Главная Коммерческий транспорт Как строят здания в сейсмоопасной местности? Как строят каркасный дом

Как строят здания в сейсмоопасной местности? Как строят каркасный дом

Построить свой дом - задача далеко не легкая, и дело не в отсутствии значительных накоплений. Это объективная причина.

Многих останавливает то, что они не знают с чего начинать строительство дома на своем участке. Пугает разно-образие видов работ, затраты, документы, время, риск совершить ошибку и ее возможные последствия. Нашей целью является предоставить информацию о том, как пошагово выполнить все этапы строительства частного дома своими руками. А окончательное решение остается за вами.

ИЖС - что это такое?

Расшифровка аббревиатуры ИЖС - это индивидуальное жилищное строительство. ИЖС предусматривает строительство жилого строения на находящемся в собственности участке земли.

Объектами ИЖС являются : жилой дом, пристройка, надстройка, гараж и прочие капитальные строения. Т.е. те строения, для возведения которых нужно разрешение местных органов власти и, в ряде случаев, согласие соседей.

Земельный участок - это территория, имеющая четко обозначенные границы. При этом, поверхностный слой земли также считается частной собственностью. Глубина слоя на законодательном уровне не прописана. Но стоит помнить, что, собираясь вырыть колодец, вы действуете в рамках своих интересов. Если же в планах бурение артезианской скважины, то вы посягаете на государственную собственность, а значит, ее бурение должно быть согласовано и задокументировано.

Участок под строительство дома

Для начала строительства нужно обладать определенным бюджетом и земельным участком. Если участка нет, а бюджет позволяет, его можно купить.

На что нужно обратить внимание, выбирая участок под строительство дома:

личные интересы . В первую очередь задают направление для поиска. Возможно, с каким-то местом связаны воспоминания, или хочется участок возле воды, или в лесу и т.д.;

местонахождение . Более востребованными являются участки, расположенные в черте города или на расстоянии 10-15 км от нее;

размеры участка . Влияют на масштабность строительства. В строительстве придерживаются пропорции 1:10. Т.е., на участке в 6 соток уместно будет строительство дома в 60 м.кв. Соблюдение этой рекомендации или нет, решает владелец участка, но в случае продажи существенно повышает ликвидность недвижимости;

наличие инфраструктуры . Даже если в планах полное уединение желательно, чтобы на территории застройки было расположено еще несколько строений, работал медпункт, магазин, школа и т.п. Особенно важно это в том случае, если дом предназначен для семьи с детьми и в нем планируется круглогодичное проживание;

близость к транспорту . Для автовладельцев важно оценить качество подъездных путей, наличие/состояние асфальтного полотна. Чтобы не оказаться потом в ситуации, когда для того, чтобы добраться до дома нужно менять авто на другое, с более высоким клиренсом. Для тех, у кого машины нет, близость к общественному транспорту желательна;

наличие коммуникаций . Есть ли возможность подключиться к центральному отоплению, водоснабжению, канализации. Проведены ли до участка линии электропередач. С такой ситуацией часто сталкиваются владельцы участков во вновь создаваемых поселках-сателлитах;

состояние экологии в местности . Может оказаться, что проживание здесь чревато негативными последствиями (близость опасного производства);

тип грунта . От него зависит выбор фундамента, возможность устройства колодца. На практике может оказаться, что данная почва вообще не пригодна для строительства тяжеловесных объектов. Т.е., летний домик или небольшую дачу на ней поставить можно, а возвести двухэтажный дом с мансардой - нереально.

рыночная стоимость участка . Ее определяют все параметры в совокупности. Окончательная цена будет зависеть от хозяев участка и вашего умения аргументированно торговаться.

Совет. Определившись с участком, не поленитесь проверить юридическую чистоту документов, соответствие фактических размеров участка, с тем размерам, которые указаны в кадастровом паспорте. Вам могут продать территорию, фактически принадлежащую кому-либо другому.

Ситуация с участком может развиваться по двум сценариям:

Во-первых , на участке уже могут располагаться капитальные строения. Довольно распространенная ситуация - приобретение участка с уже возведенным домом. Сейчас речь идет не о его реставрации, а о сносе. Преимущество такого участка в том, что к нему подведены основные коммуникации. В этом случае, помимо указанных выше параметров, нужно проверить законность проведения коммуникаций.

Во-вторых , участок может быть не застроен. Этому варианту и уделим внимание.

С чего начинать строительство дома на пустом участке?

1. Определиться со стилем участка/дома

От дизайна будут зависеть внешний вид строения, место его расположения, выбор материала и т.п.

Размеры дома зависят от числа людей, постоянно проживающих в нем. Дом можно сделать в несколько этажей, таким образом, удается получить достаточную площадь, но не за счет застройки участка.

Примечание. Если планируется рытье колодца, нужно сразу вызвать мастеров, которые подскажут, где есть вода. Возможно, единственным местом на участке, где водоносная жила находится близко к поверхности, окажется как раз то место, где планировалось размещать дом. Кстати, в этом случае, нужно пообщаться с соседями и выяснить какого качества вода на участке.

Самостоятельное строительство дачного дома будет проще, поскольку нет необходимости, например, в отоплении.

2. Когда начинать строительство дома?

Строительные работы лучше начинать, как только потеплеет - т.е. ранней весной. В распоряжении будет полгода хорошей погоды. На практике, самым удачным временем для начала стройки является поздняя весна. А точнее, тот период, когда ночная температура не опускается ниже +5°С. В такое время года не только сойдет снег, но и уйдет вода, мешающая рытью котлована или изготовлению фундамента. Кроме того, в теплое время производительность труда гораздо выше.

Примечание. Не стоит рассчитывать завершить строительство дома за один сезон. По нормам, только фундамент должен выстояться в течение 1 года. А, например, строительство кирпичного дома по времени отличается от возведения каркасного дома. Так что, консервация незавершенного строительства неизбежна (исключение быстровозводимые дома).

3. Из какого материала строить дом?

На выбор повлияет: время эксплуатации дома (для постоянного проживания или только в летнее время), бюджет, требования к экологичности, мода, возможность выполнить работы быстро с привлечением специалистов или своими руками. Рассмотрим несколько вариантов:

. Распространенный материал для строительства. Безусловным достоинством кирпичного дома можно назвать проверенный временем срок эксплуатации;

. По соотношению цена/качество пенобетон занимает выгодную позицию. Пеноблок, изготовленный из прочного ячеистого бетона, за счет пузырьков воздуха имеет хорошие показатели теплопроводности и малый вес;

. Этот материал прочный, легкий, отличается высокой теплопроводностью и способностью дышать, простота обработки. Строительство из газобетона не выдвигает особых требований к устройству фундамента;

. Практикуется реже в виду дороговизны материала. Арболитовые блоки представляют собой разновидность легкого бетона, состоят из смеси цемента и дробленой древесины (щепы). Характеризуются низким водопоглощением и высокими теплоизоляционными свойствами;

каркасное или модульное строительство. Особенность в наличии модульных конструкции. Они дешевле, а работы выполняются в сжатые сроки. Такое строение легкое, поэтому не требует значительных расходов на фундамент;

строительство деревянного дома. Относится по стоимости и технологичности работ к категории элитного строительства:

Не забывайте, любой стройматериал, имеет как достоинства, так и недостатки, которые нужно устранять.

Из чего строить дом для постоянного проживания?

Краткая сравнительная характеристика материалов для строительства коттеджа в таблице (приблизительные цены 2016-2017 года). Какой лучше, решать вам.

Материал	Арболит	Каркасное строительство	Брус/бревно
Стоимость, руб/м.куб.	от 000	От 000 м. кв. площади	От 8 000
Срок строительства	4-6 мес.	1-2 мес.	3-4 мес.
Время начала строительства	Конец весны	всесезонно	Начало весны
Преимущества	- скорость; - надежность; - теплопроводность.	- скорость; - отсутствие усадки; - малый вес.	- скорость; - экологичность; - отсутствие необходимости в отделке.
Недостатки	- стоимость; - необходимость отделки; - наличие фальсификата.	- стоимость; - дополнительная отделка; - риск возгорания; - низкая шумоизоляция.	- возможна усадка; - усыхание древесины; - необходимость привлечения специалистов.

4. Кто будет строить дом?

Решение данного вопроса предполагает выбор из трех вариантов:

Работы поручаются генеральному подрядчику

Это компания, которые берет на себя обязательства сдать объект под ключ. В комплект услуг всходит все - от оценки местности и разработки проекта до выполнения отделочных работ. Поиск и доставка материала также вменяется им в обязанность. Генподрядчик может привлекать субподрядчиков. Но он должен вложиться в оговоренные сроки и смету.

Работы выполняются полностью своими руками

Стоит оговориться, что построить дом одному человеку практически невозможно. Подразумевается привлечение помощников из числа друзей, родственников, из которых хотя бы один знает порядок выполнения работ определенного вида. Такой вариант позволяет сэкономить на стоимости материала до 20 % (часто подрядчики закладывают свой интерес в стоимость приобретаемого материала), а также до 100% на стоимости работ. Кроме того, осуществляется полный контроль над процессом строительства.

Минусы самостоятельного подхода:

увеличение срока строительства;

недостаток знаний и опыта по выполнению того или иного вида работ;

сложности в оформлении проектной и разрешительной документации;

ответственность за результат строительства.

Часть выполняется самостоятельно, а часть - субподрядчиком

Наиболее распространенный и реальный способ. В этом случае хозяин выполняет самостоятельно ту часть работ, которую он в силах сделать, а для остальных задач привлекаются специалисты. При этом заказчик, находясь на стройплощадке может оперативно оценивать качество работы.

Но такой подход чреват недостатками:

поиск узкоспециализированных компаний занимает много времени, а стоимость их услуг выше. Как правило, обращаются к мастерам-кустарщикам (шабашники), но здесь нет уверенности в качестве работы;

полный контроль над ходом работы. Если хозяин по незнанию упустил какой-то момент в строительстве, никто ему не укажет на оплошность. Наемные люди выполняют свою часть работ и удаляются;

нарушение сроков. Может обнаружиться какая-то часть работы, которая не выполнена вовремя. Из-за этого строительство коттеджа своими руками придется приостановить, что чревато дополнительными выплатами и потерей времени;

разделенная ответственность. При появлении брака сложно найти виновного. Например, мастера-плиточники будут винить каменщика или штукатура за кривые стены, или неправильно выполнена заливка пола. И таких примеров масса.

Примечание. Пользователи советуют привлекать мастеров, которые будут делать последующий этап работ с оценкой работы предыдущих. Так они принимают на себя ответственность за свою часть работы.

5. Бюджет на строительство дома

После всего вышеперечисленного имеет смысл еще раз пересмотреть бюджет на строительство.

Что увеличивает стоимость строительства:

индивидуально разработанный проект;
сложная конфигурация строения;
наличие балконов, подвалов, зимнего сада, гаража, бассейна, сауны и т.п.;
значительное количество комнат;
ломанная кровля;
использование необоснованно дорогого материала в строительстве.

Что снижает стоимость (на чём сэкономить):

готовый типовой проект;
простая форма строения;
отказ от второго этажа в пользу мансарды (субъективно);
наличие значительного количества окон;
сокращение перегородок;
обоснованный выбор вида фундамента;
обоснованная толщина наружных и внутренних стен;
выбор конфигурации кровли, позволяющий рационально использовать пиломатериал и минимизировать отходы кровельного материала.

Соотношение расходов на строительство дома

Цикл работ	Содержание цикла	% от общей суммы затрат
Подготовительный	- подготовка документов; - поиск подрядчиков; - покупка или разработка проекта.	0-1
Нулевой	- рытье котлована; - заливка фундамента.	15-35 (в зависимости от типа фундамента)
Начальный	общестроительные работы: - возведение стен; - монтаж стропильной системы и кровли; - консервация недостроя в случае необходимости.	35-50 (зависит от количества перестенков, конфигурации кровли и стоимости кровельного материала)
Завершающий	- заполнение оконных и дверных проемов.	5-15 (зависит от числа, площади, материала)
Инженерные работы	- прокладка внутридомовых коммуникаций и их подключение к центральным сетям; - монтаж электропроводки; - сантехнические работы; - отопление и утепление.	15

На этом этап планирования закончен, пора переходить к непосредственным действиям.

Начало работ на участке с ветхими строениями включает в себя снос старых построек и очистку территории от мусора. О сносе здания нужно сообщить в местное БТИ и получить документ об исключении снесенного дома из федерального реестра.

Если дом был подключен к коммуникациям нужно согласовать их отключение перед сносом в соответствующих службах, например, службе газа. Проще, когда участок пустой.

В этом случае последовательность работ можно представить пошагово:

1 шаг - Проект частного дома

Как уже упоминалось, путей приобретения проектов может быть три.

Во-первых , купить готовый проект. Стоимость проекта дома зависит от сложности и уникальности. Цена стартует от 3 000 руб.
Во-вторых , обратиться к архитектору. Стоимость разработки индивидуального проекта начинается от 20 тыс. руб. При этом, проведение проекта и авторский контроль за его соблюдением на практике оплачивается дополнительно.

В-третьих , разработать проект самостоятельно. Как разработать проект дома самому, не обладая достаточными знаниями? Опираясь на предоставленный ниже пример.

Строительство любого здания - это длительный и трудный процесс, состоящий из нескольких последовательных шагов, выполнение которых приведет к желаемому результату. Это выбор земельного участка и его покупка, получение разрешения на строительство, оформление документов, непосредственно сами строительные работы и введение здания в эксплуатацию. В данной статье мы подробно рассмотрим все этапы того, как построить здание и рассмотрим необходимые для этого документы.

Современные принципы строительства

В настоящее время, благодаря передовым разработкам, построить качественное и недорогое жилье вполне реально. Использование современных строительных материалов сокращает сроки работы и позволяет выполнить качественно как внешнюю, так и внутреннюю отделку. Легкость в установке и удобство в эксплуатации - вот основные требования, которые предъявляются для строительных материалов в настоящее время.

Благодаря большому разнообразию материалов для внутренней отделки становится возможным выполнение любой фантазии заказчика, а оригинальные дизайнерские решения способны сделать эксклюзивным любой выбранный вами стиль: от классики до модерна. Применение лепнины, искусственного камня, керамогранита и других видов отделочных материалов поможет создать эксклюзивный интерьер помещения.

Любая выбранная вами технология должна сочетать в себе: безопасность, удобство и экономичность. Именно это сочетание поможет создать красоту, уют и гармонию, которые в дальнейшем будут радовать вас и вашу семью. При расчете того, сколько стоит построить здание, необходимо учесть все факторы и составить детальную смету.

Строительство офисов

Возведение зданий для офисов - это одно из главных направлений в строительстве, обусловленное большой востребованностью. Это выгодное вложение средств, так как спрос на данный вид помещений постоянно растет. Чтобы построить офисное здание необходимо учесть индивидуальные особенности, существующие в этой области. Все постройки данного типа подразделяются на три класса:

Класс А – это здания, расположенные в элитных районах, имеющих в наличие собственные охраняемые парковки. Инженерия, как и отделка помещения, очень высокого качества, в интерьере – свободная планировка.
Эти здания оснащены системой безопасности, телефонной связью и Интернетом. Обязательными элементами являются – система кондиционирования и автоматизированная система жизнеобеспечения. В основном здания этого класса имеют необычную архитектуру, имеющую определенную ценность.
Класс В – эти офисные здания располагаются в менее престижных районах и не имеют собственной парковки.
Класс С – при строительстве офисных зданий этого класса конкретных жестких требований нет. Эти постройки имеют скромную инфраструктуру, у них нет системы кондиционирования, системы безопасности, отсутствует парковка, а инженерия здесь старого типа.

Самое дорогостоящее – это строительство офисов класса А. Наиболее доступным и распространенным считается В класс, тогда как С класс – относится к эконом-варианту.

Необходимые документы

После получения разрешения можно начинать строительство.

После окончания постройки необходимо получить разрешение на ввод готового здания в эксплуатацию. Оно выдается только на полностью завершенный объект. Список необходимых документов для получения данного разрешения:
Заявление.
Правоустанавливающие документы на участок.
Градостроительный план.
Разрешение на строительство.
Акт о приемке готового объекта.
Документы, подтверждающие, что здание соответствует техническим нормам и требованиям.
Схема расположения здания.
Заключение Госстройнадзора.

СТРОИТЕЛЬСТВО ЗДАНИЙ
техника, технология и процесс возведения сооружений (имеющих стены, полы и крыши) жилищного, общественного, производственного и другого назначения.
ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
Все здания, кроме самых простых, строятся в соответствии с чертежами, спецификациями, техническими условиями, строительными нормами и правилами, разработанными архитекторами и инженерами-строителями. Строительные работы обычно выполняются подрядчиком, который в письменном контракте обязуется построить рассматриваемое здание в соответствии с чертежами и спецификациями за определенную плату, называемую паушальной суммой, или за сумму его фактических расходов плюс фиксированное вознаграждение либо определенный процент фактических расходов. В контракте часто указывается максимальная гарантируемая сумма расходов. Генеральный подрядчик обычно прибегает к услугам субподрядчиков, заключая с ними контракты на выполнение отдельных видов работ, таких, как штукатурные, малярные, кровельные и санитарно-технические, тоже за паушальную сумму или за сумму фактических расходов плюс фиксированное вознаграждение либо определенный процент суммы расходов. Подрядчик назначает ответственного за строительство - прораба, - который, постоянно находясь на строительной площадке, координирует работу разных специалистов и от имени генподрядчика осуществляет общий контроль за ходом строительных работ. Архитектор также имеет своего представителя, который контролирует соответствие чертежам и спецификациям. Если заказчик вносит в чертежи и спецификации изменения, то архитектор после их согласования дает генподрядчику письменное распоряжение об изменениях. Если эти изменения влекут за собой повышение стоимости, то до выполнения работ заключается письменное соглашение о размере приплаты. Часто бывает желательным, чтобы учрежденческое здание, гостиница или другое здание было построено в определенный срок и можно было бы заранее планировать коммерческие операции - заключать с указанием этого срока контракты на аренду, на поставки товаров и т.д. Для правильной координации различных видов деятельности, в том числе календарного планирования строительных работ, подачи заказов на материалы и оборудование, найма необходимой рабочей силы, до начала строительных работ проводится детальный системный анализ. При технологическом, календарном и организационном планировании строительных работ пользуются методами сетевого планирования, такими, как метод критического пути, введенный фирмой "Дюпон де Немур" и применяемый в анализе сложных систем. При таком планировании для каждого вида работ устанавливаются сроки начала и окончания и определяется потребность в рабочей силе, оборудовании и материалах. Анализируются также последствия, которые для одних работ может иметь задержка или досрочное выполнение других. Результаты анализа пересматриваются в ходе строительства для внесения поправок с учетом фактического выполнения фронта работ и выявления тех видов работ, которые требуют ускорения для завершения строительства в назначенный срок.
Расчет и проектирование. Форма и вес здания определяются его интерьером, а интерьер - его назначением. Нагрузки же, которые должны учитываться при проектировании зданий, можно разделить на три группы: статические (постоянные), временные (динамические) и боковые. К статическим нагрузкам относится вес всех элементов здания, а именно стен, закрепленных перегородок, междуэтажных перекрытий, крыши и неподвижного оборудования. К временным - вес всей мебели, подвижного оборудования (такого, как сейфы и машины), персонала, временных и передвижных перегородок, снега и льда, накапливающихся на крыше. К боковым нагрузкам относятся давление ветра на стены здания, давление грунта на его фундамент, ударные воздействия землетрясений. Если фундамент заложен ниже уровня подземных вод, то нужно учитывать гидростатическое давление, действующее сбоку на стены фундамента и вертикально вверх на его подошву. Нагрузки, на которые должны рассчитываться проектируемые здания, указываются в строительных нормах и правилах (СНиП).
ЧАСТИ ЗДАНИЯ
Надземная часть здания называется верхней, а подземная - нижней. Нагрузку несут такие части здания, как несущие стены, балки, колонны, плиты перекрытия, рамы, куполы и арочные перемычки. Стены здания - это вертикальные конструкции, ограждающие здание или разделяющие его на комнаты и помещения; разделяющие стены обычно называются перегородками. Балка - это удлиненный горизонтальный элемент конструкции в виде бруса, опертый в одной или нескольких точках по его длине и рассчитанный на поперечную нагрузку (лежащую на нем). Балки передают нагрузку перекрытий и крыши (покрытия здания) несущим стенам или перегородкам, колоннам, фермам, арочным перемычкам и другим балкам, называемым ригелями и прогонами, которые, в свою очередь, передают нагрузки несущим стенам и колоннам. Плита перекрытия представляет собой плоский элемент конструкции, обычно железобетонный, который перекрывает пространство между балками и ригелями, образуя междуэтажное перекрытие или настил крыши. Колонна - это удлиненный вертикальный элемент конструкции, который передает нагрузки междуэтажных перекрытий, крыши и других элементов фундаменту. Ферма - это элемент конструкции, составленный из стержней, которые образуют треугольники, лежащие в одной плоскости. Арочная перемычка - это конструкция в форме кривого бруса (с выпуклостью вверх) для перекрытия проемов (рис. 1). Арочная перемычка, несущая вертикальную нагрузку, работает в основном на сжатие и вызывает в опорах не только вертикальные, но и боковые реакции.

В здании с несущими стенами нагрузки передаются фундаменту непосредственно стенами, а в каркасном здании - жестким каркасом, составленным из балок, ферм, ригелей, прогонов и колонн (крыша, перекрытия, стены и перегородки держатся на этом каркасе). Наружные стены, если они не несут другой нагрузки, кроме собственного веса, называются навесными стенами заполнения каркаса. Для зданий с числом этажей не более пяти, как правило, более экономична конструкция с несущими стенами, а для высоких зданий - каркасная. В высотных общественных зданиях (30 этажей и более) наиболее рациональны стальные каркасно-панельные конструкции.
Проблема осадки. Одной из главных задач, которые приходится решать при проектировании здания, является задача предотвращения или сведения к допустимому минимуму его осадки. Если все здание оседает равномерно, то серьезных последствий это может и не вызвать, разве что для тротуаров и мостовых. Неравномерное же оседание приводит к появлению трещин в стенах, перекосу колонн, стен и окон, к растрескиванию и перекашиванию перекрытий, к разладке механического оборудования и другим неприятностям. Осадка обусловлена в основном уплотнением грунта под действием веса здания. Она в значительной мере предотвращается правильным выбором типа фундамента.
См. ФУНДАМЕНТ .
Стены и перегородки. Наружные стены ручной кладки могут быть выполнены из кирпичей и природных или искусственных камней разного вида (рис. 2), уложенных на растворе. Минимально допустимая толщина наружных стен ручной кладки для одноэтажных жилых зданий равна 20 см, для прочих - 30 см. Толщина несущих стен определяется в значительной мере числом этажей и должна поэтажно увеличиваться книзу. Минимальная толщина железобетонных несущих стен равна 15 см.

Внутренние стены также могут быть несущими и ненесущими. Перегородками считаются ненесущие внутренние стены, не выходящие за пределы одного этажа. Материалы и конструкция стен и перегородок должны соответствовать требованиям огнестойкости, предъявляемым к зданиям данного типа. В тех случаях, когда для строительства допускаются горючие материалы, обычный тип конструкции таков: деревянные стойки 5*10 см, покрытые деревянной обрешеткой или металлической либо гипсовой сеткой и оштукатуренные. В жилых домах широко применяются также перегородки с сухой штукатуркой, которые состоят из деревянных стоек, с обеих сторон покрытых листами фанеры, древесно-волокнистыми или древесно-стружечными плитами (ДСП), сухой штукатуркой или асбоцементными панелями шириной 1,2 м и нужной длины. Наружные стены деревянных каркасных зданий (рис. 3) обычно выполняются из деревянных стоек 5*10 см, расположенных на расстоянии 40 см друг от друга. Снаружи они обшиваются досками толщиной 2,5 см (прибиваемыми горизонтально или по диагонали), фанерой, ДСП или сухой штукатуркой, а изнутри покрываются обрешеткой и штукатуркой либо одним из перечисленных выше видов обшивочных материалов. Для уменьшения воздухопроницаемости обшивку покрывают строительным картоном. Сверху обшивка закрывается облицовочным материалом. Это могут быть обшивочные доски, накладываемые горизонтально или по диагонали, кровельная плитка либо 10-см облицовочный слой кирпича или камня с анкерным креплением к стене. Между стойками наружных стен обычно предусматривают теплоизоляцию. Для предотвращения запотевания (конденсации паров воды) под отделочный слой наружных стен с их внутренней стороны подкладывают толь или пластиковую пленку. Внутренние стены и перегородки отличаются от наружных тем, что они не имеют ни облицовки наружного типа, ни теплоизоляции, но с обеих сторон штукатурятся или покрываются листами сухой штукатурки.

Балки. Балки разного вида (лаги, ригели, прогоны, балки перекрытия, перекладины, стропильные ноги, обрешетины крыши) могут быть стальными (сортовой прокат), железобетонными и деревянными. Стальные балки имеют, как правило, двутавровый профиль с высотой сечения от 8 до 90 см. Они обычно несут конструкцию деревянного настила междуэтажных перекрытий и покрытий, секционированные стальные настилы или железобетонные плиты. Широко применяются вспомогательные балки перекрытия в виде балочно-раскосных ферм без вертикальных стержней. Железобетонные балки выполняются в виде монолитных силовых элементов (рис. 4,а), а на них настилаются железобетонные плиты, перекрывающие все пространство (рис. 4,б). Бетон выдерживает большие напряжения сжатия, но не очень прочен при растяжении. Поэтому в те части железобетонного изделия, где возникают растягивающие напряжения, перед заливкой бетона вкладывают стальные армирующие стержни. Можно получить экономию материала, используя высокопрочный бетон и армируя сталью бетонные элементы конструкции, работающие на растяжение, а также "преднапрягая" (растягивая) армирующие стержни до приложения нагрузки. Хотя стоимость преднапряженного железобетона выше, он широко применяется в строительстве зданий.

Деревянные строительные балки обычно имеют прямоугольное поперечное сечение. В крупных бескаркасных деревянных зданиях их размеры не меньше 15ґ20 см, а расстояние между ними - около 1,5 м. На балки укладывается деревянный черный пол или настил крыши толщиной не менее 8 см (рис. 5,а). В обычных и каркасных деревянных зданиях балки перекрытия и балки покрытия обычно представляют собой поставленные на ребро (на расстоянии 40 см друг от друга) доски толщиной 5 см и высотой 10-30 см, несущие черный пол или настил покрытия толщиной 2,5 см (рис. 5,б).

Колонны. В качестве колонн обычно используется стальной двутавровый сортовой прокат с высотой сечения 15-45 см. Колонны такой же формы могут быть изготовлены сваркой из полос и уголков (рис. 6,а). Железобетонные колонны квадратного, круглого или восьмигранного поперечного сечения (рис. 6,б) снабжаются продольными армирующими стержнями. Стержни подкрепляются часто намотанными спиралями или поперечными связями с большим, чем у спиралей, шагом.

Фермы. Фермы обычно выполняются из стального сортового проката разного профиля (обычно сваркой) или из деревянных элементов, скрепляемых болтами либо специальными соединителями.
Подвесные своды. В подвесных сводах используется высокая прочность на растяжение стального троса. На тросах (кабелях) подвешиваются большие площади кровли, так что соответствующие участки пола не загромождаются колоннами. Для частичной разгрузки троса его заключают в бетонное ребро жесткости с внутренними армирующими элементами.
Тонкостенные пространственные покрытия. Железобетонные тонкостенные пространственные покрытия применяются для ангаров, спортивных залов, крытых стадионов, зрительных залов и других зданий с большой свободной площадью пола. Наиболее распространены покрытия с цилиндрической железобетонной оболочкой (толщиной 8-15 см), выполненной монолитно с железобетонными арками в виде отрезков окружности, эллипса или параболы. Оболочка перекрывает пространство между этими арками.
Стеклопластиковая кровля. Кровля из стеклопластика, обычно покрываемого тефлоном, применяется в крупных сооружениях, имеющих форму палатки или шатра, как, например, аэровокзал Хадж в международном аэропорту им. короля Абдула Азиза (Саудовская Аравия).
Черные полы и настил крыши. Промежутки между балками перекрытия, перекладинами обвязки проема, стропилами и прогонами перекрываются черными полами или настилом крыши, образующими поверхность для чистового пола или кровельного материала. Если несущими элементами являются лаги - массивные деревянные балки, положенные с большими интервалами, - то черный пол и настил крыши обычно выполняются из досок толщиной не менее 5 см и шириной 5-20 см, поставленных на ребро и скрепленных большими гвоздями в единый щит. Если доски кладутся плашмя, то их сплачивают в шпунт, чтобы они не могли смещаться по вертикали одна относительно другой. На легких частых балках перекрытия черный пол обычно стелят из досок толщиной 2,5 см, укладываемых по диагонали. Покрытие крыши на легких частых прогонах делают так же, но доски укладывают прямо, а не диагонально. Если несущими элементами служат двутавровые стальные профили, то черный пол и покрытие крыши могут быть выполнены из толстых досок, железобетонных плит или различных рамно-связевых конструкций. Настил на железобетонных балках обычно выполняется из железобетонных плит и панелей.
Монтаж конструкций и опалубка. Сборка различных основных и вспомогательных балок, ригелей, колонн и ферм в конструкцию здания называется монтажом строительных конструкций. Совместно монтируемые элементы конструкции должны быть из соответствующих друг другу материалов. В зданиях с каменными стенами применяются деревянные, стальные и железобетонные балки. Деревянные балки сочетаются с деревянными и стальными колоннами, стальные - со стальными колоннами и железобетонные - с железобетонными. В случае деревянных балок и колонн приемлемы деревянные черный пол и настил крыши, а в случае железобетонных - железобетонные. В зданиях со стальными балками и колоннами перекрытия и покрытия устраивают из рамно-связевых конструкций. Легкие деревянные конструкции из пиломатериала толщиной 2,5 и 5 см скрепляются гвоздями и нагелями, а более массивные - болтами, скобами и другими металлическими соединительными устройствами. Для стальных элементов применяются заклепочные и сварные, а также болтовые соединения. Элементы конструкции из неармированного и армированного бетона можно изготавливать на месте, заливая свежезамешенным бетоном деревянные или стальные формы - опалубку. Такие элементы называют монолитными, хотя в них часто приходится предусматривать температурные швы с учетом возможности теплового расширения. После схватывания (затвердевания) бетона опалубку удаляют. В производственных и складских промышленных зданиях с большими временными нагрузками на перекрытие широко применяются безбалочные железобетонные перекрытия (рис. 7). В них нет ни балок, ни обвязки проемов перекрытия. На верхних концах колонн предусматриваются расширенные капители, а панели перекрытия вблизи колонны укрепляются надкапительными плитами. В зданиях общежитий, многоквартирных домах и других зданиях с малыми временными нагрузками на перекрытия все чаще применяются безбалочные перекрытия с замоноличенной капителью. В них нет отдельных капителей и надкапительных плит, благодаря чему упрощается устройство перегородок.

Расходы на опалубку весьма обременяют сметную стоимость строительства железобетонного здания. Поэтому здания стараются проектировать так, чтобы хотя бы некоторые, если не все, элементы конструкции изготавливались с помощью "оборачиваемой" опалубки многократного пользования. Наибольшая экономия достигается, когда в конструкции здания много одинаковых элементов. Бетонные и железобетонные работы могут выполняться либо на строительной площадке, либо на заводе сборного железобетона. Некоторые элементы конструкции, например балки перекрытия, стандартизованы и имеются на заводах в ассортименте. Они проектируются так, чтобы их можно было на строительной площадке соединять в устойчивую несущую конструкцию. Такие работы называются сборным строительством. Преднапряженные железобетонные элементы обычно изготавливаются на заводе. Применяются также сборные (отлитые на заводе) арочные перемычки и жесткие рамы, часто преднапряженные. Наружные стены невысоких зданий можно возводить из монолитных железобетонных плит, изготавливаемых в горизонтальном положении и поднимаемых в проектное положение монтажным оборудованием. Панели часто преднапрягают. Название такого способа строительства зданий - строительство методом поворота. Еще один способ снижения затрат на опалубку - строительство методом подъема перекрытий и этажей. При методе подъема перекрытий первый этаж строят как обычно. Затем устанавливают стальные или сборные железобетонные колонны и на уровне первого этажа бетонируют пакет перекрытий по числу этажей, предусматривая между плитами разделительные прокладки из синтетической пленки или строительного картона. Домкратами, установленными на оголовках колонн, плиты поднимают начиная с кровельной и по мере подъема закрепляют на колоннах здания на проектных отметках. Развитием метода подъема перекрытий является метод подъема этажей, применяемый в основном для монтажа жилых зданий. Здания такого монтажа высотой более пяти этажей должны иметь, кроме несущего каркаса из колонн и безбалочных перекрытий, объемные монолитные ядра жесткости, в которых размещаются вертикальные коммуникации (лестницы, лифты и т.п.).
Лестничные и лифтные шахты. Открытые лестницы в здании опасны в пожарном отношении, поскольку при пожаре они действуют как дымовые трубы, создавая тягу, направляющую огонь вверх. Это приводит к гибели людей и большим материальным убыткам. Строительные нормы и правила требуют, чтобы при определенных условиях лестницы выполнялись в закрытых лестничных клетках. Типичные требования таковы: в зданиях, в которых перекрытие самого верхнего этажа находится на высоте более 9 м или в которых выше либо ниже первого этажа по условиям эксплуатации может находиться более 40 человек, а также в многосемейных домах высотой более двух этажей лестницы должны быть изолированы специально выстроенными противопожарными перегородками. В лестничных клетках не должно быть никаких проемов, кроме необходимых оконных и дверных, а последние должны быть снабжены самозакрывающимися противопожарными дверями. Лестничные марши должны быть выполнены из негорючих материалов. Число и ширина лестниц, ведущих к выходу, определяются плотностью людского потока при эвакуации. В системах совпадающих отверстий в междуэтажных перекрытиях, предназначаемых для лифта, вентиляции, освещения и т.д., должны устраиваться закрытые шахты, подобные лестничным клеткам.
См. также ПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА И ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА .
Материалы покрытий полов. Как правило, бетонные плиты перекрытий и деревянные черные полы покрывают поверхностями износа. Материалы покрытий полов можно разделить на жесткие и упругие. К жестким относятся бетон, тераццо, керамическая плитка, мрамор, камень-плитняк. К упругим - линолеум, пробковое рулонное покрытие, пробковая, резинопластовая, битумная, виниловая пластиковая плитка и деревянные покрытия. Деревянные покрытия полов чаще всего делают из сосны, ели, дуба, клена и березы. Выбор материала для покрытия полов зависит также от типа черного пола. На бетонные плиты перекрытия можно укладывать любые материалы. Для бетонных и тераццевых покрытий не требуется клея. Керамическая плитка, мрамор и плитняк укладываются на цементный раствор. Упругие покрытия удерживаются на месте специальными клеящими веществами. Рекомендуется сначала приклеивать к бетону пропитанный битумом строительный картон, а затем уже на картон наклеивать покрытие. Деревянное покрытие можно приклеивать таким же способом, а можно прибивать гвоздями к деревянным лагам, утопленным в бетон или наложенным на бетон и анкерно закрепленным на нем. Особенно тщательно необходимо выбирать упругое покрытие для бетонного черного пола, лежащего непосредственно на грунте, учитывая возможность пропитывания его грунтовыми водами.
Кровельные материалы. Для крыши со скатами подходят такие кровельные материалы, как гонт, рубероидная и асбестовая плитка, керамическая, цементная и металлическая плитка, медный, цинковый, алюминиевый и луженый стальной лист, алюминиевый и стальной (непокрытый либо оцинкованный) волнистый лист, а также рубероид. Для плоских и слегка покатых кровель более подходит покрытие в виде нескольких слоев пропитанного битумом или гудроном строительного картона, склеенных битумной (на соляровом масле) или пековой (на антраценовом масле) грунтовкой и засыпанных сверху гравием. На плоских крышах, допускающих хождение, поверх кровельного покрытия укладывают на битумном вяжущем керамическую плитку, шифер или плитняк. Однако на таких крышах необходимы особые меры против протечки.
Отделка внутренних стен. В промышленных, складских зданиях, спортивных залах и зданиях многих других видов специальная отделка поверхности внутренних стен и потолка может и не требоваться. В зданиях же с отделкой внутренние стены и потолок, как правило, покрывают штукатуркой. Для ее изготовления используется раствор, обычно с гипсовым цементом в качестве вяжущего, а иногда - с известковым вяжущим или портланд-цементом. Раствор наносится штукатурной лопаткой (мастерком) и другими инструментами и разравнивается так, чтобы получилась гладкая или шероховатая поверхность, после чего он затвердевает. После схватывания раствора может быть проведена декоративная окраска и разделка поверхности (альфрейные работы). Поверхности стен и потолка можно облицовывать также фанерой, гипсовыми листами сухой штукатурки, асбоцементными панелями и различного вида древесно-волокнистыми плитами, прибиваемыми гвоздями непосредственно к деревянным стойкам и рейкам.
Окна и двери. В дверных и оконных проемах монтируются коробки для крепления оконных рам и дверей. Их отделывают декоративными наличниками и другими накладками, обычно деревянными. Если требуется повышенная пожаростойкость, то применяют деревянные столярные элементы, покрытые листовым металлом. Наивысшую пожаростойкость придают полые металлические элементы. Окна промышленных зданий часто делают из легкого катаного стального или алюминиевого профиля, выполненного так, что его края можно заделывать непосредственно в кладку стен без специальных оконных коробок.
См. также
СТРОИТЕЛЬСТВО ГРАЖДАНСКОЕ ;
КОНСТРУКЦИОННЫЕ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ;
КАМЕННАЯ КЛАДКА .
ЛИТЕРАТУРА
Буга П.Г. Гражданские, промышленные и сельскохозяйственные здания. М., 1987 Лыпный М.Д., Синенький К.Е. Справочник производителя работ в строительстве. Киев, 1987 Миловидов Н.Н. и др. Архитектура гражданских и промышленных зданий. М., 1987 Шахпаронов В.В. и др. Организация строительного производства. М., 1987

Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .

Каждый человек рано или поздно начинает задумываться о создании собственного жилища. Чаще всего в такой ситуации покупают уже готовую квартиру или дом, однако иногда люди принимают решение построить жилье самостоятельно. Если вы также остановились на этом варианте, то стоит сначала изучить перечень действий, которые помогут построить свой «райский уголок».

Поэтапное возведение зданий

Постройка здания – сложный и увлекательный процесс. Чтобы итоговое строение было надежным и крепким, необходимо придерживаться этапов построения, не перескакивая их. Если пропустить или неправильно провести какую либо процедуру, результат может быть некачественным, к примеру, если не использовать фундаментные блоки ФБС , то здание может дать осадку, стены – потрескаться. Чтобы такого не случилось, следует четко учитывать этапы выполнения работ.

Что касается дальнейшей работы, то тут существует множество вариантов, которые сложно перечислить в одной статье. Там включается фантазия, которая насчитывает неисчислимое количество возможностей.

20-28 минут

Землетрясения - вещь неизбежная, однако мало кто из проживающих в непосредственной близости от крупного геологического разлома предпринимает хоть какие-то самостоятельные меры для защиты своих семей и жилищ. А ведь правильный ответ на вопрос, готов ли ты к настоящей катастрофе, предопределяет и ответ, есть ли у тебя шанс без потерь выкрутиться из неприятной ситуации или же ты обречен утратить все, что у тебя есть.

Последние несколько лет планету явно лихорадило. То там, то здесь землетрясения вели к ущербу грандиозного масштаба. В 2005 году в Пакистане от землетрясения погибло 86 000 человек, в 2008 году в Китае - 87 000, в 2010 году на Гаити число жертв приблизилось к 100 000 человек. При этом мы не будем говорить о двух сильнейших землетрясениях за последние 10 лет - землетрясении 2004 года на Суматре и катастрофе Тохоку в 2011 году в Японии, поскольку там львиная доля жертв была следствием цунами, достаточно редкого геологического явления, которое в глазах большей части американцев выглядит такой же экзотикой, таким же исключением из правил, как, скажем, падение астероида. Тот факт, что из 13 самых губительных катастроф человеческой истории, связанных с землетрясениями, четыре произошли только после 2004 года, говорит не столько об изменениях в геофизике, сколько в переменах, коснувшихся человеческих обычаев. Растущая плотность населения, все более густая застройка центральных городских кварталов - все это делает привычные стихийные бедствия более серьезной угрозой для городских обитателей. (Для человека в чистом поле даже самое сильное землетрясение не представляет такой уж большой опасности. Зато скученное население большого города с его плотной застройкой легко может стать жертвой подобной катастрофы.)

Стыки тектонических плит. Давление соседних плит приводит к их сдвигу и разрушению лежащих над ними слоев породы. Из этого гипоцентра расходится цепочка сейсмических волн (не следует его путать с «эпицентром» - точкой, лежащей непосредственно над ним на земной поверхности). P-волны. Первыми на сейсмостанции приходят продольные волны сжатия (Р-волны), имеющие высокую скорость распространения. Благодаря этому эффекту мы можем получить драгоценные секунды, позволяющие принять какие-то меры до прихода настоящего землетрясения. S-волны. Поперечные сдвиговые волны (S-волны) приводят к смещению пород в направлениях, перпендикулярных направлению распространения волны. До поверхности земли они доходят существенно позже. Подобно волнам, бегущим по поверхности океана, они возбуждают волнообразные движения земной коры, и вызывают основные разрушения зданий. «Потерять в результате землетрясения целый город из первой десятки - сейчас это трудно даже представить. Найдутся люди, готовые с уверенностью сказать, что такого не может быть никогда. Хотя я бы сказал, что сейчас никто не имеет права на подобные категорические суждения». Том Хитон, сейсмолог из калифорнийского технологического института.

Зоны особого риска

На картах сейсмической угрозы зона вдоль всего тихоокеанского побережья залита красным цветом. Это и не странно, поскольку именно там пролегают линии основных разломов и стыкуются тектонические плиты. Имеется 82-процентная вероятность, что в течение ближайших 30 лет где-то под Южной Калифорнией произойдет землетрясение силой не менее 7 баллов. Именно этот штат обречен понести три четверти ущерба, запрогнозированного на все национальные потери от землетрясений.

Сейсмологический ликбез

Строительные нормы не всегда были такими строгими, как сейчас. Особенно это касается зон с повышенной сейсмической опасностью. Можно ли оценить степень безопасности тех или иных конструкций к землетрясению?

Глядя с тротуара на какой-нибудь небоскреб, мы не можем у него запросить весь пакет строительных документов, но кое-какие выводы вы можете сделать и по внешнему виду. Стальной каркас более надежен, чем бетонный или, тем более, кирпичная кладка, а более современные небоскребы строились с учетом более жестких требований по сейсмостойкости. «При строительстве нового здания не следует тупо добиваться все большей и большей прочности, - говорит инженер-архитектор Аарон Рейнольдс. - Вам просто нужно держать под контролем те самые места, где первым делом должны выявиться разрушения». Для этого в конструкцию зачастую включают балки, содержащие ослабленные места, называемые за свою форму «собачьи кости». Эти специально ослабленные зоны поглощают колебания, отводя напряжения от сварных швов.

Но американцам следует помнить, что землетрясения угрожают не только Калифорнии. В августе 2011 года толчок силой 5,8 балла постиг город Ричмонд, штат Виргиния. Землетрясение, которое люди почувствовали на всем пространстве от Джорджии до Квебека, было в этих краях самым сильным за все последнее столетие. На базе новых палеосейсмических данных и более сложной методики компьютерного прогнозирования Геологическая служба США (USGS) создает новые, более точные карты сейсмического риска, где красная заливка ограничивается не столь обширными зонами и концентрируется в таких участках, как, например, зона субдукции Каскадия неподалеку от северо-западного тихоокеанского побережья, разлом Уасатч рядом с Солт-Лейк-Сити и сейсмическая зона Нью-Мадрид, простирающаяся от южного Иллинойса в глубь Арканзаса (именно здесь в 1811-1812 годах были отмечены землетрясения с магнитудой 7). Последним землетрясением в регионе Лос-Анджелеса, повлекшим серьезные последствия, можно считать толчок в Нортридже магнитудой 6,7. Тогда, в 1994 году, погибло 57 человек, а материальный ущерб составил $20 млрд.

Одно из самых безопасных мест, где можно было бы переждать землетрясение - это добротно построенный малоэтажный дом с деревянным каркасом. В новых домах стены и полы бывают сочленены с помощью специальных металлических коннекторов, в домах более ранней постройки часто можно увидеть следы профессионально сделанной реконструкции - в частности, болтовые соединения. Благодаря этому во время землетрясения весь каркас здания двигается как единое целое. Добавочные стальные элементы должны соединять фундамент с вертикальными опорами.

Расплывчатые цифры

Прослужив более тридцати лет в Калифорнийском технологическом институте, сейсмолог Том Хитон стяжал себе репутацию научного диссидента, способного одерживать верх в дискуссиях как по геофизическим, так и по техническим вопросам. Я обратилась к нему в надежде, что он вооружит меня необходимым арсеналом бесспорных фактов и веских аргументов, с помощью которых можно было бы реально оценить вероятность грозящих всем нам землетрясений. Однако, вместо того чтобы дать прямой ответ, Хитон откинулся в кресле и поглядел на меня веселыми глазами, в которых читалось, что этот вопрос он слышал уже тысячу раз. «Лучше спросите меня, когда начнется война или какова вероятность возникновения эпидемий, - сказал он. - Глядя на статистическое распределение сейсмических катастроф, мы видим, что это крайне редкие события, но каждое из них может приобрести исключительное значение».

Как говорит Хитон, статистика сейсмических событий на территории США не дает нам фактического материала, который позволил бы предсказывать будущие землетрясения. «В течение всего последнего столетия людские потери от землетрясений измерялись в сотнях человек. Однако вспомним катастрофу 1906 года, когда крупнейший город на Западе США был, по сути дела, стерт с лица земли. А ведь сейчас мы даже не смогли бы себе представить, что это значит - потерять целый город из нашей первой десятки. Кто-то может заявлять, что подобные вещи в принципе не могут происходить. А вот на мой взгляд, никто вообще не вправе делать на эту тему какие бы то ни было категорические заявления».

Под воздействием сильных толчков кирпичная кладка растрескивается, крошится и может обрушиться. Кирпичные здания можно усилить, воспользовавшись для этого бетонными и стальными накладными рамами, которые укладывают по фасаду. Со стороны улицы нередко можно увидеть штифты, соединяющие стены с межэтажными перекрытиями. Строительные нормы категорически требуют выполнения этих дополнительных работ, однако все равно следует помнить, что это старые кирпичные здания, которые практически беззащитны перед землетрясениями.

После этого я спросила Хитона, что он думает о страховании недвижимости на случай землетрясения. В ответ он только улыбнулся. «Все прогнозы землетрясений принято формулировать на временной интервал в 30 лет, - сказал он, - точно такой же, какой общепринят для закладных на недвижимость». Хитон по своей работе всю жизнь был тесно связан со сложнейшими расчетами, лежащими в основе подобных статистических вычислений. Да, конечно, все эти численные показатели помогают гражданам оценивать приемлемый для них риск, а строителям - устанавливать нормативы безопасности. Но с другой стороны, кто как не он имеет право с полной ответственностью говорить о том, насколько расплывчаты все эти цифры и сделанные на их основании выводы. «Сколько раз мне доводилось засыпать, положив голову на все эти таблицы и графики, - говорит он. - Мы, специалисты, бодаемся друг с другом до последнего, и все равно все эти выводы имеют под собой тысячи произвольных допущений». Да и землетрясение силой в 7 баллов в одних случаях будет представлять собой катастрофу, уничтожающую целые города, а в других - забавное происшествие, о котором приятно рассказать в кругу друзей. Все зависит от времени, места и многих других обстоятельств.

Думая о землетрясениях, мы больше всего переживаем за нашу недвижимость - а зря, поскольку она оказывается наименее уязвима. Это, по крайней мере, относится к семейным особнякам на деревянном каркасе - таким, в каком живу я или Хитон. «Деревянные дома исключительно стойки к воздействию землетрясений», - говорит Хитон. Гораздо более опасными следует считать кирпичные дома, в которых не предусмотрено каких-либо специальных мер противосейсмического усиления, и постройки из материала, который инженеры называют непластичным бетоном. Если бы землетрясение в Нортридже произошло не в 4:30 утра, а во время рабочего дня, жертв, как показывают специальные исследования, было бы в 20−30 раз больше. Тот же принцип останется в силе, когда к нам придет неотвратимый «час Х», то есть когда страну сотрясет катастрофа мирового масштаба.

Если бетонные конструкции не содержат достаточного количества стальной арматуры (как это требуется по строительным нормам после 1970 года), они при землетрясении способны сложиться как карточный домик. Эта опасность становится еще больше, если в здании имеется «мягкий» первый этаж с высоким потолком и большим количеством широких проемов. Хотя арматура внутри бетонных колонн невидима, другие виды усиления остаются у вас на виду. Обычно при реконструкции бетонные стены и столбы принято усиливать углеволокном. «Снаружи это выглядит так, будто столбы просто обклеены мешковиной», - говорит Рейнольдс. Иной раз видно, что «мягкий» первый этаж усилен специальными накладными рамами.

Как мне рассказала Мэри Комерио, профессор архитектуры в Университете штата Калифорния в Беркли, количество зданий, представляющих потенциальную угрозу, в Лос-Анджелесе гораздо меньше, чем во многих других городах. «В Лос-Анджелесе действует очень агрессивная программа обновления общественных зданий. Согласно этой программе, практически все общественные здания города должны либо исчезнуть, либо подвергнуться весьма существенной реконструкции». При этом правила застройки подразумевают, что во всякую подобную реконструкцию должно быть заложено повышение сейсмозащиты.

Благодаря всем этим мерам Лос-Анджелес, бурно растущий город, нацеленный в будущее, стал весьма безопасным местом для жизни.

«В настоящее время, - объяснил мне инженер-сейсмолог Аарон Рейнольдс, компания которого занимается проектированием больниц и школ, а также реконструирует старые здания с целью повышения их сейсмобезопасности, - источником основных проблем уже являются не сами несущие конструкции, а разного типа трубопроводы и кабели. Современные здания в своей массе отлично подготовлены к тому, чтобы встретить сейсмическую катастрофу». Поглядывая то на блистающие металлические паруса Фрэнка Гери, то на глыбы небоскребов городского бизнес-центра, Рейнольдс добавляет: «Я не допускаю мысли, что хоть одно из них может рухнуть».

Здание с сейсмической изоляцией фундамента покоится на нескольких эластичных резиновых цилиндрах. Они действуют как автомобильные амортизаторы, превращая резкие толчки в легкую вибрацию. Такое решение можно считать идеальным для зданий т.н. высокой ответственности - школ, больниц, электростанций и других сооружений энергетической или коммуникационной инфраструктуры. Обычно такие здания по периметру бывают окружены специальной бетонированной траншеей на уровне земли. Эту траншею можно заметить по узкой щели, которая проходит по тротуару в паре метров от наружных стен здания.

Мы прошли несколько кварталов до Темпл-стрит и похожего на крепость городского кафедрального собора. Рейнольдс останавливается в паре метров от наружной стены и указывает на глубокую щель, разрезающую тротуар. Это граница бетонированной траншеи шириной несколько метров, окружающей фундамент старого здания. Прямо на своем айпэде он вчерне набрасывает эскизик конструкции. Весь бетонный монолит покоится на резиновых цилиндрах - «фундаментных изоляторах»; они, подобно автомобильной подвеске, защищают всю конструкцию от толчков и сдвигов. Во время землетрясения эти изоляторы должны поглотить основную часть разрушительной энергии. Бетонная конструкция, окруженная траншеей, способна сдвигаться в любую сторону более чем на метр, а вместе с ней будет сдвигаться и все здание. «Весьма популярны шутки, что в любых катастрофах пьяные пребывают под покровительством высших сил, - рассказывает Рейнольдс. - За этим стоят вполне материалистические наблюдения. Трезвый человек с большей вероятностью получит травму, так как в момент опасности он склонен напрягать все свои мышцы, в то время как пьяный встречает опасность в полном расслаблении. Здесь работает та же аналогия. Существенная доля сейсмической энергии, проникая в слишком жесткое здание, разряжается в узлах его конструкции. А вот вставляя в его фундамент эластичные элементы, мы создаем каналы для отвода опасных напряжений».

Сейсмоопасное место

Для некоторых регионов России строительство сейсмоизолированных и сейсмоустойчивых зданий весьма актуально. К таким регионам относится, в частности, Камчатка. «Против землетрясения силой в 9 баллов не устоят не то, что небоскребы, а даже обычные 2-этажные дома, если не предпринимать специальных мер, - объясняет «Популярной механике» главный конструктор проектного института «Камчатскгражданпроект» Валерий Дроздюк. - Поэтому в Петропавловске-Камчатском большинство многоэтажных домов - крупнопанельные, усиленные наружными пилонами-контрфорсами - внешним каркасом, принимающим на себя часть нагрузок во время толчков. Для расчета зданий, максимально устойчивых к землетрясением, нужно принимать в расчет не только нагрузки (средние ускорения при 10-балльном землетрясения составляют около 0,8g), но и собственные частоты зданий - жесткие имеют период колебаний 0,2−0,5 с, мягкие - 1−2 с, а также длину зданий (при длине более 30 м начинают сказываться еще и крутильные колебания). Поэтому максимально устойчивое к землетрясению сооружение выглядит так: более-менее симметричное в плане, разрезанное деформационными швами на небольшие секции, крупнопанельное, с идущими снизу доверху несущими конструкциями, связанными с межэтажными перекрытиями. Жесткость такого здания должна меняться (уменьшаться) по высоте. Достаточно перспективным выглядят сейсмоизолированные здания, «отрезанные» от фундамента. Мы экспериментировали с несколькими типами подобных зданий в середине 1980-х годов, и они показали себя очень хорошо».

Предупрежден - значит вооружен

В дни, последовавшие за японской катастрофой, я много слышала о том, что у японцев имелась самая продвинутая в мире система раннего оповещения о сейсмической опасности. Огромная сеть сейсмодатчиков автоматически формировала сигналы на торможение скоростных поездов, отключение электростанций, рассылку по телефонным и компьютерным сетям сообщений о начинающейся катастрофе. Обычно время опережения для таких аварийных экстренных мер составляет всего лишь десятки секунд - столько, сколько проходит между началом сдвига в зоне разлома и моментом, когда сейсмические волны достигнут крупных населенных пунктов. Это немного, но может быть достаточно, чтобы спасти многие человеческие жизни.

Дом на сейсмоизолирующем поясе. Такой дом стоит на монолитном бетонном фундаменте, опираясь на него монолитным железобетонным поясом, которым заканчиваются цокольные стеновые бетонные панели. Но жесткой связи между ними поясом и фундаментом нет - между ними расположены тефлоновые прокладки. В результате все здание при толчках «проскальзывает» относительно фундамента. Края фундамента снабжены резиновыми амортизаторами и работают как «ограничители хода» скользящего пояса. Дом центрируется нежестким креплением - с помощью закладных деталей между фундаментом и цокольной плитой.

Ученые уже несколько десятилетий обсуждают возможность установки такой сети раннего оповещения в штате Калифорния, однако для реализации этого проекта не хватает политической воли. Возможно, общество не готово к таким мерам, так как сохраняет надежду на то, что когда-нибудь будут разработаны способы абсолютно точных и достоверных предсказаний. Если вынести за скобки газетные россказни о домашних животных, наделенных даром предвидения, никто, кроме этих мифических существ, так и не сумел достоверно предсказать ни одно серьезное землетрясение. Адекватная система раннего оповещения - наша единственная надежда, однако и здесь у нас мало оснований для оптимизма. Специалисты считают, что выделенные на такую программу средства материализуются в работающую систему не раньше, чем нас без предупреждения посетит еще одно катастрофическое землетрясение. «Посмотрите на историю внедрения таких систем в других странах, - говорит сейсмолог из USGS (Геологической службы США) Дуг Дживен. - Все они организованы в качестве экстренного ответа на какую-нибудь катастрофу. В Мексике- после того как в 1985 году землетрясение унесло 9500человеческих жизней. В Японии - после землетрясения в Кобе, когда в 1995 году погибло 6400 человек».

Дом на кинематическом фундаменте. Чертеж такого дома напоминает здание на сваях, но это лишь на первый взгляд. Здание опирается на толстые опоры, к которым внизу прикреплены железобетонные катки, которые не имеют жесткой связи с фундаментом, а опираются на железобетонные подушки с выемкой. По принципу действия такая система сейсмоизоляции напоминает известную игрушку «неваляшка» - при толчках здание отклоняется от положения равновесия, а затем возвращается обратно. Это самая простая из всех систем сейсмоизоляции, но весьма эффективная: дом по собственной частоте получается длиннопериодический, и короткопериодические толчки просто «не замечает».

Офис Элизабет Кочран расположен на кампусе Калтеха в пяти минутах ходьбы от офиса Хитона. Кочран является создателем сети Quake-Catcher Network, проекта в духе «науки на общественных началах». Согласно этой идее тысячи добровольцев закрепляют на корпусах своих стационарных настольных компьютеров особые сейсмодатчики - каждый размером со спичечный коробок. Сигналы от всех датчиков, действующих, когда включен ваш компьютер, выведены в интернет и поступают в единую диспетчерскую. Теперь, если достаточно большое количество таких датчиков, расположенных в границах одного района, одновременно фиксируют колебания или толчки похожего характера, у вас будут основания предположить, что это не случайные сотрясения того или иного системного блока, а регистрация реального землетрясения.

Дом с выключающимися связями. В отличие от других систем, где жесткость фиксирована, дом с выключающимися связями может изменять этот параметр. В его конструкции используются диафрагмы жесткости - железобетонные панели, связывающие стеновые панели, колонны и межэтажные перекрытия. Соединения этих деталей выполнены с помощью сварных заклепок, которые при определенном уровне сейсмических нагрузок просто срезаются (это и называется выключением связей), уменьшая жесткость здания и увеличивая период собственных колебаний. После окончания землетрясений заклепки нужно ставить заново.

Буквально за день до моего визита к северу от Сан-Франциско имело место землетрясение магнитудой 4,0. С запозданием всего в восемь секунд система Quake-Catcher выдала свой результат - 3,7. Согласитесь, точность совпадения не такая уж и плохая. «Наши расчеты строятся на том, что когда-нибудь все наконец признают, что эта система выдает вполне достоверную информацию, и тогда данные Quake-Catcher будут направлены непосредственно в систему раннего оповещения», - говорит Кочран. После каждого землетрясения сейсмологи составляют его карту, на которой должны быть отмечены амплитуды смещения земной поверхности в разных точках. «Сейчас такие карты строятся на основе весьма смелых интерполяций, - говорит Кочран. - Если одна сейсмостанция отстоит от другой на 50 км, все показатели смещений для промежуточных точек оказываются высосаны из пальца». Достаточно густая сеть из датчиков Quake-Catcher, выведенных непосредственно в интернет, может радикально повысить разрешение подобных карт, выдавая конкретные указания, куда следует первым делом послать отряды спасателей.

«В нашем мире полно вещей, которых мы так до конца и не понимаем, - говорит Хитон, - но это не значит, что нужно опустить руки и сказать, что поражение неизбежно и все равно мы когда-нибудь умрем». Вовсе нет. Это всего лишь значит, что мы будем строить более надежные дома. Мы будем готовить наши жилища и наши семьи к подобным напастям и будем удовлетворяться надеждой, что, готовясь к худшему, мы в случае беды окажемся в числе тех, кто оказывает помощь, а не в числе тех, кто ждет эту помощь от других.