежутка времени, стекло может стать слишком хрупким, чтобы с ним можно было обращаться. Отжиг стекла имеет решающее значение для его долговечности
Производство стекла — энергоемкий процесс. Для производства одной тонны стекла требуется 4 гигаджоуля энергии. Это столько энергии, сколько производит ветряная мельница за день! Это большое количество энергии также может быть использовано для освещения более 200 домов. (Хотя они и не сделаны из стекла)

свойства стекла
Прозрачность: Это свойство обеспечивает визуальную связь с внешним миром. Его прозрачность может быть постоянно изменена путем добавления примесей в исходную смесь партии. С появлением технологий прозрачные стеклянные панели, используемые в зданиях, можно сделать непрозрачными. (Электрохромное остекление)
Значение U : Значение U является мерой того, сколько тепла передается через окно. Чем ниже показатель U, тем лучше изоляционные свойства стекла, тем лучше оно удерживает тепло или холод.
Прочность: Стекло является хрупким материалом, но с развитием науки и техники некоторые ламинаты и добавки могут увеличить его модуль разрыва (способность сопротивляться деформации под нагрузкой).
Парниковый эффект: Парниковый эффект относится к обстоятельствам, при которых короткие волны видимого солнечного света проходят через стекло и поглощаются, но длинноволновое повторное инфракрасное излучение от нагретых объектов не может пройти через стекло. Это улавливание приводит к большему нагреву и более высокой результирующей температуре.
Обрабатываемость: С ним можно работать разными способами. Его можно выдувать, рисовать или прессовать. Можно получить стекло с разнообразными свойствами — прозрачное, бесцветное, диффузное и окрашенное. Стекло также можно сваривать плавлением.
Пригодно для вторичной переработки: Стекло на 100 % подлежит вторичной переработке, стеклобой (обломки разбитого стекла или отходы стекла, собранные для переплавки) используется в качестве сырья в производстве стекла, в качестве заполнителей в бетонных конструкциях и т. д.
Коэффициент солнечного теплопритока: Это часть падающей солнечной радиации, которая фактически проникает в здание через весь оконный блок в виде притока тепла.
Коэффициент пропускания видимого света: Коэффициент пропускания видимого света — это доля видимого света, проходящего через стекло.
Энергоэффективность и акустический контроль: Энергоэффективное остекление — это термин, используемый для описания использования двойного или тройного остекления в современных окнах в домах. В отличие от оригинального одинарного остекления или старого двойного остекления, энергосберегающее остекление включает стекло с покрытием (с низким коэффициентом излучения), чтобы предотвратить утечку тепла через окна. Воздушный барьер также улучшает акустический контроль.

Типы стекла
Флоат-стекло : Флоат-стекло также называют известково-натриевым стеклом или прозрачным стеклом. Это производится путем отжига расплавленного стекла, оно прозрачное и плоское. Его модуль разрыва составляет 5000-6000 фунтов на квадратный дюйм. Сильнее, чем Рокки Бальбоа, выдерживающий удары с силой 2000 фунтов на квадратный дюйм, Иван Драго. Он доступен в стандартной толщине в диапазоне от 2 мм до 20 мм. и имеет диапазон веса в 6-26 кг/м2. Он имеет слишком большую прозрачность и может вызвать блики. Из него изготавливают навесы, витрины, стеклоблоки, перила-перегородки и т. д.
Тонированное стекло: Определенные добавки к смеси для производства стекла могут придать цвет прозрачному стеклу без ущерба для его прочности. Оксид железа добавляется для придания стеклу зеленого оттенка; сера в различных концентрациях может сделать стекло желтым, красным или черным. Сульфат меди может сделать его синим. И т. д.
Закаленное стекло Этот тип закаленного стекла может иметь искажения и плохую видимость, но оно разбивается на мелкие кусочки, похожие на кости, при модуле разрыва 3600 фунтов на квадратный дюйм. Следовательно, он используется для изготовления огнестойких дверей и т. д. Они доступны в том же диапазоне веса и толщины, что и флоат-стекло.
Многослойное стекло: Этот тип стекла изготавливается путем вклеивания стеклянных панелей в защитный слой. Оно тяжелее обычного стекла и также может вызывать оптические искажения. Он прочный, защищает от УФ-излучения (99%) и изолирует звук на 50%. Используется в стеклянных фасадах, аквариумах, мостах, лестницах, напольных плитах и т. д.
Небьющееся стекло : При добавлении слоя поливинилбутираля получается небьющееся стекло. Этот тип стекла не растрескивается от осколков с острыми краями даже при разбитии. Используется в световых люках, окнах, напольных покрытиях и т. д.
Сверхчистое стекло: Этот тип стекла является гидрофильным, т. е. вода движется по нему, не оставляя следов, и фотокатилитным, т. е. оно покрыто наночастицами, которые атакуют и разрушают грязь, облегчая очистку и уход.
Стеклопакеты с двойным остеклением: Изготавливаются путем обеспечения воздушного зазора между двумя стеклянными панелями для уменьшения потерь и притока тепла. Обычное стекло может вызвать огромное количество тепла и до 30% потери тепла энергии кондиционирования воздуха. Зеленое энергосберегающее стекло может уменьшить это воздействие.
Хроматическое стекло: Этот тип стекла может эффективно контролировать дневной свет и прозрачность. Это стекло доступно в трех формах: фотохроматическое (светочувствительное ламинирование на стекле), термохроматическое (теплочувствительное ламинирование на стекле) и электрохроматическое (светочувствительное стекло, прозрачность которого можно контролировать с помощью электрического выключателя). Его можно использовать в конференц-залах. и ICUs
Стекловата: Стекловата представляет собой теплоизоляцию, состоящую из переплетенных и гибких стеклянных волокон, благодаря чему она «упаковывает» воздух и, следовательно, является хорошим изоляционным материалом. Стекловату можно использовать как наполнитель или изолятор в зданиях, а также для звукоизоляции.
Стеклянные блоки: Полые стеклянные стеновые блоки изготавливаются в виде двух отдельных половин, которые, пока стекло еще расплавлено, прессуются вместе и отжигаются. Полученные стеклянные блоки будут иметь частичный вакуум в центре полости. Стеклоблоки обеспечивают затемнение зрения при пропускании света

свойства стекла
Поликарбонат: Этот эластик в 300 раз прочнее стекла, устойчив к большинству химических веществ, в два раза легче класса, обладает высокой стойкостью к истиранию и ударам . Он может пропускать столько же света, сколько и стекло, без особых искажений. Области применения включают окна, остекление теплиц и т. д.
Акрил: Акрил изготовлен из термопласта, устойчивого к атмосферным воздействиям, в 5 раз прочнее стекла, но подвержен царапинам. У него отличная оптика, он мягче стекла, но может накапливать много пыли. Он широко используется для изготовления игровых домиков, теплиц и т. д.
Панели из стеклопластика: GRP изготавливается путем объединения сотен стеклянных нитей с использованием пигментированной термореактивной УФ-смолы. Пластмассы, армированные стекловолокном, также используются для производства компонентов домостроения, таких как в качестве кровельного ламината, навесов и т. д. Материал легкий и простой в обработке. Он используется в конструкции композитного жилья и изоляции для снижения тепловых потерь.
ETFE : Этилентетрафторэтилен представляет собой пластик с высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Он обладает свойствами стойкости к высокоэнергетическому излучению, он прочен, самоочищается и пригоден для вторичной переработки.
Универсальность стекла продолжает расти, поскольку ученые находят новые применения этому удивительному материалу. В настоящее время стекло используется в строительной отрасли в качестве изоляционного материала, конструкционного элемента, материала для наружного остекления, облицовочного материала; он используется для изготовления ажурных оконных проемов на фасадах, а также обычных окон. С появлением «зеленых» технологий в строительстве стекло постоянно претерпевает изменения. Стекло на солнечной энергии, переключаемые стеклянные проекционные экраны — вот лишь некоторые из новых применений. Это один из материалов, на который стоит обратить внимание!

ДРУГИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Использование стекла в строительстве
11 января 2022 г.
Стекло – один из старейших материалов, используемых в строительстве. Помимо использования в окнах и в качестве прозрачного материала для остекления, он становится все более популярным строительным материалом для наружных работ.
Стекло производится путем нагревания песка или кварца до высокой температуры, в результате чего получается прозрачное или полупрозрачное расплавленное стекло. Это расплавленное стекло затем формуется в широкий спектр форм. Когда оно остывает до своей твердой или окружающей формы, стекло становится жестким, жестким материалом, хотя технически оно является аморфным веществом — не совсем твердым, но и не совсем жидким.
В этой статье
1 История и развитие стекла в строительстве
2 Типы стекла, используемого в строительстве
3 Преимущества использования стекла в зданиях
4 Недостатки использования стекла в зданиях
История и развитие стекло в строительстве
История стекла насчитывает века, а может быть, и тысячелетия. Археологи нашли доказательства использования природного стекла в каменном веке, которое, вероятно, использовалось ранними людьми для изготовления оружия.
С течением времени стекло все чаще использовалось в сосудах, таких как вазы и питеры, а также изразцы. Это было достигнуто с помощью выдувания стекла, процесса, который, как считается, начался в Европе 1-го века.
Инновации привели к широкому производству стекла и его использованию в качестве декоративного элемента в зданиях. Окна из литого стекла были найдены в руинах древнего Рима. Производство стекла распространилось по всей Европе, и к 17 веку цветное стекло широко использовалось в окнах церквей.
В конце концов, стекло само стало структурным элементом, что положило начало концепции стеклянной архитектуры.
В 1958 году производственная фирма Pilkington and Becker разработала революционный метод изготовления листов стекла. Процесс флоат-стекла был методом, который позволял производителям стекла изготавливать листы стекла различной толщины без искажений. Название происходит от самого процесса: расплавленное стекло заливали расплавленным оловом, протягивали через плющильные валки и охлаждали. Установив более длительное время охлаждения, известное как отжиг, производители стекла могли избежать производства более хрупкого материала.
Развитие технологий позволило производить еще более прочные виды стекла. Вскоре стекло стало использоваться не только для закрытия проемов в стенах, но и как материал для самих стен.
Типы стекла, используемого в строительстве
Благодаря многочисленным новым процессам и технологиям изготовления стекла сегодня в строительстве используется множество различных типов стекла, каждое из которых обладает уникальными характеристиками.
Листовое или плоское стекло . Листовое стекло производится путем протягивания расплавленного стекла через ролики, чтобы получить гладкую поверхность. В результате получается недорогое неискаженное стекло.
Флоат-стекло. Флоат-стекло, иногда известное как натриево-известковое стекло, изготавливается из силиката натрия и силиката кальция. Как уже упоминалось, для его изготовления расплавленное стекло заливают на слой расплавленного олова, в результате чего получается плоская прозрачная поверхность без искажений.
Многослойное стекло. Многослойное стекло состоит из слоев обычного стекла, соединенных гибким прозрачным полимером. По сути, это сэндвич из двух или более стеклянных пластин. Полимер между двумя листами не позволяет стеклу разбиться на опасные осколки, если стекло разобьется. Этот тип стекла обычно используется для ветровых стекол автомобилей в качестве меры безопасности, но также используется в строительстве для окон, особенно мансардных окон.
Энергосберегающее стекло. Энергосберегающее стекло изготавливается путем остекления флоат-стеклом со специальным покрытием с одной стороны. Покрытие позволяет солнечной энергии проходить через стекло в одном направлении и сводит к минимуму передачу тепловой энергии в противоположном.
Армированное стекло. Армированное стекло имеет встроенную металлическую сетку. Это скрепляет стекло в случае растрескивания, но, в отличие от ламинированного или небьющегося стекла, не препятствует образованию острых краев осколков. Армированное стекло удерживается вместе во время пожара, поэтому этот тип стекла часто использовался в школах и других общественных зданиях. Армированное стекло потеряло популярность, поскольку его заменили другие технологии.
Тонированное стекло. Тонированное стекло — это просто окрашенное стекло. Определенные типы ионов, в зависимости от желаемого оттенка, добавляются в обычную стеклянную смесь для получения тонированного стекла. Цвет, как правило, не влияет на целостность стекла.
Закаленное стекло. Закаленное стекло или закаленное стекло — это тип стекла, которое нагревается и быстро охлаждается, что приводит к сжатию внешней поверхности. Когда закаленное стекло разбивается, оно распадается на гораздо более мелкие осколки, которые более безопасны, чем крупные осколки. Закаленное стекло широко используется в строительной отрасли для изготовления стеклянных дверей, душевых дверей, столешниц и окон из-за его превосходной ударопрочности и термостойкости.
Стеклоблоки. Стеклоблоки представляют собой стеклянные блоки, изготовленные в виде двух отдельных половинок, которые спрессовываются вместе и отжигаются еще в расплавленном состоянии. Они функционируют аналогично глиняным кирпичам, но без непрозрачности.
Преимущества использования стекла в зданиях
Использование стекла в конструкции здания дает множество преимуществ, в том числе:
Прозрачность. Стекло — уникальный прозрачный материал, пропускающий свет (особенно естественный). Это позволяет хорошо освещать помещения за стеклом. Помимо эстетической ценности, он снижает счета за электроэнергию, устраняя необходимость в искусственном освещении в определенное время суток.
Легко чистить. Стекло имеет глянцевую гладкую поверхность и впоследствии может быть эффективно очищено.
Водонепроницаемый. Длительное воздействие воды не приводит к значительному повреждению стекла.
Пригоден для повторного использования. Стекло на 100 % подлежит вторичной переработке и не разлагается в процессе переработки. Поэтому его можно перерабатывать больше раз без ущерба для качества или чистоты стекла.
Устойчив к УФ-излучению. Стекло не подвергается воздействию ультрафиолетового излучения, не трескается, не обесцвечивается и не портится при длительном воздействии солнечных лучей.
Изоляция. Стеклянный строительный материал является превосходным электрическим изолятором. Он не проводит электричество, обеспечивая безопасность от опасностей. Таким образом, стекло можно легко использовать в осветительных приборах и других электроприборах.
Недостатки использования стекла в строительстве зданий
Несмотря на многочисленные преимущества, использование стекла в строительстве зданий имеет ряд недостатков.
Стоимость. Производство стекла может быть энергоемким из-за высокой температуры, необходимой для производства материала.