Главное меню

Как правильно делать монолит


Монолитный фундамент для дома своими руками

Как самому сделать монолитный фундамент для дома своими руками — инструкция по шагам.

Какой фундамент построишь, столько дом и простоит. Поэтому отнеситесь к выбору серьезно, чтобы гарантировать сооружению долгую жизнь. Монолитный фундамент для дома подойдет для строительства на проблемных грунтах, так как в конструкции нет слабых мест соединения, как в сборных основаниях.

Монолитный фундамент для дома.

Существует 3 вида основания из монолитного бетона. Выбор зависит от веса строения, типа почвы и вашего бюджета. Залить монолитный фундамент своими руками не так сложно, особенно малозаглубленную ленту и плиту.

Под всеми несущими стенами будущего сооружения делают ленту из бетона. Она бывает малозаглубленной (30 ‒70 см) и заглубленной (1 м и более). При высоком уровне грунтовых вод на глинистых почвах обязательно заглублять фундамент ниже линии промерзания почв, укреплять и изолировать от воды. Это оптимальный вариант фундамента дома с подвалом.

Монолитный фундамент для дома разрез.

Самый недорогой, весь фундамент — столбы на расстоянии 1‒2 м. Подходит только для одноэтажных легких построек на неподвижных грунтах. Иногда эту технологию сочетают с лентой, чтобы сделать подпол небольшого размера.

Столбчатый монолитный фундамент для дома.

Фундаментную плиту легко рассчитать и залить. Также как и лента, такой фундамент бывает малозаглубленным и заглубленным. Первый вариант позволяет существенно сэкономить на размере земельных работах, но не дает обустроить помещение под домом. Зато у вас сразу будет готов черновой пол. Второй тип подойдет для тяжелого строения, кроме того, там можно сделать подвал. Но стоимость такой плиты высока.

Когда целесообразно использовать:

Монолитная плита фундамента для дома.

Допустим, вы уже провели все необходимые расчеты, выполнив экспертизу почвы и просчитав вес дома, и нарисовали схему будущего основания. Технология монолитного плитного фундамента проста, поэтому при желании ее просто залить самому.

  1. 1. Разметим площадь будущего дома по схеме.
  2. 2. Удалим грунт и выровняем поверхность. Оптимальная толщина монолитной плиты — 20‒40 см, в зависимости от грунта и общего веса конструкции.
  3. 3. Засыпаем песок, хорошо утрамбовываем. Для этого его лучше смочить, если есть возможность, используйте виброплиту для трамбовки. Затем засыпаем щебень, толщина каждого слоя — 10‒15 см, в зависимости от наличия бетонной подготовки и характеристик грунта.
  4. 4. Возведем бетонную подготовку. Уложите пленку на поверхность, чтобы жидкость не уходила в песок, Обычно используют марки М50‒М100. Толщина — 5‒10 см.
  5. 5. Монтируем необходимые детали водопровода и канализации. Лучше установить над трубами коробы, это убережет конструкцию от разрушения.
  6. 6. Положим материалы для гидроизоляции. Их размер должен немного превышать площадь будущей фундаментной плиты, а все швы нужно спаять.
  7. 7. Уложим слой теплоизоляции.
  8. 8. Монтируем арматуру.
  9. 9. Устанавливаем опалубку.
  10. 10. Заливаем бетон и уплотняем. Удобнее использовать виброуплотнитель, чтобы равномерно и быстро распределить бетон по всей опалубке.
  11. 11. Покрываем защитной пеленкой. Ждем 3-4 недели, пока бетон наберет достаточную прочность для дальнейших работ.

Нюансы и рекомендации по заливке.

1. Зачем нужны ребра жесткости?

Плита не всегда бывает плоская. Для тяжелых строений и проблемных почв под несущие стены устанавливают ребра жесткости. Чаще всего они бывают прямоугольными или же уменьшаются к низу. Такая конструкция повышает прочность. Ребра, размещенные над плитой, позволяют создать технический подвал небольшого размера, что упростит проведение коммуникаций в дом. Но тогда поверхность монолитной фундаментной плиты уже не будет черновым полом.

2. Чем гидроизолировать?

Полиэтиленовой пленкой толщиной от 200 мкм или рубероидом. Существуют специальные материалы для бетона, например, Дельта МС. Он отлично изолирует от воды, а если УГВ небольшой, может играть роль бетонной подготовки. Также для этой цели используется геотекстиль.

Гидроизоляция монолитной плиты фундамента для дома.

Действительно рабочий законный способ экономии.

Это нужно знать каждому!

3. Обязательно ли утеплять монолитную конструкцию?

Да. Бетон хорошо проводит тепло, а большое количество арматуры создает мостики холода. Распространенные утеплители — пенополистирол и пенопластное полотно.

4. Нужно ли делать дренаж?

Однозначно нужен, если на участке высокий УГВ. Важно соблюдать уклоны труб, предусмотреть место для отводки вод, сделать колодцы, чтобы в случае заиливания труб их можно было почистить. Дренаж обычно укладывают в геотекстиль на песчано-гравийную подушку.

Опалубка монолитного фундамента для дома своими руками.

5. Как и из чего соорудить опалубку?

Рекомендуем использовать ламинированную фанеру. Снимать такую опалубку будет легко. Если вы делаете ее из обычных досок, обстругайте их там, где они будут прикасаться к бетону. В опалубке не должно быть щелей, а ее прочность проверяют, ударив ногой. Существует множество смесей, которыми смазывают опалубку, чтобы легче было снимать ее, для этой же цели можно закрепить на ней пленку. Скреплять опалубку лучше саморезами, а не гвоздями.

6. Как правильно армировать?

Для плиты 20‒40 см достаточно 2 слоя армирования. Расстояние по горизонтали не должно превышать 20‒30 см. Расстояние до границ бетонной плиты — 15‒20 см. Для скрепления арматуру связывают проволокой. Монолитный железобетонный фундамент выдержит нагрузку двух- трехэтажного дома из бетона, кирпича, камня. Для армирования подойдут стержни диаметром 10‒16 мм, в зависимости от веса дома.

Заливка монолитного фундамента для дома своими руками.

7. На чем можно сэкономить?

Если вы планируете обустраивать крыльцо или террасу большого размера, сделайте там ленточный фундамент, чтобы не расходовать бетон, так как нагрузка на эту часть будет в разы меньше.

Основные ошибки при строительстве

1. Неправильный уход. Согласно инструкции бетону необходимо 28 дней для набора марочной прочности. Особенно важны первые дни, если стоит сухая и солнечная погода, накройте бетон тентом и поливайте его водой. Оптимальная температура для твердения +15-20 градусов.

2. Низкая марка. Для строительства монолитной основы необходим бетон выше М200, а если грунт проблемный — выше М300.

3. Слабая опалубка. Непрочная конструкция расширится под давлением смеси, из-за этого бетона не хватит. Такую ошибку невозможно исправить, основание придется сносить и перестраивать, так как обязательно заливать все за один раз. Если вы решили строить самостоятельно, лучше показать опалубку специалисту.

4. Недостаточная тепло- и гидроизоляция. Высокая марка и сильное армирование не спасет от трещин, особенно для фундамента на подтапливаемых территориях, а расходы на отопление перечеркнут экономию на теплоизоляции.

5. Неправильное армирование. Связывать стержни нужно, чтобы они перекрывали друг друга на 10‒20 см в зависимости от диаметра. В монолитной железобетонной конструкции арматура препятствует растяжению, а бетон — сжатию, поэтому прочность достигается гармоничным сочетанием компонентов.

6. Крыльцо. Случается, что застройщики забывают про крыльцо. Но его лучше делать сразу, чтобы при усадке в почву дом и крыльцо не разошлись.

Если вы решили строить своими силами, заранее сделайте расчеты и нарисуйте схему, чтобы выбрать правильный тип. Не существует универсальной монолитной конструкции, подходящей для любого случая. Следуйте технологии строительства фундамента пошагово, чтобы не исправлять свои ошибки.

Монолитный ленточный фундамент для дома.

Надежный фундамент дома – это залог его прочности и надежности (при условии грамотной постройки здания). На сегодняшний день самым популярным видом является ленточный фундамент. Одна из его разновидностей – монолитный ленточный фундамент. Он представляет собой ленту из железобетона, которая размещена и под внешними несущими стенами, и под внутренними.

Монолитный ленточный фундамент может быть как мелкозаглубленным, так и погруженным на глубину ниже сезонного промерзания грунта. Цена этого основания для дома весьма высока, поскольку для него требуется большое количество материала высокого качества.

За и против.

Отдавая предпочтения какому-либо виду фундамента, важно правильно оценить все его достоинства и недостатки и решить – перекрывают ли первые вторые. Так, ленточный железобетонный монолитный фундамент обладает значительным количеством достоинств, на которые, несомненно, требуется обратить внимание при выборе.

Разрез монолитного фундамента для дома.

К плюсам конструкции относятся:

Но, несмотря на такие существенные достоинства, нельзя забывать и про отрицательные качества этого типа фундамента. К его минусам смело можно отнести: длительность процесса строительства, высокую цену фундамента и возможность его возведения исключительно в теплое время года. Однако прочность и удобство при постройке дома перекрывают недостатки, делая такую конструкцию очень востребованной.

Виды фундамента.

Как и все основания для дома, ленточный монолитный фундамент имеет несколько вариантов, среди которых и требуется подобрать оптимальный для себя. Виды монолитного фундамента следующие:

Разрез монолитного фундамента для частного дома.

Определяясь с выбором, надо помнить и о том, что если постройка особо тяжелая, то для нее придется возводить ленточный фундамент выбранного типа еще и с монолитной плитой, которая обеспечит опору под всем основанием постройки. В этом случае в смете следует учесть дополнительные затраты на выкапывание котлована.

Особенности постройки и расчет.

Решившему самостоятельно возвести монолитно-ленточный фундамент человеку необходимо подробно изучить технологию строительства и строго следовать ей в процессе выполнения работ. Если этого не сделать, вместо надежного основания легко получить слабый фундамент, который не справится с нагрузкой от веса здания.

Строительство ленточного монолитного фундамента, как и любого другого, разделяется на этапы, которые необходимо соблюдать, как бы ни хотелось ускорить процесс строительства. Качественное возведение фундамента гарантирует его прочность и надежность.

Начинается строительство с расчистки участка под постройку. Затем производят разметку фундамента при помощи клиньев и веревки. После этого приступают в выкопке котлована под фундамент. Глубина его зависит от того, какой фундамент выбран – мелкозаглубленный или нет. Когда выкопка производится с применением техники, то копать следует на двадцать сантиметров меньше требуемого уровня, для того чтобы машина не нарушила опорный слой грунта.

До нужной глубины котлован доводится вручную. Следующим этапом устройства ленточно-монолитного фундамента является формирование подушки из песка или щебня. Далее монтируется опалубка и создается гидроизоляция. После этого устанавливается арматура и происходит заливка бетона. К следующему этапу работ приступают только после того, как цемент высохнет. При строительстве монолитного ленточного фундамента важно помнить, что чем сложнее его конструкция, тем серьезнее надо подходить к процессу заливки, чтобы избежать образования пустот внутри бетона.

Монолитный фундамент для дома своими руками.

Планируя строительные работы, следует правильно рассчитать необходимый объем материалов и финансовые затраты. Для этого при планировании ленточно-монолитного фундамента требуется воспользоваться специальным калькулятором, благодаря которому можно будет достаточно точно определить расход материала. Это позволит избежать лишних затрат при их покупке.

Кроме этого, для расчета стоимости строительных работ можно обратиться в фирму, занимающуюся профессиональным составлением смет. Там точно подсчитают затраты не только на монолитно-ленточный фундамент, но и на все работы. В этом случае придется оплатить еще и работу сметчиков, но зато в дальнейшем не возникнет проблемы нехватки или излишка материала.

Качественно сделанный монолитно-ленточный фундамент для дома является одной из самых надежных опор для построек с большим весом. На таком основании массивные здания могут стоять даже на рыхлых грунтах, непригодных для построек с фундаментами других видов.

Возведение монолитного фундамента для частного дома.

Монолитный фундамент для дома бывает простым или армированным, который в строительстве называется железобетон. Если при заливке бетона добавлять в него камни (их масса составляет 30-40%), такой бетон называется бутобетон. Его прочность не меньше обычного.

Монолитный фундамент для частного дома своими руками.

Железобетонный монолитный фундамент является наиболее прочным из всех видов, он легко выдерживает различные виды нагрузки.

При строительстве с использованием камня возможно существенно сократить расход цемента. что снижает расходы.

Рубероид для монолитного фундамента для дома.

Рубероид используют для устройства гидроизоляции.

Прежде чем начать заливку монолитного фундамента дома, нужно из досок собрать деревянную опалубку, можно воспользоваться инвентарными щитами. Для опалубки можно применить и стенки котлована, но тогда необходимо выполнить изоляцию пленками из ПВХ или рубероидом. В противном случае цементное “молоко” впитается в грунт, и это снизит прочность фундамента дома.

Фундамент из монолитного железобетона самый надежный. Он не разрушаются под воздействием влаги, к тому же монолитный фундамент отлично выдерживает все нагрузки, вертикальные и боковые. Это позволяет строить дома в два-три этажа, не боясь образования трещин в ограждающих конструкциях.

Для возведения понадобятся следующие инструменты и материалы: бетономешалка, тачка, лопаты, сварочный аппарат, болгарка, ведра, трубы, мастерок, расшивки, трамбовка, молоток-кирочка, отвес, рулетка, м, угольник, уровень; бетон, арматура, фиксаторы арматуры, гидроизоляционные материалы, добавки для бетона.

Изготовление опалубки.

Доски для опалубки частного дома.

Для изготовления опалубки лучше всего использовать древесину хвойных пород.

Опалубку возводят вокруг всего периметра дома. Основная задача, которую она выполняет, – придать фундаменту на время необходимую форму, пока не «схватится» бетон. Для монолитного фундамента изготовить опалубку можно из обрезных досок, но чтобы на стыках не образовывалось щелей. Если есть возможность, опалубку дома лучше изготовить из инвентарных щитов. Это позволит сократить трудовые затраты и время на создание конструкции.

Пиломатериал, применяемый для монтажа опалубки, лучше использовать из хвойных деревьев. В качестве креплений и распорок возможно применение древесины лиственной породы (осина, ольха и др.). Нужно брать доски не более 150 мм шириной, толщина досок для опалубки должна быть одинаковой. Для строительства опалубки необходимо применять сырые доски, поскольку сухие впитывают из бетона влагу, что снижает прочность бетона. При необходимости лицевую сторону опалубки можно отделать листами фанеры или металла. А чтобы уменьшить сцепление опалубки с бетоном и тем самым облегчить демонтаж конструкции, лицевую поверхность опалубки покрывают смазкой. С этой целью рекомендуется использовать раствор жидкой глины, известковое молоко или отработанные минеральные масла и др. Посредством внутренней облицовки опалубки возможно получить лицевую сторону фундамента с высокой чистотой поверхности.

Опалубка для монолитного фундамента для дома своими руками.

Опалубка фундамента должна быть надежно закреплена, чтобы она смогла выдержать нагрузку от залитой бетонной смеси.

Между щитами расстояние выбирают в зависимости от ширины. С наружной стороны щитов опалубки в землю вбивают колья для фиксации щитов в определенном положении. Колья дополнительно крепят, прибивая их к щитам гвоздями. При заливке бетона щиты могут разойтись, поэтому их тоже дополнительно укрепляют: по верхней кромке щитов прибивают деревянные планки. Каждый крепежный элемент должен быть расположен вне пространства, куда затем будет укладываться бетон. Иначе вытащить из затвердевшего бетона эти крепежные элементы будет невозможно.

Чем ровнее установлена опалубка, тем ровнее будет фундамент. Высокая точность установленной опалубки особенно важна для цоколя – надземной части монолитного фундамента. Его внешний вид влияет на вид всей постройки. После снятия опалубки надземную часть фундамента нужно затереть тонким слоем цементного раствора. В других облицовочных работах цоколь монолитного фундамента не нужен, ведь искусственные облицовки красиво будут смотреться первый год, а со временем декоративное покрытие отслоится.

Придать бетону высокую прочность, превращая его в железобетон, позволяет предварительное армирование. Без арматуры бетон устойчив к нагрузкам, направленным на сжатие конструкции, но не устойчив к нагрузкам, направленным на изгиб и растяжение. Этот минус устраняется армированием. Армирование можно выполнить сваренными для этого конструкциями из арматурной стали или отдельными металлическими стержнями. При этом используется стальная арматура с гладким или периодическим профилем.

Арматурный каркас.

Арматурная сетка для монолитного фундамента для дома своими руками.

Применение готовой сварной арматурной сетки значительно облегчит и ускорит процесс устройства монолитного фундамента.

Если правильно высчитать соотношение всех элементов (заполнителей, вяжущих компонентов, арматуры), можно построить мощную конструкцию, способную выдержать любые нагрузки. Железобетонный фундамент устойчив к просадкам грунта, надежно удерживает ограждающие конструкции дома. Стальная арматура, применяемая для армирования бетона. должна быть без коррозии и жира. Иначе загрязнения поспособствуют тому, что арматура с бетоном будет плохо сцеплена, что снизит прочность и жесткость.

При изготовлении арматурного каркаса следует применять круглую арматурную или горячекатаную сталь с периодическим профилем. Иногда применяют полосовую и квадратную сталь. Арматурная сталь, диаметром не больше 12 мм, – это легкая арматура, поступающая в продажу в бухтах. Арматура, диаметр которой больше 12 мм, продается в прутках. Такой тип относится к тяжелой арматуре.

Арматуру в железобетонных конструкциях по назначению делят на два класса: рабочую и распределительную. Первая арматура воспринимает и внешние нагрузки, и внутренние, возникающие от массы конструкции. Арматура второго типа распределяет нагрузки между основными стержнями рабочей арматуры, и работа всего арматурного каркаса происходит совместно. Арматуру можно соединить следующими способами: сваркой или проволочной скруткой. Для каркаса арматуру заготавливают в несколько этапов: правка, сортировка, резка и сборка каркаса.

Опалубка с армокаркасом для монолитного фундамента для дома своими руками.

Монтировать опалубку и арматурный каркас следует очень осторожно, чтобы не допустить их смещения.

Расход стали для армирования железобетонной конструкции для 1 кубического метра бетона в среднем около 100 кг. Сваривать арматуру должны квалифицированные специалисты прямо на месте строительства. Вязать проволокой арматуру можно только в некоторых случаях, когда требуется выполнить мелкие подготовительные работы.

Устанавливая опалубку, нужно следить, чтобы не сместились арматурные стержни. Смещение, превышающее 1/5 наибольшего диаметра стержня, не допускается. Наблюдайте за слоем бетона: недопустимо, если отклонения толщины защитного слоя бетона превышают 3 мм (при защитном слое бетона 15 мм) или меньше 5 мм (при защитном слое бетона 15 мм). Установив арматурный каркас, проверьте опалубки и устраните возникшие дефекты.

Бетонирование конструкции.

Фундамент бетонировать следует при плюсовой температуре воздуха. Если фундамент дома строится в морозную погоду, уложенную бетонную смесь нужно утеплить, поскольку промерзший бетон становится непрочным и даже при небольших нагрузках рассыпается. В сухую летнюю погоду опалубку перед бетонированием необходимо увлажнить, так как содержащаяся в бетоне влага может впитаться в доски опалубки.

Бетонирование монолитного фундамента для дома своими руками.

Для качественного бетонирования, работы следует выполнять при положительной температуре наружного воздуха.

Бетонирование выполняется послойно, каждый слой при этом уплотняя специальными вибраторами или штыкованием смеси. В место укладки смесь подают в металлической бадье вручную или автоматически бетоноукладчиком.

Читайте также: Советы по строительству дома из блоков

Монолитность конструкции бетонного фундамента, его высокая прочность возможна только при непрерывном бетонировании. В случае если непрерывное бетонирование производить не получается, делают рабочие швы. Они представляют плоскость стыка между старым, затвердевшим слоем бетона и свежеуложенным. Рабочие швы нельзя делать наклонными, только горизонтального или вертикального направления. Прерванное бетонирование можно возобновить, когда залитая бетонная смесь не получает прочность более 1 мПа. Возобновить заливку монолитного фундамента можно, когда ранее уложенный слой разжижается при вибрации. Перед началом укладки нового слоя бетона поверхность рабочих швов обязательно нужно промыть, а цементную пленку cчистить стальной щеткой.

При заливке нередко допускается ошибка – допущение попадания грунта, осыпающегося с котлована или бровки вырытой траншеи, в бетонную смесь. Попавший в монолитный фундамент грунт существенно снижает прочность конструкции, приводит к образованию трещин.

Уход за монолитом.

Важный этап бетонирования – уход за уложенным бетоном. Особенно это важно в первую неделю после заливки. Бетон нужно выдерживать, придерживаясь требуемого температурно-влажностного режима. Рекомендуемая температура – 18-25 градусов. Бетон необходимо оберегать от ударов, механических повреждений и других негативных воздействий, способствующих разрушению структуры бетона.

Полив фундамента водой для дома своими руками.

В жаркую погоду, чтобы избежать образования трещин в свежеуложенном бетоне, необходимо периодически поливать конструкцию водой.

Свежеуложенный бетонный фундамент необходимо защитить от ветра, мороза, прямых солнечных лучей. Под воздействием ветра или солнечных лучей монолитный фундамент быстро теряет влагу, что приводит к появлению трещин. В жаркое время бетон накрывают влагоемким материалом (опилки, плотная ткань, мешковина и др.) и поливают холодной водой. Опалубку следует тоже смачивать водой в жаркую погоду. Поливать необходимо так, чтобы поверхность бетона все время была влажной. При отрицательной температуре бетон нужно утеплять по принципу термоса, для этого сооружают утепленную опалубку, открытые поверхности закрывают специальными «теплыми» материалами (опилки, маты).

Строя дом с монолитным фундаментом при низкой температуре, необходимо обогревать бетон, обдувая его теплым паром или воздухом. В бетон, который укладывается при минусовой температуре, можно добавлять цементы с большим тепловыделением и быстротвердеющие цементы. Самый популярный способ – электрический подогрев свежеуложенного бетона.

Снятие опалубки.

Схема устройства железобетонного монолитного фундамента.

Демонтаж опалубки необходимо начинать не раньше чем через 10 дней после бетонирования. Нагружать фундаменты кирпичной кладкой или перекрытиями можно после того, как бетон полностью схватился. Если монолитный фундамент выполнен по технологии, то в процессе эксплуатации усадка дома будет идти равномерно, без трещин и перекосов. Чем дольше оставлять опалубку вокруг залитого бетона, тем лучше будет сцепление стенок опалубки с бетоном, и снять опалубку без повреждения верхнего слоя фундамента будет проблематично.

Конструкцию опалубки нужно разбирать очень аккуратно, не допускать осыпания углов фундамента, которые могут еще не набрать необходимую прочность. Дефекты, обнаруженные на бетонной поверхности после снятия опалубки (сколы), необходимо зачистить металлической щеткой, промыть сильным напором воды и затереть раствором цемента (соотношение цемента и песка для такого раствора составляет 1:2). Крупные каверны и раковины нужно расчищать на всю глубину, пока не будет удален «слабый» слой бетона и выступающие куски заполнителя. Затем поверхность снова обрабатывают металлической щеткой и промывают водой под напором. Большие раковины желательно обрабатывать жесткой бетонной смесью.

Перед началом бетонирования необходимо предусмотреть технологические полости для подземных коммуникаций (канализация, электрические кабели, водопровод). Для этого в определенных местах опалубки нужно вставить и закрепить пластмассовые или металлические трубы с соответствующим сечением диаметра. Во время строительства фундамента их прикрывают ветошью, просмоленной паклей или другим материалом с похожими свойствами. После протяжки всей коммуникации отверстия и зазоры следует заполнить силиконовым составом или зачеканить просмоленным канатом. Это необходимо, чтобы коммуникационная система была герметична и в нее не попадала влага.

 

Рекомендация: Из статьи можно понять общий принцип строительства монолитных фундаментов для дома и в общих чертах понять основные принципы строительства монолитных фундаментов для частного дома. Для строительства фундамента своими руками информации маловато, но не смотря на это, вы сможете не потерять кругленькую сумму своих кровно заработанных денег.

устройство и технология монтажа монолитной плиты

Перекрытие – один из самых важных несущих элементов дома. Именно на него и на фундамент приходится вся основная нагрузка дома (люди, мебель, техника), которая передается на другие строительные элементы – балки, стены и ригели.

Крайне важно, чтобы все силы напряжения в здании были грамотно распределены, ведь от этого зависит его долговечность, надежность и безопасность для проживания людей. Так, одна из самых проверенных временем конструкций – монолитное перекрытие в его классическом, облегченном и модифицированном виде. Чтобы понять технологию изготовления всех его трех вариантов, мы подготовили для вас подробные мастер-классы и видеоуроки!

В современных домах к перекрытию предъявляются особые требования. Наверняка вас не удивит наличие джакузи на втором этаже, или установка тяжелого оборудования. А потому в идеальном варианте перекрытие должно быть хорошо утеплено, звукоизолированно, надежно и обходиться в разумных пределах стоимости.

От того, насколько это перекрытие выполнено грамотно, будет зависеть напрямую долговечность и надежность всего дома. К сожалению, и до сегодняшнего дня слышно о случаях, когда перекрытие не выдерживает.

Так, например, не так давно рухнул целый второй этаж с индийскими студентами. И нет более досадной ситуации, когда построен новый дом, куда вложено немало средств и сил, а по стенам начинают идти трещины.

Сегодня в России чаще всего обустраивают деревянное перекрытие, железобетонные плиты и монолитную плиту. И монолитное перекрытие считается одним из самых надежных.

Даже при взрыве бытового газа его запас прочности исчерпывается не сразу, а потому оно не обрушивается в первые часы и позволяет быстро провести эвакуацию. И от огня оно не будет ни плавиться, ни гореть. А выглядит его устройство изнутри вот как:

При помощи монолитных перекрытий особенно удобно перекрывать помещения любой конфигурации. Например, вы решили, чтобы у дома были необычные углы, или в качестве отдельного эркера будет выступать шикарная многоугольная кухня. В таком случае накрыть такую часть дома прямоугольной плитой не получится. А вот согнуть металлическую арматуру нужной формы и залить ее бетоном – легко.

Это – важный момент! Современные архитекторы часто говорят о том, что геометрия современных домов далека от прямоугольника. И правда, эркеры, выступы и вычурные криволинейные участки доставляют немало проблем, когда нужно думать о надежном перекрытии. Например, обычными плитами замостить нечто подобное довольно сложно, их минимум придется резать. 

Мало того, что это делает работы более трудозатратными, но еще и требует применение крана, который будет укладывать такие плиты. А для крана уже нужны подходящие подъездные пути, которыми обычно не могут похвастать загородные постройки. Тогда как для заливки перекрытия даже большой площади достаточно бетономешалки и насоса.

Среди недостатков отметим значительный вес такого перекрытия и большой расход бетона. Хотя в строительстве, как говорится, легкости не ищут.

Давайте сначала рассмотрим конструкцию и изготовление классического монолитного перекрытия, а уже за тем его более новые виды.

В осно

пошаговая инструкция выполнения работ своими руками



При выборе фундамента руководствуются во первых, надежностью, во-вторых стоимостью. Неплохо было бы, если бы сочетались оба качества, но такое возможно не всегда. Одно из самых надежных оснований для строительства дома — фундамент монолитная плита. В некоторых случаях — на нормальных грунтах под легкие дома он обходится относительно недорого, в сложных случаях может быть дорогим.

Плитный фундамент – что это

Монолитная плита под дом относится к плавающим незаглубленным фундаментам, бывает также мелкого заложения. Название свое получила из-за того, что железо-бетонная основа заливается под всю площадь дома, образуя большую плиту.

Обязательным условием является наличие песчано-гравийной подушки, которая перераспределяет нагрузку от дома на грунт, и служит демпфером при морозном пучении. Часто такой фундамент — единственное возможное решение. Например, на нестабильных, сыпучих грунтах или на глинах с большой глубиной промерзания.


Классическая утепленная плита фундамента под дом

Конструкция фундамента монолитная плита несложная и надежная, но для ее изготовления требуется большое количество арматуры и большие объемы бетона высокой марки (не ниже B30), ведь армируется и бетонируется вся площадь, занимаемая зданием, да еще с запасом — для большей стабильности. Потому такой фундамент считается дорогим. В принципе, это так, но надо считать. В некоторых случаях его стоимость ниже, чем ленточного глубокого заложения — за счет меньшего объема земельных работ и меньшего количества бетона.

Глубина заложения монолитной плиты определяется в зависимости от массы дома и типа грунтов. При малом заглублении на пучинистых грунтах зимой дом вместе с основанием может подниматься и опускаться. При правильном расчете армирования и толщины плиты на целостность здания это не влияет. Плита компенсирует все изменения за счет силы упругости. По весне, после того как грунт растает, дом «садиться» на место.

Есть четыре типа плитного фундамента:


Так выглядит в разрезе русский плитный фундамент

Строение фундаментной плиты с ребрами вниз и вверх

Технология строительства утепленной плиты

Экономия энергоносителей становится действительно актуальной темой, так что фундамент без утепления уже мало кто строит. Любой плитный фундамент — это многослойная конструкция, а в случае с утеплением слоев еще больше. Для достижения нужного уровня качества необходимо тщательно выполнять каждый из уровней. Остановимся на каждом подробнее.


Структура фундамента монолитная плита

Подготовка основания

Размеры котлована под монолитную плиту должны быть больше самого здания, как минимум, на 1 метр. На этом участке полностью снимается плодородный грунт. Его толщина в разных регионах разная — от 20-30 см до 50 см и больше. В любом случае убирают все.


Выкопать котлован с запасом в 1 метр во все стороны

По краю котлована, чуть ниже общего уровня дна, укладываются дренажные трубы, отводящие поверхностные воды в дренажные колодцы. Эта мера необходима, чтобы стены и сам фундамент не мокли.


Полная схема фундамента монолитная плита

Дно ровняют, ямы засыпают, горбы убирают, тщательно все ровняют в уровень горизонта и уплотняют. На выровненное дно раскатывается геотекстиль. Он должен закрывать не только дно, но и стенки. Полотна расстилаются с нахлестом, края склеиваются армированным скотчем. Геотекстиль не дает корням растений прорастать, а также предотвращает вымывание песка, который служит демпферной подушкой.


Выравнивание дна в уровень

На уложенный геотекстиль насыпают чистый песок средней зернистости. Слой песка — 20-30 см. Его насыпают тонкими слоями, равномерно распределяют и послойно трамбуют. Слой песка, который качественно можно утрамбовать ручной виброплитой — 8-10 см. Вот такими слоями и укладывают песок. Он должен также быть уложен в уровень, одинаковым слоем по всему котловану.


Песок насыпан, его надо пролить и утрамбовать

Толщину слоя можно контролировать при помощи натянутых шнуров. Их привязывают к вбитым кольям, специально сделанным опорам — скамейкам, к установленной в уровень опалубке (смотрите на фото ниже). Все шнуры должны находится в горизонтальной плоскости. Зная изначальное расстояние от дна котлована до натянутых нитей, можно определять высоту насыпанного слоя.

На утрамбованный песок насыпают щебень. Засыпают сразу весь объем, равномерно распределяя по площадке. Выровненный щебень трамбуют до высокой плотности.


Щебень засыпан, установлены закладные элементы канализации и водопровода

На этом этапе закладывают канализационные и водопроводные трубы. В уже утрамбованном щебне выкапывают канавы требуемой глубины. Они должны быть такими, чтобы вокруг закладных элементов было некоторое пространство. В канавы укладываются трубы, засыпаются песком, выравнивают, лопатой или доской песок уплотняют. Более серьезное уплотнение может привести к трещинам. Потому и укладывают трубы уже после трамбовки.

Бетонная подготовка

По периметру котлована ставят опалубку. Ее собирают обычно из доски толщиной 40 мм или фанеры 18-21 мм. Высота опалубки для монолитной плиты — суммарная толщина оставшихся слоев. По ее краю удобно контролировать уровень бетона при заливке, потому доска должна быть обрезной. Для экономии материала, можно выставить опалубку только на подготовку. После схватывания бетона ее демонтируют и выставляют выше, используя повторно для заливки основной плиты. Но потери времени при таком подходе значительные, так что так делают далеко не всегда.

В любом случае опалубку подпирают с наружной стороны упорами и укосинами. Конструкция должна быть жесткой, чтобы выдержать массу бетона.

На утрамбованный гравий наливают слой бетона 100 мм. Это может быть бетон невысоких марок — В7,5 — В10. Бетонная подготовка будет надежной основой для укладки гидроизоляции и утеплителя, также служит для более равномерного распределения нагрузки от дома.


Залита бетонная подготовка

Гидроизоляция

Так как монолитная плита фундамента находится полностью в грунте, она нуждается в тщательной гидроизоляции. Потому обычно используют два типа материалов: обмазочную и рулонную. Основание сначала тщательно обеспыливают, потом пропитывают разведенным керосином или растворителем праймером (и бока бетонной подготовки тоже промазывают). Продается он очень густым и плохо схватывается с бетоном. В результате рулонная гидроизоляция приклеивается плохо и фундамент будет мокнуть. Разведенный он становится более текучим и проникает глубже в бетон. Свойства свои при этом почти не теряет.

При раскладке рулонной гидроизоляции, ее выпускают за пределы фундамента на 10-15 см. Полотнища раскатываются с нахлестом, соединяющиеся края обязательно промазывают битумной мастикой и хорошо прижимают. При раскладке надо следить, чтобы не было заломов и волн.

Если уровень грунтовых вод высокий, может понадобится два слоя рулонной гидроизоляции. Ее тогда раскатывают поперек, и клеят тоже на праймер (битумную гидроизоляцию), но уже можно не разводить.


Гидроизоляция монолитной плиты фундамента двойная — обмазочная и рулонная

Из рулонных гидроизоляционных материалов лучше всего себя показали Гидроизол, Технониколь Техноэласт ЭПП -4 на полистироле высокой плотности. У Технолниколя данной марки высокая прочность на разрыв около 60 кг, что увеличивает шансы, что его не повредят при дальнейших работах. Использовать рубероид, как бы ни хотелось сэкономить, не следует. В современном исполнении он слишком тонкий и ломкий, быстро теряет свои свойства. Заменить гидроизоляцию в плите вы не сможете, потому закладывайте лучший материал.


Уменьшить капиллярный подсос влаги через плиту можно еще при помощи жидких пропиток типа Бетонита. Она в разы снижает впитываемость влаги. Проникает на глубину до 50-60 см, так что бетонную подготовку пропитает насквозь. Минус этого материала — высокая цена, но свойства у материала отличные.

Утепление

Для утепления плитного фундамента используют экструдированный пенополистирол высокой плотности. Толщина слоя утеплителя — 10-15 см, в зависимости от региона (для Средней Полосы достаточно 10 см). Укладку проводят как минимум в два слоя, перекрывая швы, который образуют мостики холода. Времени это требует больше, но затраты на отопление будут меньше. Если плиты будут иметь L-образный замок, их можно класть в один слой.


Утеплитель уложен

Так как пенополистирол «не дружит» с нефтепродуктами, на него расстилают плотную полиэтиленовую пленку, а потом уже укладывают теплоизоляционный материал.

Армирование

Для армирующего каркаса используется ребристая арматура класса AIII, диаметром 12-14 мм. Она укладывается вдоль и поперек, с шагом в 15-30 см, может иметь один или два слоя. Все зависит от типа грунта и массы здания. Все параметры армирования считаются отдельно.

От края плиты арматура должна находится на расстоянии не менее 5 см. Потому укладывается она на специальные подставки, которые обеспечивают требуемый зазор.


Первый ряд армирования связан, выставлены некоторые стойки для подвязывания второго пояса

При армировании получается клетка, в каждом месте пересечения прутья связывают между собой специальной мягкой стальной проволокой. Есть еще техники соединения — при помощи пластиковых хомутов или сварки. Пластиковыми хомутами связывать быстро, но не все им доверяют. Сварку использовать не рекомендуют, потому что сварной шов — самое уязвимое для ржавчины место, да и слишком жесткое получается соединение. При использовании проволоки и хомутов вся конструкция может немного «играть» без разрушения связки, а при сварке такие подвижки приводят к тому, что шов лопается. В результате надежность такого армирования низка.

Заливка фундаментной плиты бетоном

Толщина плиты рассчитывается под каждый конкретный случай и может быть от 20 см до 50 см. При заливке используют бетон не ниже марки B30. Весь периметр надо залить за один день, избегая появления вертикальных швов. Потому для бетонирования плитного фундамента чаще всего бетон привозят готовый: требуются большие объемы в определенный срок.


Одновременно с распределением бетона его вибрируют

График прибытия машин надо рассчитать так, чтобы у вас было время распределить первую порцию и уплотнить ее. Для уплотнения используют строительные глубинные вибраторы, которые создают высокочастотные колебания. В результате удаляются весь воздух, бетон лучше перемешивается, становится более текучим и пластичным. Результат этой обработки — не только ровная поверхность бетона, но и более высокий класс по гигроскопичности.


В крайнем случае можно заливать плиту горизонтальными слоями. Вертикальное деление в данном случае неприемлемо, так как в местах стыков скорее всего пойдут трещины.

Уход за бетоном

Для нормального процесса твердения бетона необходим достаточный уровень влажности 90-100% и температуры выше +5°C. Заливать плиту желательно в теплую погоду с температурой около +20°C. Этот температурный режим оптимален для процесса твердения. Уход за бетоном монолитной плиты состоит в предупреждении механических повреждений и поддержании влажности.

Сразу же после укладки бетон закрывают пеленкой или брезентом. Это не дает ему нагреваться от солнца, на него не действует ветер. Пленку склеивают в большие полотнища. Полосы укладывают с заходом в 10-15 см, проклеивают скотчем. Желательно чтобы непрокленных стыков было как можно меньше, то есть укрытие должно состоять из одного или двух кусков, если один слишком неудобен. При этом отдельные куски пленки заходят один на другой не менее чем на полметра.


Послезаливки монолитная плита укрывается пленкой

Размеры пленки такие, чтобы была закрыта и боковая поверхность опалубки, а на края пленки можно было уложить груз, который не даст ветру ее поднять. Также грузом — досками- прижимают место прехлеста двух полотнищ, чтобы уменьшить парусность, их можно разложить по поверхности.

Если температура воздуха выше +5°C, примерно через 8 часов после заливки, бетон первый раз поливают водой. Орошение должно быть капельным, не струйным. Чтобы не повредить поверхность каплями, на нее можно уложить мешковину или насыпать слой опилок, а сверху закрыть пленкой. Поливают укрывной материал, а он поддерживает влажность бетона. В любом случае полив ведут только при температуре выше +5°C.


Политая поверхность

Если есть угроза заморозка, плиту и опалубку дополнительно утепляют. Использовать можно любые теплоизолирующие материалы, как приготовленные для строительства дома, так и опилки, солому и другие подручные средства.

Когда снимать опалубку

Для монолитной плиты рекомендуют удалять опалубку после того, как бетон наберет 70% от проектной прочности. Этот срок зависит от температуры, в которую происходит твердение. Эта зависимость приведена в таблице.


Таблица набора прочности бетона в зависимости от температуры

Отличия утепленной монолитной шведской плиты и видео о ее строительстве

Как уже говорили ранее, разработанная шведскими строителями утепленная плита под дом является энегосберегающей. При ее строительстве используется несъемная опалубка из экструдированного пенополистирола. В результате утечки тепла в грунт минимальны. Второе коренное отличие — вмонтированная в плиту система водяного теплого пола.

Так как инженерные системы оказываются залиты в толще бетона, она требует точного и грамотного расчета. Высокие требования предъявляются и к исполнению. Даже небольшие ошибки критичны. Делать УШП вы можете и сами, но проект лучше заказать. Примерный расклад по затратам смотрите в следующем фото. Суммы уже неактуальны, но процентное соотношение справедливо. Стоимость проекта фундамента составляет порядка 1%.


Примерное процентное соотношение затрат на монолитный плитный фундамент

В следующих видео вы увидите этапы изготовления шведской плиты под конкретный дом. Описано много полезных приспособлений, которые облегчат работу, даны пояснения по некоторым особенностям.


Монолитная плита перекрытия - устройство и монтаж своими руками

Монолитное перекрытие – один из вариантов создания конструкционного элемента здания, который используется наряду со сборными и сборно-монолитными. Если сборные перекрытия формируются из готовых железобетонных плит, которые производятся в заводских условиях и доставляются к месту монтажа спецтранспортом, то монолитные конструкции заливаются непосредственно на объекте.

Монолитная плита перекрытия может быть создана мастерами самостоятельно, не требует привлечения грузоподъемной техники: устанавливается щитовая опалубка, в ней монтируется арматурный каркас, потом все это заливается бетонной смесью выбранной марки.

При верных расчетах опалубки и самого перекрытия в итоге получается прочная и долговечная конструкция, способная выдерживать возложенные на нее нагрузки.

Монолитные железобетонные перекрытия демонстрируют повышенные характеристики прочности, стойкости к несущим нагрузкам и воздействию внешних негативных факторов. Самостоятельная заливка плиты перекрытия дает возможность существенно сэкономить, ведь итоговая стоимость отдельной плиты получается значительно ниже, чем общая сумма расходов на покупку ЖБ изделия, цена доставки и монтажа плит перекрытия с привлечением спецтранспорта.

Преимущества монолитных плит перед пустотными

Бетонные перекрытия сегодня в строительстве используются повсеместно. Разные типы и варианты конструкций предполагают свои особенности, плюсы и минусы. Поэтому перед тем, как начинать проектировать здание и реализовывать проект, необходимо все тщательно изучить и рассчитать.

Основные достоинства монолитных плит:

Из недостатков стоит упомянуть лишь такие: серьезный объем бетонных работ и продление срока строительства за счет необходимости дать бетону набрать прочность в течение 28 дней.

Изготовление плиты перекрытия своими руками

Монолитные перекрытия вполне реально сделать самостоятельно. Если все верно рассчитать и продумать, подготовить материалы и инструменты, разложить задачу на составляющие, процесс не покажется таким уж трудным.

Что понадобится для устройства монолитного перекрытия:
  • Инструменты – молоток, топор, ножовка по дереву, нивелир, уровень строительный, устройство для сгиба арматуры
  • Материалы и расходники – гвозди, деревянные доски, деревянный брус для опор опалубки, фанерные листы, стальная арматура, специальные фиксаторы для установки арматуры, бетонный раствор марки М350 (заказать либо замесить самостоятельно из песка, цемента, щебня, воды и добавок при необходимости)

В первую очередь, необходимо выполнить или заказать в специализированной компании проект плиты перекрытия в монолитном доме. Рассчитать все воздействия на плиту и максимальные нагрузки достаточно сложно, поэтому проще доверить составление проекта профессионалам.

Если же есть желание сделать все самостоятельно, необходимо тщательно изучить все параметры, учесть важные факторы, особенности материалов, конструкции и т.д.

Составляющие принципиальной схемы производства перекрытия:
  • Стальной каркас – гарантирует несущую способность, укладывается в одном направлении (параллельно короткой стороне перекрытия) либо в двух (крестообразно, увеличивает общую толщину плиты)
  • Арматура опорная – монтируется в пристенной части конструкции, нужна для защиты перекрытия от растрескивания
  • Заливка бетоном – создает функциональную поверхность всего перекрытия (является основанием для монтажа пола, потолка), защищает арматуру, выполняется слоем толщиной минимум 6 сантиметров
  • Венец – обязательный компонент перекрытия, проходит через несущие стены сооружения и соединяется с арматурными прутьями плиты

Основные этапы работ, которые нужно выполнить, чтобы сделать бетонное перекрытие между этажами своими руками: выполнение расчетов, подготовка инструмента и материалов, монтаж опалубки, прокладка арматуры, заливка бетоном, правильный уход за стяжкой.

Расчет нагрузки

Минимальная толщина монолитного перекрытия, количество и сечение арматуры, а также другие параметры определяются, исходя из расчета нагрузок, воздействующих на конструкционный элемент.

Виды нагрузок, воздействующих на перекрытие:
  • Постоянные – те, что создает вес коробки здания, всех находящихся в строении перегородок, кровли
  • Переменные – могут меняться: это масса отделочных элементов, вес инженерных сетей, мебели, людей

Способность плиты перекрытия выдерживать определенные нагрузки напрямую зависит от толщины железобетонного монолита, а также сечения и количества арматуры, марки бетона. Чтобы перекрытие железобетонное монолитное могло выдержать нагрузку в 500 килограммов на квадратный метр, толщина должна быть 20 сантиметров.

Факторы, влияющие на точность расчетов:
  • Марка бетона
  • Размер расчетных усилий, которые воздействуют на единицу площади плиты
  • Толщина плиты из бетона
  • Ширина и длина плиты

В соответствии с просчитанными нагрузками определяют сечение арматуры, которая сможет воспринять усилия растяжения и изгибающие моменты. Самостоятельно выполнить расчет монолитного железобетонного перекрытия очень сложно, но можно попробовать использовать специальные формулы либо найти в сети онлайн-калькулятор.

Когда рассчитывается монолитное перекрытие, толщина плиты очень важна. И далеко не всегда чем толще, тем лучше. Многое зависит от пролета – расстояния между колоннами или стенами. Обычно для частного дома перекрытия заливают толщиной от 15 до 20 сантиметров.

Если же планируется взять больше 18 сантиметров, решение обязательно должно быть обосновано точными расчетами, ведь пропорционально увеличению толщины плиты увеличивается нагрузка на нее. Таким образом, до того, как начинать проектировать и монтировать монолитное перекрытие, чертежи нужно составлять обязательно.

Как залить плиту: технология

Сама технология предполагает несколько этапов процесса: расчеты, подготовка оборудования/материала/инструмента, сборка герметичной опалубки, создание арматурного каркаса и помещение его вовнутрь опалубочной конструкции, замес бетонной смеси, заливка, правильный уход.

Монтаж опалубки

До того, как залить плиту перекрытия своими руками, необходимо смонтировать опалубку. Можно арендовать уже готовую конструкцию или собрать ее самостоятельно из досок, фанеры, бруса. Фабричные опалубки поставляются вместе с телескопическими опорами, экономят время на монтаже подпорок. Но второй вариант получится более дешевым, хоть и трудоемким.

Для самостоятельного изготовления опалубки берут обрезную доску толщиной минимум 2.5-3.5 сантиметров либо влагостойкие фанерные листы толщиной от 2 сантиметров. Доски сбивают максимально герметично, застилают гидроизоляционной пленкой.

Для выполнения работ понадобятся: фанера, доски, брус, ножовка, молоток, уровень, топор, гвозди.

Процесс монтажа опалубки – пошаговая инструкция:
  • Установка опорных вертикальных стоек – лучше всего сделать телескопические вертикальные из металла. Если таких нет, можно взять деревянные бревна сечением от 8 сантиметров. Установить стойки с метровым шагом, на расстоянии от стен по периметру минимум 20 сантиметров.
  • Далее следует укладка на поверхность стоек ригелей – продольного бруса, который будет удерживать опалубочную конструкцию.
  • Сверху на ригели монтируют опалубку – сначала на продольные брусья устанавливают деревянные поперечные балки, на них сверху монтируют фанеру или доски. Крайние грани опалубочной конструкции должны упираться точно в стены, не создавая щелей.
  • Регулировка высоты опорных стоек таким образом, чтобы верхний край опалубки был строго на едином уровне с верхней границей выложенной стены.
  • Установка вертикальных элементов конструкции – края плиты перекрытия заходят на стену, поэтому вертикальное ограждение должно монтироваться на определенном отдалении от внутреннего края стены.
  • Проверка уровнем ровности установки опалубки, корректирование возможных отклонений.

Соединяют элементы опалубки гвоздями или нагелями, внутри застилают гидроизоляционным материалом. В сравнении с деревянным аналогом металлические телескопические стойки считаются более предпочтительными благодаря их надежности, прочности.

Одна такая стойка может выдержать до 2 тонн без трещин и деформаций, в отличии от деревянного бруса, который порой не выдерживает толщины бетона.

Усиление пола, армирование ЖБ перекрытия

До того, как сделать бетонное перекрытие своими руками, в опалубку нужно проложить арматурный каркас, который придаст прочность конструкции и сделает ее стойкой к изгибающим нагрузкам.

Для создания каркаса понадобятся: металлические прутья диаметром до 16 миллиметров, вязальная проволока, крючок для вязки, специальные фиксаторы под стержни (обеспечивают заливку арматуры бетоном со всех сторон). Также желательно заранее подготовить болгарку с диском по металлу и устройство для гибки прутьев.

Правила сборки арматурного каркаса:
  • Резка прутков на куски нужного размера
  • Вязка стержней проволокой для формирования сетки с величиной ячеек 15 на 15 или 20 на 20 сантиметров
  • Раскладка фиксаторов, укладка нижней сетки на них
  • Установка вертикальных (поперечных) стержней с шагом минимум 100 сантиметров
  • Сборка и монтаж к вертикальным пруткам верхней сетки каркаса

Нахлест при сборке элементов должен превышать в среднем диаметр арматуры в 35-40 раз.

Важные нюансы армирования:
  • Обычно для каркаса армирования выбирают прутки класса А400 С, периодического горячекатаного профиля, сталь должна соответствовать марке 35ГС либо 25Г2С
  • Рабочий диаметр – от 8 до 16 миллиметров
  • Основной считается нижняя арматура, так как берет на себя изгибающие нагрузки. Тут нужно делать особо прочный каркас. Диаметр верхней арматуры может быть меньше (кроме участков перекрытия в зонах опирания, где по расчету нужно усилить верхнюю зону плиты)
  • Если пролеты большие или есть опора на колонны, устанавливают поперечную арматуру (каркасы либо хомуты), выбирая класс А240С

Подготовка бетона

До того, как будет осуществляться заливка монолитной плиты перекрытия, необходимо определиться с составом бетона. Обычно выбирают прочные марки растворов, чтобы обеспечить нужные параметры и стойкость к нагрузкам. Бетон в Москве и регионах можно заказать уже готовый с завода либо же замешивать самостоятельно.

Приготовление бетона для заливки монолитного перекрытия:
  • Подготовка строительных материалов – очищенная вода, просеянный и очищенный от примесей песок, щебень фракции 20-30 миллиметров, цемент М400
  • Замес бетонного раствора: 2 части песка, по части цемента и щебня тщательно смешать, потом добавить оптимальное количество воды для достижения нужной консистенции
  • Мешать лучше всего в бетономешалке – сначала все сухие компоненты, потом понемногу доливая воду

Бетонирование монолита

Чтобы сделать крепкую, прочную и однородную монолитную плиту, советуют заливать бетон за один заход. Именно поэтому многие мастера предпочитают заказывать готовый раствор с завода, так как самостоятельно быстро приготовить нужный объем практически невозможно.

Правила заливки раствором плиты:
  • Подача смеси в опалубочную конструкцию, равномерное распределение смеси по площади
  • Уплотнение слоя поверхностным или глубинным вибратором
  • Проверка ровности и аккуратности заливки

Застывание плиты, уход за бетоном

Залитый бетон необходимо периодически увлажнять. Ведь в процессе твердения уходит вода и выделяется тепло. Если гидратация будет проходить слишком быстро, бетонный монолит может покрыться трещинами, деформироваться.

Для поддержания оптимальной влажности монолита его покрывают полиэтиленом и периодически (в первые 7-10 дней) разбрызгивают по поверхности воду. Далее выжидают, пока бетон не наберет большую часть марочной прочности, не проводя никаких работ.

Сколько сохнет бетон при +20С:
  • 3 суток – 30% прочности по марке
  • 14 суток – до 80% прочности
  • 28 суток – 100% марочной прочности

При изменении уровня влажности, температуры воздуха бетон может вести себя по-разному. Так, при +5С процесс гидратации и вовсе останавливается. Поэтому работы лучше всего проводить в теплое время года. Посмотреть же особенности высыхания и твердения бетонного раствора в зависимости от условий можно в справочной литературе.

Проверка бетона на предмет высыхания: вечером оставить на поверхности кусок рубероида, утром поднять и посмотреть. Если под рубероидом появилось темное пятно – бетон еще не высох.

Монолитное перекрытие – прекрасный выбор для качественного и долговечного здания из любого материала. Если выполнить правильно все расчеты и реализовать проект самостоятельно, удастся существенно сэкономить без ущерба прочности и способности конструкции выдерживать механические нагрузки.

чертеж и план заливки плит по пошаговой инструкции. Как залить перекрытие? Выбираем марку бетона

Строительство любого дома или постройки подразумевает установку перекрытий, располагающихся между этажами или на чердаке. Часто для реализации такой задачи применяются изделия из дерева. Деревянные элементы несложно делать и устанавливать, но они имеют невысокие тепло- и шумоизоляционные характеристики, поэтому заметно уступают перекрытиям, выполненным из бетона. По этой причине лучше отдавать предпочтение бетонному варианту. Причем сделать монолитное перекрытие своими руками довольно просто.

Устройство

Если говорить об устройстве рассматриваемого перекрытия, то оно формируется из специального бетона армированного типа. Бетон заливается в опалубку, которая не деформируется впоследствии и не прогнется при нагрузке. Для создания своими руками такого изделия потребуется пиломатериал, инструменты для подгона, раскраивания и собирания щитов. После осуществления распалубки оно может применяться в стропильном механизме.

Расходником станет арматура, а также забетонированными окажутся коммуникации. Наиболее сложной будет плита перекрытия подвала – из-за большого количества вводных узлов механизмов инженерного типа.

Расчет нагрузки

Во время использования перекрытие монолитного типа подвергается воздействию разнообразных нагрузок:

  • временных;
  • постоянных.

Если говорить о первых, их величина будет связана с весом коммуникаций инженерного типа, отделки пола, потолков, мебели, а также числом людей, которые находятся в помещении. Во втором случае передача осуществляется массой стен здания, перегородками внутреннего типа и массой кровли, которая еще и воспринимает дополнительную массу от ветра и снеговых нагрузок. Когда работа по возведению стен полностью выполнена, и их уровень подогнан, можно обустраивать саму плиту.

Нагрузка, действующая на изделие, определяется толщиной перекрытия из железобетона. Например, если толщина составляет около 20 сантиметров, то каждый квадратный метр поверхности может принимать до полутонны нагрузки полезного типа.

Если расчет выполнить правильно, то можно оценить нагрузочную способность плиты из железобетона с учетом реальных эксплуатационных условий, а значит, и не дать образовываться трещинам.

На точность осуществления расчетов будут влиять следующие аспекты:

  • толщина плиты железобетона;
  • используемая марка бетона;
  • показатель нагрузки расчетного типа на квадратный метр перекрытия;
  • габариты.

Следует понимать, что при проектировании железобетонных перекрытий должен быть составлен точный план, который обычно представляет собой чертеж.

При подборе пролетной длины необходимо соотносить ее толщиной плиты. Данное соотношение должно быть примерно 30: 1. Но при осуществлении самостоятельного создания проекта делать что-то толще, чем 40 сантиметров смысла нет, ведь несущая способность увеличивается вместе с ее массой, а также напряжениями статического характера. По этой причине допустимая нагрузка на перекрытия самодельного типа редко когда будет выше 1,5-2 тонн на квадратный метр.

Правда, можно исправить данную ситуацию, если включить в конструкцию несущего типа двутавровые балки из стали, которые уложены на разровненную бетоном поверхность кладки стен несущего типа. Еще один вариант, как можно поднять пролетную длину при сохранении свободной планировки, – осуществить упор всей конструкции на колонны. Если толщина монолитного решения до 40 сантиметров, а длина пролета в 4 направления от колонн – 12 метров, то площадь опорного сечения будет составлять 1-1,35 квадратных метра. Но это возможно лишь в том случае, если арматурное сечение, которое закладывается в колонне, будет составлять не менее 1,5%.

Выбор марки бетона

Следует сказать, что вопрос подбора марки бетона для самодельного перекрытия крайне важен. Ведь неправильный выбор данного материала сулит проблемами с прочностью, снижением сопротивляемости к нагрузкам и так далее. А потому рекомендации специалистов в этом вопросе лишними точно не будут. Рассмотрим, какие есть марки бетона на сегодняшний день.

  • Марка М100 представляет собой решение с наиболее низким качеством и обычно используется перед заливанием монолитных конструкций. Обычно такой вариант применяют для заливки фундаментной ленты, формирования подушки из бетона, установки бордюра и так далее.
  • Бетон марки М150 используется для пола, стяжки, а также создания фундамента для построек, где насчитывается небольшое количество этажей.
  • М200 будет применяться для формирования пола, отмосток и стяжки. Из-за высокой прочности материала его используют для производства бетонных лестниц.
  • М250 будет отличным решением в создании монолита ленточных фундаментов, а также плит перекрытий.
  • М300 применяется для формирования плит перекрытий, а также бетонных лестниц.
  • М350 используют для создания различных поверхностей монолитного типа, балок и бассейнов.

Марки М400, М450 и М500 практически не применяются в строительстве частных объектов. Они востребованы в создании таких построек, как плотины, дамбы, мосты и различные гидротехнические сооружения.

Если делать выводы из описанной информации, то лучше всего для создания монолитного перекрытия своими руками использовать марки М250, М300 или иногда М350.

Монтаж опалубки

Теперь поговорим о таком моменте, как монтаж опалубки, ведь устройство плиты перекрытия предполагает, что бетон заливается в опалубочную конструкцию, положенную горизонтально. Она обычно имеет название палубы. Есть следующие варианты обустройства данной конструкции:

  • установка уже готового съемного решения – пластикового или металлического;
  • создание опалубки на месте, с применением досок либо фанеры влагостойкого типа.

Первый вариант использовать легче, ведь опалубка разбирается, у нее есть опоры телескопического типа, которые нужны для ее поддерживания на определенном уровне. Если создавать опалубку самому, то следует знать, что толщина фанеры должна быть 2 сантиметра, а толщина досок обрезного типа – 3 сантиметра. Сбивая конструкцию, следует хорошо подгонять элементы. Если между ними остаются щели, то опалубочную поверхность необходимо обложить пленкой гидроизоляционного типа.

Пошаговая инструкция по монтажу опалубки.

  • Устанавливаем вертикальные стоечные опоры. Обычно это телескопические решения из металла с регулируемой высотой. В качестве альтернативы можно применять бревна, располагая их через метр.
  • Укладываем ригели на стойки.
  • Затем устанавливаем сверху горизонтальную опалубку. Если применяется не готовый вариант, а собственноручный, то на брусья продольного типа кладутся балки поперечного типа, а сверху устанавливается фанера с влагостойкими свойствами. Размеры такой опалубки следует подогнать идеально, чтобы не было щелей.
  • Нужно регулировать высоту стоечных опор так, чтобы верхняя часть опалубки горизонтального типа сходилась с частью стеночной кладки сверху.
  • Далее осуществляем монтаж вертикальных опалубочных частей. У монолитной плиты габариты должны быть такими, чтобы края заходили на 15 сантиметров на стены. Следует создать ограждение вертикального типа как раз на данном расстоянии от внутренней части стенки.
  • Проверяем с использованием нивелира ровное расположение конструкции и ее горизонтальность.

Армирование плиты

Монолит обязательно должен пройти процедуру армирования.

  • Для начала требуется приготовить арматуру. Необходимый диаметр прутьев следует подбирать, зная расчетные нагрузки. Обычно для этого используются стержни диаметром 12-14 миллиметров.
  • Прокладываем первую армирующую сетку снизу конструкции – она станет монолитной плитой в будущем. Это будет своего рода армопояс. Сначала следует уложить продольные прутья, после чего – поперечные. Наилучшим размером ячеек у такой сетки являются показатели 12-15 сантиметров. Если перекрытие не очень большое по площади, то размер ячеек можно увеличить до 20 сантиметров.
  • Стыки прутьев следует обвязать с использованием проволоки из стали.
  • Укладываем вторую армирующую сетку аналогично первой. Осуществляем перевязывание сеток проволокой. Если прутьев не хватает, то можно взять дополнительный прут, который следует подвязать внахлест, равный не менее чем 40 арматурным диаметром. Если используются прутья диаметром чуть более сантиметра, то нахлест должен быть 48 сантиметров. Стыки прутьев следует размещать в шахматном порядке. Концы армостержней должны быть на балках несущего типа.

Как можно убедиться, армопояс сделать несложно. Такое решение со стальным профилированным настилом существенно улучшить прочность перекрытия.

Как залить?

Бетон следует покупать прямо на предприятии-изготовителе, что существенно облегчит задачу. Заливание раствора с миксера ровным слоем дает возможность обеспечить максимум прочности изделию. Лучше будет заливать бетон 20-сантиметровым слоем без остановки. До заливания бетона в опалубочную конструкцию нужно осуществить монтаж каркаса либо короба для техотверстий. Речь идет, к примеру, о вентканале либо дымоходе.

После заливки следует осуществить вибрирование спецвибратором глубинного типа. После этого бетон оставляют подсыхать и набирать прочность в течение месяца. Во время первой недели поверхность постоянно следует смачивать водой. Причем именно увлажнять. Через 30 дней можно будет демонтировать опалубку и плита будет сделана. Как можно убедиться, в заливании бетона ничего сложного нет.

Уход после заливки

Если говорить об уходе за таким изделием, то следует сказать, что в процессе его застывания исходит немало тепла, а это становится причиной быстрого испарения влаги. Ее недостаток ведет к деформации бетонного покрытия, по причине чего на первых порах следует смачивать плиту водой на регулярной основе. Лить ее можно либо ведрами, либо при помощи шланга со специальным распылителем. Перед этим на бетон можно положить тряпки и наливать воду.

При жаре бетон следует накрывать полиэтиленом, чтобы плита не потрескалась. Опалубку можно убирать уже через 10 суток после последнего смачивания. Обычно плита набирает прочность приблизительно 3-4 недели. Когда этот срок пройдет, можно продолжать строительные работы.

В следующем видео вас ждет возведение монолитной плиты перекрытия своими руками.

Полный процесс строительства монолитного фундамента своими руками

На практике в строительстве применяется несколько конструкций фундаментов. Одна из самых распространённых – это монолитный. По сути это железобетонная монолитная плита, уложенная на некоторую глубину в землю.

Его отличие от других видов оснований заключается в том, что при подъёме грунтовых вод или деформации слоёв грунта монолит, расположенный под строением, будет реагировать на изменения целиком, то есть всей массой. Такая реакция не приведёт к деформации дома.

Преимущества и недостатки монолитного основания

Содержание статьи

Преимущества и недостатки монолитного основания

Монолитной плите можно придать любую форму, которая будет полностью повторять форму дома. И самое главное – это то, что такая конструкция основания здания обеспечивает полную герметичность, так как нет никаких конструктивных стыков, а сам бетон изготавливается с использованием водоотталкивающих присадок.

Кроме явных достоинств, в монолитной конструкции имеются и некоторые недостатки. К ним можно отнести большие затраты времени необходимые для её строительства. Для заливки самой плиты потребуется значительный объём бетона и привлечение спецтехники.

Разновидности конструкций монолитного фундамента

Разновидности конструкций монолитного фундамента

Как уже отмечалось, монолитный фундамент – это плита, уложенная в заранее подготовленное место. Но, тем не менее существует несколько способов изготовления такого основания. Между собой они отличаются вариантами гидро — и теплоизоляции. Как вы уже поняли, ленточный монолитный фундамент – это немного другое. Там земля выкапывается только под фундамент, если нет подвала, а под пространством комнат земля остается. Здесь же выкапывается земли весь объем, под всей площадью дома.

Самый простой из такого рода фундаментов выполняется по следующей схеме:

На дно котлована, на заранее утрамбованную песчаную подушку устанавливают арматурную конструкцию и потом заливают бетоном. К более сложным относятся конструкции, в которых используют листы гидроизоляционного материала, геотекстиль, кроме этого в зависимости от типа грунта, возможно, изготовление дополнительной подушки из щебня.

Самый сложный монолитный фундамент выглядит в сечении как многослойный бутерброд:

  • песчаная подушка;
  • слой из геотекстиля;
  • слой щебня;
  • слой бетона так называемый подготовительный;
  • слой гидроизоляции;
  • монолитная плита.

Иногда, для повышения надёжности защиты фундамента перед тем как начать заливку бетона, укладывают листы полистирола, таким образом, теплоизоляция фундамента улучшается.

Такие сложные конструкции используются на сложных грунтах, например, с высоким уровнем грунтовых вод. Строители с большим опытом говорят, что монолитный фундамент можно применять вплоть до торфяников.

Как рассчитать железобетонную плиту самостоятельно?

Как рассчитать железобетонную плиту самостоятельно?

Для расчёта монолитной плиты фундамента надо знать:

  • Уровень расположения грунтовых вод;
  • Параметры грунта, на котором будет размещён фундамент;
  • Величину промерзания грунта;
  • Полный вес здания, он включает в себя вес коробки, кровли, установленной в нём мебели, бытовых приборов и жильцов;
  • Размер снеговой и ветровой нагрузки;
  • Вес самой плиты.

В результате подсчётов заданных параметров можно определить, какое давление будет оказывать вся конструкция на грунт. Затем необходимо обратиться к СНиП 2.02.01–83 и определить максимальное давление на грунт в месте строения. Рассмотрим пример:

  • Вес здания составляет 19 тонн;
  • Вес кровли 3 тонны;
  • Вес фундаментной плиты составляет 20 тонн.

Возможная снеговая и ветровая нагрузка добавит сверху 7,5 тонны, итого суммарная нагрузка составляет 49,5 тонны.

При размере здания 6х6 метра, площадь поверхности фундамента составит 36 квадратных метров или 360 000 квадратных сантиметров. Нагрузка на грунт составит разность между весом конструкции и площадью фундамента в результате получаем 0,13 кг на кв. сантиметр. Такая нагрузка допустима для любого грунта.

При расчёте толщины монолита надо в обязательном порядке учесть следующие параметры:

  • Расстояние между слоями арматурной сетки;
  • Высота бетонного слоя на и под крайними слоями арматурной сетки;
  • Размеры арматуры.

Практика показывает, что традиционная толщина плиты составляет 200–300 миллиметров. Если учесть, что под ним должна находиться уплотнённая песчаная подушка высотой до 300 мм суммарная то толщина состав 600 мм. Необходимо понимать, что этот параметр меняется в зависимости от типа грунта, веса здания.

Кроме, силового расчёта конструкции необходимо рассчитать количество расходного материала и арматуры.

Объём бетона равен произведению периметра фундамента на его высоту, точно так же считается и необходимый объём песка или щебня. На основании проведённых расчётов будет известно и необходимое количество гидроизоляции, арматуры и пр.

Подготовительный этап к строительству железобетонной плиты

Подготовительный этап к строительству железобетонной плиты

На подготовительном этапе работ необходимо завести на строительную площадку все, что будет необходимо возведения фундамента. На основании заранее проведённых расчётов необходимо завести на участок песок или щебень, подготовить гидроизоляцию. Другими словами, на участке должны быть собраны все необходимые материалы, приобретённые в соответствии с проведёнными ранее расчётами. Прочитайте ниже инструкцию о строительстве фундамента для дома от а до я с пошаговым фото.

Непосредственное строительство монолитного основания

Этап I. Подготовка участка

Подготовительные работы при строительстве монолитного фундамента начинают с очистки поверхности строительного участка. С него удаляют всё лишнее, в том числе и дёрн, на котором располагается травяной покров. После этого можно провести разметку будущего котлована. Разметку целесообразно начинать с той стены, которая будет параллельной к ограде.

Для разметки будет необходим шнур, который не растягивается, несколько колышков. Если под руками нет специальных геодезических инструментов, применяемых для разметки, то её можно выполнить самостоятельно. Надо заранее подготовить несколько отрезков шнура, их длина должна равняться длине стены и припуску для закрепления его на колышке.

После того как с помощью шнура и вбитых в землю колышков обозначена первая стена, необходимо к одному из концов нужно привязать тот отрезок шнура, который обозначит вторую стену. Для образования между ними, застройщик должен решить Теорему Пифагора, это позволит узнать длину диагонали между стенами.

Перемещая шнуры необходимо построить прямоугольный треугольник. Как только он будет выстроен, можно приступать к разметке оставшихся стен. Результатом станет прямоугольник, который обозначает местоположение будущего фундамента. Проверить качество разметки можно достаточно просто. Надо промерить диагонали, если все размечено правильно, то их размеры совпадут.

Этап II. Рытье котлована

Этап II. Рытье котлована

После окончания разметки начинаются земляные работы. Основное требование к качеству их выполнения заключаются в следующем — дно котлована, должно быть, расположено строго в горизонтали, посмотрите фото.

Это определяет качество возводимого фундамента. Если учесть, что глубина котлована лежит в пределах 1 метра, то за застройщиком остаётся выбор, копать его вручную или пригласить спецтехнику. В любом случае после того как из котлована удалён основной объём грунта необходимо дно разровнять и по мере обнаружения удалить из него все лишнее.

После того как котлован готов, необходимо устроить подушку, как уже отмечалось выше, она может быть из песка или мелкого щебня. Высота подушки составляет до 300 мм, после трамбования.

Засыпка песчаной подушки

Кстати, перед тем как начать засыпать песок, на дно котлована желательно уложить геотекстиль, он будет препятствовать проникновению песка в поверхность грунта. Для этой операции целесообразно применить специальный вибрационный трамбовщик.

По мере уплотнения песка необходимо постоянно подсыпать свежий песок и продолжать его трамбовать, до достижения нужной высоты подушки. Поверхность подушки должна располагаться в горизонтальной плоскости.

Этап III. Монтаж опалубки

Любые работы связанные с изготовлением конструкций из железобетона, так или иначе, связаны с обустройством опалубки. Самая простая опалубка – это сбитые из досок деревянные щиты. Доски крепятся к вертикальным брускам.

Эти щиты должны быть установлены вертикально и закрепляются с помощью деревянных раскосов, упирающихся в колышек, вбитый в грунт. Шаг между ними составляет порядка 1 метра. Но практика показывает, что чем чаще они вбиты в землю, тем опалубка будет прочнее.

Этап IV. Утепление и гидроизоляция

Этап IV. Утепление и гидроизоляция

Полноценный монолитный фундамент целесообразно защитить от влаги и обеспечить его теплоизоляцию. Для достижения гидроизоляции применяют обыкновенный рубероид, который укладывается в два слоя или на поверхность подушки, если сооружается простой монолит, или укладывается перед заливкой на слой промежуточного бетона.

Теплоизоляция фундамента, если таковая нужна, сооружается из пенополистирола. Слой утеплителя укладывается перед слоем бетона и сверху на него укладывается полиэтиленовая плёнка.

Этап V. Армирование

Этап V. Армирование

Арматурная конструкция изготавливается на песчаной подушке. Она состоит из двух поясов. Для армирования, может, применена арматурная сетка, но это касается только фундаментов для небольших сооружений, например, баня.

Для сооружения полноценного фундамента целесообразно применять рифлёную арматуру диаметром от 10 мм и больше.

Для вертикальных стержней допустимо применять гладкую арматуру диаметром от 8 мм. Надо помнить, чем тяжелее здание, тем больше диаметр арматурных прутков.

Вертикальная арматура вбивается с шагом 200–300 мм, по всей заливаемой бетоном площади. Нижний слой арматуры должен быть расположен на расстоянии порядка 50 мм от поверхности подушки, а верхний на расстоянии 50 мм от поверхности фундамента. Арматура соединяется между собой вязальной проволокой или пластиковыми хомутами.

Этап VI. Заливка фундамента

Этап VI. Заливка фундамента

Заливка фундамента, по сути это финишная операция, и опыт подсказывает, что для её проведения целесообразно бетон заказывать на ближайшем заводе и доставлять его с помощью миксера. Таким образом, можно будет, проводит заливку из нескольких точек, да и разравнивать его будет значительно проще.стати, надо всегда помнить о том, что заливаемый бетон необходимо уплотнять. Для этого можно применять специальные вибраторы погружной или поверхностный.

Видео

Посмотрите видео о строительстве монолитного плитного фундамента под дом своими руками.

Создание монолита из грунта

Это упражнение было выбрано для коллекции «На переднем крае преподавания»

Это мероприятие получило положительные отзывы в процессе экспертной оценки, включающей пять категорий проверки. В процесс включены пять категорий:

.
  • Научная точность
  • Согласование учебных целей, мероприятий и оценок
  • Педагогическая эффективность
  • Надежность (удобство использования и надежность всех компонентов)
  • Полнота веб-страницы ActivitySheet

Дополнительные сведения о самом процессе экспертной оценки см. На https: // serc.carleton.edu/teachearth/activity_review.html.


Эта страница впервые обнародована: 15 октября 2007 г.
Этот материал тиражируется на ряде сайтов. как часть Педагогическая служба SERC
Резюме

Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность обновления до веб-браузера, который поддерживает видео HTML5

4-х минутное видео, показывающее, как построить монолит из грунта. Quicktime (21.6MB May15 07) также доступна версия.

В этом расширенном упражнении учащиеся, занимающиеся почвами, занимаются как полевыми, так и лабораторными работами, собирая и сохраняя монолит почвы, вертикальный разрез почвы, извлеченный из открытого профиля почвы в его естественном положении, обработанный для сохранения текстуры и структуры почвы. почва, как она естественным образом появляется на ландшафте, и закрепленная на доске для демонстрации.

Почвенные монолиты отлично подходят для образовательных целей, потому что, хотя визуальная интерпретация является неотъемлемым компонентом понимания профилей почвы, не всегда возможно или удобно исследовать почву на месте.Монолиты почвы позволяют учащимся увидеть, как почвы меняются как в пространстве, так и во времени в зависимости от ландшафта. Профессиональные почвоведы, преподаватели и хранители музеев используют монолиты для наблюдения и анализа свойств разнообразных почв в одном месте.

Готовые монолиты можно выставить в вашем университете или подарить музею, чтобы другие, не имеющие возможности исследовать этот тип почвы на месте, имели возможность наблюдать его часть.

Использовали это занятие? Поделитесь своим опытом и модификациями

Цели обучения

Почвенные монолиты Кот-д'Ивуара
Фото из Всемирного почвенного музея ISRIC

  • Понимание основных факторов и процессов почвообразования
  • распознают горизонты почвы
  • описывает особенности почвы и почему они различаются от почвы к почве
  • получить подробные сведения о конкретном типе почвы
  • полное описание профиля почвы
  • Приобрести практический опыт в профессиональных полевых методах обработки почвы
  • Успешно завершите все шаги по созданию монолита почвы для демонстрации.

Контекст использования

Это упражнение лучше всего подходит для учащихся, имеющих некоторое представление о свойствах почвы, таких как горизонт, текстура, структура и цвет, и имеющих некоторый опыт описания почв. По этой причине он хорошо работает примерно в середине вводного курса почв.

Это расширенное учение, которое состоит из четырех полевых / лабораторных дней. Два дня проводят в поле, описывая почву и извлекая монолит. Два дня в лаборатории готовят монолит, наносят фиксатор и делают таблички с описанием.

В зависимости от того, как вы адаптируете это к своему классу, на выполнение всех шагов в этом упражнении уйдет около четырех недель. Дайте время для высыхания извлеченного монолита между этапами, где указано.

Учебные материалы

  • Четырехминутный видеоролик о том, как сделать монолит из почвы, доступен в виде флэш-ролика в верхней части этой страницы, а также в формате Quicktime mp4 (21,6 МБ, 15 мая 2007 г.) для загрузки.
  • Оборудование, используемое для описания почвы
  • Оборудование для изготовления монолита грунта
    • Монтажная доска (гвозди, марля, столярный клей)
    • Вытяжная доска (с металлическим каркасом)
    • Молот
    • Скребки, кирки, щетки, линейка
    • Лопаты, лопата стрелковая, пила, нож
    • Большой полиэтиленовый пакет / лист, в который можно завернуть монолит для транспортировки обратно в лабораторию
    • Отмычки, щетки
    • Распылитель воды
    • Клей белый
    • Кисть, краска
    • Детали подвесные (проушины, цепочка)
    • Таблички

Учебные заметки и советы

Шаг первый, поле: Наблюдение и описание профиля почвы

Этот шаг даст учащимся больше опыта в описании почв в поле.

Найдите или сделайте обнажение, которое является репрезентативным для типа почвы или содержит характеристики, на которые вы хотели бы обратить внимание учащихся. Вы можете выбрать легкодоступные места, такие как выемки дороги, или попросить учащихся вырыть яму для себя. Облучения должны проходить через горизонты O, A, E и B до горизонта C или выветривания породы. Это требование обычно дает ямы глубиной 1-1,5 метра.

Попросите учащихся соотнести пять факторов почвообразования с фактическим развитием почвы.Студенты должны делать тщательные записи и подробно описывать характеристики почвы, такие как текстура, цвет, структура и горизонт. Информация, собранная в этот день, будет использована для создания описательных плакатов, которые будут сопровождать готовый монолит грунта.

К концу этого полевого занятия студенты должны быть в состоянии произвести следующее:

  • Составление почвенного профиля с использованием оттенков серого или цвета
  • Точное и подробное описание профиля почвы, содержащее как можно больше информации
  • Сводный отчет о 5SFF, действующих на эту почву, и интерпретация того, как и в какой степени каждый SFF повлиял на развитие этой почвы
  • Определение порядка почв

См. В разделе «Почвы - это ямы» пример рытья ям и описание почв.


Шаг второй, поле: подготовка грани профиля и извлечение монолита.

На этом этапе студенты получают профессиональный практический опыт при извлечении монолита почвы.

Вернитесь к обнажению почвы, где студенты описывали почву для предыдущего шага. Если у вас большой класс, разделите их на группы и сделайте несколько монолитов из почвы, чтобы каждый ученик мог участвовать в процессе.

Попросите учащихся выбрать часть экспозиции и сгладить вертикальное лицо для подготовки к извлечению.Имейте в виду, что это лицо, которое в конечном итоге будет отображаться на монолите.

Вставьте металлическую рамку из вытяжной доски в лицевую поверхность профиля, обрежьте стороны, прикрепите вытяжную доску, срежьте почву за рамой и, когда почва разрыхлится, опустите вытяжную доску и поставьте ее на ровную поверхность.

Прикрепите монтажную доску к извлеченной почве, снимите вытяжную доску и сбрите почву до желаемой окончательной толщины. Оберните монолит листом пластика для транспортировки обратно в лабораторию.

После извлечения оставьте обнажение в состоянии, максимально приближенном к тому, в котором вы его нашли, вернув все свои инструменты и засыпая яму, если вы ее выкопали.

Перенесите извлеченные монолиты почвы с поля в лабораторию. Если почва очень влажная, откройте ее, чтобы она могла высохнуть, пока вы не начнете следующий шаг. Если ваша почва довольно сухая, вы можете оставить ее накрытой полиэтиленом, пока не приступите к следующему шагу.

Пример этих шагов можно найти в четырехминутном видео SERC Как сделать монолит грунта .


Шаг третий, лабораторная работа: подготовка поверхности монолита.

На этом этапе ученики восстанавливают естественный вид почвы перед нанесением перманентного фиксатора.

Когда почва была разрезана, естественная структура почвы была стерта. Выделите поверхность почвы, чтобы увидеть ее естественную структуру в поле. Если почва слишком сухая, аккуратно увлажните ее из распылителя воды, прежде чем определить ее естественную структуру.

Когда станет видна естественная структура почвы, удалите щеткой любые рыхлые частицы и очистите монтажные панели, соскоблив или отшлифуя высохший клей.

Если у вас есть галька, основной материал или другие незакрепленные элементы, которые вы хотите включить в монолит, вы можете разместить их в их естественном положении на профиле сейчас или непосредственно перед нанесением фиксатора на четвертом шаге.

Для следующего шага почва должна быть полностью сухой, поэтому при необходимости оставьте ее сушиться на воздухе.

Пример этих шагов можно найти в четырехминутном видео SERC Как сделать монолит грунта .


Шаг четвертый, лабораторная работа: нанесите фиксатор

Этот шаг может быть выполнен в тот же день, что и третий или пятый этап, в зависимости от уровня влажности почвы и количества доступного времени.

Когда почвенный монолит высохнет, пропитать его водно-клеевой смесью, чтобы почва затвердела, и прочно закрепить на монтажной доске.

Соотношение воды и клея зависит от текстуры почвы. Обычно супесчаные / суглинистые почвы требуют 5 частей воды и 1 части клея, а глинистые почвы - 10 частей воды и 1 часть клея.

Защитите монтажную доску лентой и бумагой и нанесите столько водно-клеевой смеси, сколько необходимо (2-3), чтобы обеспечить полное насыщение монолита грунта.Убедитесь, что все незакрепленные части, такие как галька или основной материал, находятся в нужных местах и ​​видны такие детали, как норы. Не допускайте попадания фиксирующего пруда на поверхность. Когда грунт пропитается, сотрите с монтажной доски излишки клея и снимите ленту.

Дайте профилю полностью высохнуть, желательно в проветриваемом помещении. Это может занять от одной до двух недель.

Пока смесь воды и клея в почве высыхает, вы можете приступить к шагу 5 и создать описательные таблички, покрасить монтажную плату и добавить к монтажной плате подвесные детали.

Пример этих шагов можно найти в четырехминутном видео SERC Как сделать монолит грунта .


Шаг пятый, лабораторная работа: создание табличек, раскраска, установка оборудования.

Пришло время завершить последние штрихи и подготовить монолит почвы для демонстрации.

Создание табличек с описанием, покраска монтажной платы и добавление подвесного оборудования - заключительные этапы этого многонедельного упражнения. Эти заключительные шаги могут быть выполнены, пока фиксатор вода / клей сохнет в почве.Здесь будут полезны информация и описания, полученные на первом этапе.


Описательные таблички
  • Получить изображение участка, где находится почва
  • Типовое описание местоположения почвы: общее описание того, где обычно находится ряд почв
  • Описание типового профиля почвы: подробное описание типового профиля почвы для серии
  • Описание места установки грунта с фотографией участка и описанием профиля грунта на отдельных монтажных платах для отображения рядом с готовым монолитом

Монтажная плата

  • Покрасьте монтажную плату плоской черной краской
  • Добавьте оборудование для подвешивания: прикрепите петли и цепь к верхней части каждой монтажной платы для подвешивания

Когда почва и краска высохнут, ваш почвенный монолит готов к демонстрации!

Пример этих шагов можно найти в четырехминутном видео SERC Как сделать монолит грунта .


Загрузите PDF-файл с пошаговыми инструкциями (Acrobat (PDF), 854 КБ, 15 октября 2007 г.).

Оценка

Наблюдать за полевыми и лабораторными работами. Оцените качество и точность описания местоположения и профиля. Сравните подробность и точность описания почвы с предыдущими описаниями.

Ссылки и ресурсы

Белоглавый Ф., 1994, Создание монолитов почвы с использованием белого клея в качестве фиксатора: горизонты исследования почвы

Кооперативная служба распространения знаний Университета Пердью: как создать миниатюрные монолиты почвы


Тема

Геология: геология

Тип ресурса

Аудио / видео: Анимация / Видео, Действия: Лабораторная деятельность, Полевая деятельность, Полевая деятельность: Импорт полевых наблюдений в класс, Виды деятельности: Проект, Полевая деятельность: Полевые лаборатории

Особый интерес

Преподавание и обучение на местах

Уровень обучения

Нижний уровень колледжа (13–14): вводный уровень

Готов к использованию

Готов к использованию

Темы по системе Земля

Твердая Земля

Темы

Твердая Земля

Тема

Teach the Earth: Enhance your Teaching: Teaching in the field, Teach the Earth: Teaching Environment: Intro Geoscience .

Как разбить монолит на микросервисы

Миграция монолитной системы в экосистему микросервисы - это эпическое путешествие. Те, кто отправляется в это путешествие есть стремления, такие как увеличение масштабов работы, ускорение темпы изменений и избежание высокой стоимости изменений. Они хотят увеличить количество команд, позволяя им приносить пользу параллельно и независимо друг от друга. Они хотят быстро экспериментировать с основными возможностями своего бизнеса и быстрее приносить пользу.Они также хотят избежать высоких затрат, связанных с внесением изменений в свои существующие монолитные системы.

Определение того, какие возможности развязать, когда и как выполнять постепенную миграцию некоторые из архитектурных проблем разложения монолита на экосистема микросервисов. В этой статье я поделюсь несколькими методы, которые могут помочь командам разработчиков - разработчикам, архитекторам, техническим менеджерам - сделать эти решения по разложению в пути.

Чтобы прояснить методы, я использую многоуровневую онлайн-торговлю. применение. Это приложение тесно связывает взаимодействие с пользователем, бизнес-логику и слой данных. Я выбрал этот пример потому, что его архитектура имеет характеристики монолитных приложений, которые запускают многие компании, и его технологический стек достаточно современен, чтобы оправдать декомпозицию вместо полная перезапись и замена.

Путеводитель

Перед тем, как погрузиться в гид, важно знать, что есть высокие общие затраты, связанные с разложением существующей системы на микросервисы, и может потребоваться много итераций.Это нужно разработчикам и архитекторов, чтобы внимательно оценить, насколько разложение существующего монолит - это верный путь, а сами микросервисы правильный пункт назначения. Разобравшись с этим, давайте рассмотрим руководство.

Разминка с простой и довольно независимой возможностью

Для запуска пути микросервисов требуется минимальный уровень готовность к эксплуатации. Требуется доступ к развертыванию по запросу. окружающей среды, строительство новых видов трубопроводов непрерывной доставки в самостоятельно создавать, тестировать и развертывать исполняемые службы, а возможность защиты, отладки и мониторинга распределенной архитектуры.Зрелость операционной готовности требуется, строим ли мы услуги с нуля или декомпозиция существующей системы. Подробнее об этой оперативной готовности см. Статью Мартина Фаулера о Предварительные требования к микросервисам. Хорошая новость заключается в том, что после статьи Мартина технология для работы Архитектура микросервисов быстро развивалась. Это включает в себя создание Service Mesh, специального уровень инфраструктуры для быстрой, надежной и безопасной сети микросервисов, системы оркестровки контейнеров для обеспечить более высокий уровень абстракции инфраструктуры развертывания и эволюция систем непрерывной доставки, таких как GoCD для создания, тестирования и развертывания микросервисов как контейнеров.

Я предлагаю разработчикам и эксплуатационным группам создать базовая инфраструктура, конвейеры непрерывной доставки и управление API система с первой и второй службой, которую они разлагают или создают новый. Начните с возможностей, которые в значительной степени отделены от монолит, они не требуют изменений во многих клиентских приложениях которые в настоящее время используют монолит и, возможно, не нуждаются в данных магазин. На данный момент команды по доставке оптимизируют свою подходы к доставке, повышение квалификации членов команды и построение минимума инфраструктура, необходимая для предоставления независимо развертываемых безопасных сервисов которые предоставляют API самообслуживания.Например, для интернет-магазина приложения, первая услуга может быть «аутентификацией конечного пользователя» сервис, который монолит может вызывать для аутентификации конечных пользователей, и второй услугой может быть услуга «Профиль клиента», фасад сервис, обеспечивающий лучший обзор клиентов для новых клиентских приложений.

Сначала я рекомендовал разделить простые пограничные службы. Затем мы применяем другой подход к возможностям разделения, глубоко встроенным в монолитная система.Я советую сначала сделать пограничные сервисы, потому что В начале пути самый большой риск для команды доставки - неспособность управлять микросервисы правильно. Так что лучше использовать пограничные службы для практиковать операционные предпосылки им нужно. Как только они это решат, они могут обратиться к ключевая проблема раскола монолита.

Рисунок 2: Разогрев с помощью простой функции, которая имеет небольшой радиус изменения для повышения нашей оперативной готовности

Минимизировать зависимость обратно к монолиту

В качестве основополагающего принципа группы доставки должны минимизировать зависимости вновь сформированных микросервисов в монолит.Основное преимущество микросервисы должны иметь быстрый и независимый цикл выпуска. Имея зависимости от монолита - данные, логика, API - связывает сервис к циклу выпуска монолита, запрещая это преимущество. Часто основная мотивация отхода от монолит - это высокая стоимость и медленные темпы изменения заблокированных возможностей в нем, поэтому мы хотим постепенно двигаться в направлении, которое разделяет эти основные возможности за счет удаления зависимостей от монолита.Если команды следуют этому руководству по мере того, как они наращивают возможности в своих собственных вместо этого они находят зависимости в обратном направлении, от монолита до сервисов. Это желаемое направление зависимости, поскольку оно не замедляет снижение темпов изменения новых услуг.

Рассмотрим в розничной онлайн-системе, где "купить" и "рекламные акции" основные возможности. «Покупка» использует «промоакции» в процессе оформления заказа. предлагать клиентам лучшие предложения, на которые они имеют право, учитывая предметы, которые они покупают.Если нам нужно решить какую из этих двух возможностей разделить дальше, я предлагаю начать с разделение сначала "рекламных акций", а затем "покупки". Потому что в этом порядке мы сводим зависимости обратно к монолиту. В этом порядке «покупка» сначала остается заблокированной в монолите с зависимостью от новых Микросервис "промоакции".

Следующие рекомендации предлагают другие способы определения порядка, в котором разработчики разделяют службы. Это означает что они не всегда могут избежать зависимости от монолита.В тех случаях, когда новая служба завершается обратным вызовом монолита, я предлагаю предоставить новый API из монолит, и доступ к API через антикоррупционный уровень в новая услуга по предотвращению утечки концепций монолита. Стремитесь определить API, отражающий четко определенные концепции и структуры предметной области, даже если внутренняя часть монолита реализация могла быть иначе. В этом неудачном случае команды доставки будут несение стоимости и сложности замены монолита, тестирования и выпуск новых услуг вместе с выпуском монолита.

Рисунок 3: Разделение службы, которая не требует предварительной зависимости от монолита и минимизирует изменения к монолиту

Разделение липких способностей в начале

Я предполагаю, что на данный момент командам по доставке удобно создавать микросервисы и готовы атаковать «липкие» проблемы. Однако они могут найти сами ограничены возможностями, которые они могут развязать в следующий раз без зависимости обратно к монолиту.Основная причина этого - часто негерметичная, нечетко определенная возможность внутри монолита как концепцию предметной области, причем многие возможности монолита зависят от Это. Чтобы иметь возможность прогрессировать, разработчикам необходимо определить липкие возможности, разбейте ее на четко определенные концепции предметной области, а затем преобразовать эти концепции предметной области в отдельные службы.

Например, в веб-монолите понятие «(веб) сеанс» один из наиболее распространенных факторов связи.В примере онлайн-торговли сеанс часто является корзиной для многих атрибутов, начиная от пользователя предпочтения по разным границам домена, такие как доставка и платежные предпочтения, к намерениям и взаимодействиям пользователей например, недавно посещенные страницы, выбранные продукты и список желаний. Если только мы занимаемся разделением, деконструкцией и реификацией текущего понятия "Сессия", мы будем бороться, чтобы отделить многие из будущих возможностей поскольку они будут связаны с монолитом через протекающий сеанс концепции.Я также не рекомендую создавать "сеансовую" службу. за пределами монолита, так как это приведет к аналогичному плотному связь, которая в настоящее время существует в процессе монолита, только хуже, вне процесса и по сети.

Разработчики могут постепенно извлекать микросервисы из липкой возможности, одна услуга за раз. Например, сначала выполните рефакторинг «список желаний клиентов» и извлеките это в новую услугу, а затем рефакторинг "платежные предпочтения клиентов" в еще один микросервис и повторяю.

Рис. 4: Определите концепцию наибольшего сцепления и разделить, деконструировать и преобразовать в конкретные доменные службы

Используйте инструменты анализа зависимостей и структурного кода, такие как Structure101 для выявления наиболее возможности связи и ограничивающего фактора в монолите.

Разделение по вертикали и ранний выпуск данных

Основным фактором, обеспечивающим развязку монолита, является иметь возможность выпустить их самостоятельно.Это первое принцип должен руководить каждым решением, которое разработчики принимают относительно того, как выполнять развязка. Монолитная система часто состоит из тесно интегрированных слои или даже несколько систем, которые необходимо выпускать вместе и имеют хрупкие взаимозависимости. Например, в системе онлайн-торговли монолит, состоящий из одного или нескольких клиентов, обращающихся в режиме онлайн приложения для покупок, серверная система, реализующая многие возможности с централизованно интегрированным хранилищем данных для сохранения состояния.

Большинство попыток развязки начинаются с извлечения лица, обращенного к пользователю. компоненты и несколько фасадных сервисов для предоставления удобных для разработчиков API для современных пользовательских интерфейсов, в то время как данные остаются заблокированными в одной схеме и система хранения. Хотя этот подход дает некоторые быстрые результаты, например, изменение пользовательский интерфейс чаще, когда речь идет об основных возможностях, команды доставки могут только двигаться так же быстро, как и самая медленная часть, монолит и его монолитные данные магазин.Проще говоря, без разделения данных архитектура не микросервисы. Хранение всех данных в одном хранилище данных противоречит Децентрализованное управление данными характеристика микросервисов.

Стратегия состоит в том, чтобы расширить возможности вертикально, разделить основные возможности со своими данными и перенаправить весь интерфейс приложения к новым API.

Наличие нескольких приложений, которые пишут и читают из централизованно совместно используемого данные являются основным препятствием для разделения данных вместе со службой.Команды доставки должны включить стратегию миграции данных, которая подходит их среда в зависимости от того, могут ли они перенаправлять и переносить все считывающие / записывающие данные одновременно или нет. Stripe’s четырехэтапная стратегия миграции данных подходит для многих сред которые требуют постепенного переноса приложений, которые интегрируются через базу данных, в то время как все изменяемые системы должны работать непрерывно.

Рисунок 5: Возможность развязки с данными в микросервис, открывающий новый интерфейс, измените и перенаправьте потребители к новому API

Избегайте анти-паттерна только развязки фасадов, только развязки бэкэнд-сервис и никогда не разделять данные.

Разделите то, что важно для бизнеса, и то, что часто меняется

Возможности развязки от монолита затруднены. Я слышал Нил Форд использует аналогию тщательная хирургия органов.В розничном онлайн-приложении извлечение возможность включает в себя тщательное извлечение данных, логики, пользовательские компоненты и перенаправление их на новую службу. Поскольку это нетривиальный объем работы, разработчикам необходимо постоянно оценивать стоимость развязки по сравнению с преимуществами что они получают, например идет быстрее или растет в масштабах. Например, если Задача групп доставки - ускорить внесение изменений в существующие возможности заблокированы в монолите, тогда они должны идентифицировать возможность, которая изменяется самому достать.Разделите части кода, которые постоянно подвергаются меняются и получают много любви от разработчиков и что заставляет их больше всего быстро приносить пользу. Команды доставки могут проанализировать код фиксировать шаблоны, чтобы узнать, что исторически изменилось больше всего, и наложите это на дорожную карту продукта и портфолио, чтобы понять наиболее желаемые возможности, которые будут привлекать внимание в ближайшем будущем. Им нужно поговорить с бизнес-менеджерами и менеджерами по продукту, чтобы понять дифференцирующие способности, которые действительно важны для них.

Например, в розничной онлайн-системе «персонализация клиента» возможность, которая требует множества экспериментов, чтобы обеспечить лучший опыт для клиента и хороший кандидат для развязки. Это способность, которая очень важна для бизнеса, качества обслуживания клиентов, и часто изменяется.

Рисунок 6. Определение и разделение возможностей, которые важнее всего: создает наибольшую ценность для бизнеса и клиентов, в то время как меняется регулярно.

Используйте анализ социального кода такие инструменты, как CodeScene, чтобы найти наиболее живые компоненты. Обязательно отфильтруйте сигнал от шума, если система сборки касается или автоматически генерирует код при каждой фиксации. Наложите часто изменяемый код на план предстоящих изменений продукта и найти пересечение, чтобы разъединить. Возможность разъединения

, а не код

Когда разработчики хотят извлечь службу из существующей системы, они есть два способа сделать это: извлечь код или переписать.

Часто по умолчанию извлечение службы или декомпозиция монолита представленный как случай повторного использования существующей реализации как есть и извлечение в отдельный сервис. Отчасти потому, что у нас есть когнитивная предвзятость в отношении кода, который мы разрабатываем и пишем. Труд строительство, каким бы болезненным ни был процесс или несовершенным результатом, заставить нас полюбить это. Это на самом деле известно как ИКЕА Эффект. К сожалению, эта предвзятость сдерживает усилия по разложению монолита.Это заставляет разработчиков и, что более важно, технических менеджеров игнорировать высокую стоимость и низкую ценность извлечения и повторного использования кода.

В качестве альтернативы группы доставки имеют возможность переписать возможности и отказ от старого кода. Перезапись дает им возможность вернуться к бизнес-возможности, начните разговор с бизнесом, чтобы упростить унаследованный процесс и оспорить старое предположение и ограничения, встроенные в систему с течением времени.Он также обеспечивает возможность обновления технологий, внедрение новой услуги с язык программирования и стек технологий, наиболее подходящий для эта конкретная услуга.

Например, в системе розничной торговли "ценообразование и продвижение" Возможности - это интеллектуально сложный фрагмент кода. Это позволяет динамическая настройка и применение правил ценообразования и продвижения, предоставление скидок и предложений на основе множества параметров, таких как поведение клиентов, лояльность, наборы продуктов и т. д.

Эта возможность, возможно, является хорошим кандидатом для повторного использования и добыча. Напротив, «профиль клиента» - это простой Возможность CRUD который в основном состоит из шаблонного кода для сериализации, обработки хранилище и конфигурацию, следовательно, это хороший кандидат для перезаписи и выходить на пенсию.

По моему опыту, в большинстве сценариев декомпозиции команды Лучше переписать возможность как новую услугу и убрать старую код.Это с учетом высокой стоимости и низкой ценности повторного использования из-за причины, такие как ниже:

  • Существует большое количество шаблонного кода, который имеет дело с зависимости от среды, такие как доступ к конфигурации приложения во время выполнения, доступ к хранилищам данных, кеширование и построение со старыми рамки. Большую часть этого шаблонного кода необходимо переписать. Новый инфраструктура для размещения микросервиса сильно отличается от десятилетий старая среда выполнения приложения и потребует совсем другого типа шаблонный код.
  • Весьма вероятно, что существующие возможности построены не вокруг четкие концепции предметной области. Это приводит к передаче или хранению данных структуры, которые не отражают новые модели предметной области и требуют переживает большую реструктуризацию.
  • Долгоживущий устаревший код, прошедший множество итераций изменение может иметь высокую токсичность кода уровень и низкое значение для повторного использования.

Если возможности не актуальны, согласовать с четкая концепция домена и высокая интеллектуальная собственность, я сильно рекомендую переписать и удалить старый код.

Рисунок 7: Повторное использование и извлечение кода высокого значения с помощью низкая токсичность, перезапись и исключение кода с низким значением с высокой токсичность

Используйте инструменты анализа токсичности кода, такие как CheckStyle для принятия решений переписать против повторного использования.

Go Macro Сначала, затем Micro

Поиск границ домена в унаследованном монолите - это одновременно искусство и наука. Как правило, применение дизайна на основе предметной области методы для поиска ограниченных контекстов определение границ микросервисов - хорошее место для начала.Признаюсь, слишком часто я вижу чрезмерное исправление от большого монолита к действительно небольшие сервисы, действительно маленькие сервисы, дизайн которых вдохновлен и мотивирован существующим нормализованным представлением данных. Такой подход к определению границ обслуживания почти всегда приводит к Кембрийский взрыв большого числа анемичных сервисов для ресурсов CRUD. Для многих новичков в микросервисах архитектуры, это создает среду с высоким трением, которая в конечном итоге не проходит проверку независимого выпуска и выполнения услуг.Это создает распределенную систему, которую трудно отлаживать, распределенную систему это нарушает границы транзакций и, следовательно, трудно сохранять согласованность, система, которая слишком сложна для эксплуатации зрелость организации. Хотя есть некоторые эвристики о том, как "Микро" должно быть микросервисом: размер команды, время переписать сервис, сколько поведения он должен инкапсулировать и т. д. Мой совет что размер зависит от того, сколько услуг обслуживает группа доставки и эксплуатации. может самостоятельно выпустить, контролировать и работать.Начните с более крупных сервисов вокруг логического домена концепции, и разбить сервис на несколько сервисов, когда команды готов к эксплуатации.

Например, в процессе разъединения розничной системы разработчики могут начать с помощью одной услуги "покупка", которая включает в себя как содержание "покупки" сумка », а также возможность покупки сумки для покупок, т. е.« выписка ». Поскольку их способность формировать небольшие команды и выпускать большее количество сервисов растет, тогда они могут отделить «сумку для покупок» от «выписки» на отдельная услуга.

Рисунок 8: Разделение макросервисов вокруг расширенного домена концепции и, когда будут готовы, разбивка услуг на меньшую область концепции

Используйте модель зрелости Ричардсона L3 и гиперссылки, которые позволят в будущем разделить услуги без ущерба для вызывающих абонентов, т.е. вызывающий абонент узнает, как оформить заказ, но не знает заранее.

Переход по ступеням атомной эволюции

Идея исчезновения унаследованного монолита в воздухе путем разъединения превратить его в красиво оформленные микросервисы - это своего рода миф и возможно нежелательно.Любой опытный инженер может поделиться историями о наследии попытки миграции и модернизации, которые были спланированы и инициированы чрезмерный оптимизм в отношении полного завершения, и в лучшем случае от него отказались на хорошем достаточно момента во времени. От долгосрочных планов таких начинаний отказываются из-за изменения условий макроса: у программы заканчиваются деньги, организация сосредотачивается на чем-то другом или на лидерстве в поддержке из него уходит. Так что эта реальность должна быть построена на том, как команды подходят к путь от монолита к микросервисам.Я называю этот подход миграцией в атомарные шаги эволюции архитектуры », где каждый шаг миграция должна приблизить архитектуру к ее целевому состоянию. Каждый единицей эволюции может быть маленький шаг или большой скачок, но она атомарна, либо завершается, либо возвращается. Это особенно важно, поскольку мы применяя итеративный и поэтапный подход к улучшению общего услуги по архитектуре и развязке. Каждое приращение должно оставлять нас в лучшее место с точки зрения архитектурной цели.С использованием эволюционная архитектура метафора фитнес-функции, фитнес-функция архитектуры после каждого атомарный шаг миграции должен дать значение, более близкое к цель архитектуры.

Позвольте мне проиллюстрировать это на примере. Представьте себе цель микросервисной архитектуры - увеличить скорость разработчиков изменение всей системы для обеспечения ценности. Команда решает выделить аутентификацию конечного пользователя в отдельную службу на основе OAuth 2.0 протокол. Эта услуга предназначена для замены того, как существующее (старой архитектуры) клиентское приложение аутентифицирует конец пользователя, а также микросервисы новой архитектуры проверяют конечного пользователя. Назовем это приращение эволюции «введением службы аутентификации». Один из способов представить новую услугу - выполнить следующие действия. первый:

(1) Создайте службу Auth, реализующую протокол OAuth 2.0.

(2) Добавить новый путь аутентификации в серверной части монолита для вызова Сервис аутентификации для аутентификации конечного пользователя, от имени которого он обработка запроса.

Если команда остановится здесь и перейдет к созданию какой-либо другой службы или особенность, они оставляют общую архитектуру в состоянии повышенной энтропия. В этом состоянии есть два способа аутентификации пользователя: новый OAuth 2.0 и путь на основе пароля / сеанса старого клиента. На это указывают на то, что команды на самом деле дальше от их общей цели меняется быстрее. Любой новый разработчик кода монолита должен иметь дело с двумя путями кода, повышенная когнитивная нагрузка понимания кода, и более медленный процесс его изменения и тестирования.

Вместо этого команда может включить следующие шаги в нашу атомарную единицу эволюция:

(3) Заменить старый пароль клиента / аутентификацию на основе сеанса на OAuth 2.0 путь

(4) Удалите старый путь кода аутентификации из монолита

На данный момент мы можем утверждать, что команды подошли ближе к цели архитектура.

Рисунок 9: Развитие архитектуры в сторону микросервисы с атомарными шагами эволюции архитектуры, где после на каждом этапе общая архитектура улучшается к своей цели даже хотя изменения промежуточного кода могут увести его еще дальше от его фитнес-цель

Атомная единица разложения монолита включает:

  • отделить новую услугу
  • Перенаправить всех потребителей на новую услугу
  • Удалите старый путь кода в монолите.

Анти-шаблон: разделите новую услугу, используйте для новых потребителей и никогда не удаляй старых.

Я часто обнаруживаю, что команды завершают миграцию возможностей из монолита и претендовать на победу, как только новая способность будет построена без отказавшись от старого пути кода, анти-шаблон, описанный выше. Главный Причинами этого являются (а) акцент на краткосрочные выгоды от внедрения новые возможности и (б) общее количество усилий, необходимых для выхода на пенсию старые реализации, сталкиваясь с конкурирующими приоритетами построения новые возможности.Чтобы поступать правильно, нужно стремиться к делая атомные шаги как можно меньше.

Переходя на такой подход, мы можем сократить путь до более коротких поездки. Мы можем безопасно остановиться, воскресить и пережить это долгое путешествие, уничтожив монолит.

.

От монолита к микросервисам: как осуществить переход

Переход от монолитной системы к микросервисной архитектуре - это путешествие, которое стоит увидеть, но все мы знаем причины, по которым вы хотите сделать этот шаг. Микросервисы предлагают гибкую масштабируемость, быстрое развертывание и адаптируемость, то, что монолитные системы обычно теряют по мере того, как они вырастают за пределы своих эксплуатационных возможностей.

Но переход к микросервисной архитектуре требует продуманного планирования, а также внимательного рассмотрения ряда факторов, которые мы выделили ниже в этой статье.

Во-первых, сформулируйте план перехода

Разбивка массивных унаследованных приложений на микросервисы - рискованное дело, и, если сделать это неправильно, вы можете пострадать от испорченной репутации, которую будет трудно восстановить.

Наличие плана и дорожной карты, основанных на потребностях вашего бизнеса, является обязательным и должно быть выполнено в первую очередь.

Если вы намерены перейти на микросервисную архитектуру, прекратите строить на основе своего монолита и вместо этого обратитесь к разработке микросервисов для внедрения любых новых функций и возможностей.Это позволит вам начать выводить из эксплуатации все старые и нежелательные функции по мере работы над новыми проектами и поможет вам погасить техническую задолженность.

При планировании архитектуры микросервисов просто имейте в виду, что микросервисы имеют свою собственную независимую экосистему, в которой они имеют свои собственные базы данных и пользовательский интерфейс. Поэтому учитывайте то, как вы собираетесь распределять ресурсы для каждого микросервиса.

Разрушайте монолит постепенно и постепенно

На вашем пути к переходу к микросервисной архитектуре, а это можно сделать на начальном этапе планирования, сначала проанализируйте свою монолитную архитектуру.Определите все ключевые компоненты вашей архитектуры и их межсистемные отношения друг с другом.

В идеале, вы должны сначала нацелить на любые компоненты, которые слабо связаны с унаследованной системой или требуют частых обновлений. И для этого есть веская причина.

По словам Нила Форда, автора книги Building Evolutionary Architectures, извлечение компонентов из монолита включает в себя тщательное извлечение данных, логики и пользовательского интерфейса компонента, а затем их перенаправление в новую службу.Для разработчиков это чертовски много работы, и компоненты, которые вы хотите превратить в микросервисы, должны будут оправдать преимущества микросервисной архитектуры.

Ориентация на эти компоненты снизит нагрузку на ваших инженеров. Кроме того, компоненты, требующие частого обновления, на самом деле выигрывают от превращения в микросервисы, поскольку вы будете развертывать только эту изолированную службу, а не всю систему.

Кроме того, как писал Вивек Джунджа в «Новом стеке», переход на микросервисы предполагает медленную замену функциональных возможностей по отдельности при «минимизации изменений.«Меньше всего вам нужно, чтобы вся ваша система вышла из строя из-за того, что вы с энтузиазмом относились к своему переходу.

Определите соответствующий размер для каждой микросервиса

Широко обсуждаемая тема, которая часто возникает при переходе на микросервисы, - это определение размера каждой отдельной службы. В конце концов, главная цель микросервисов - «не делать из них монолит», как заявила Джунджа.

Принцип единой ответственности, согласно которому каждый микросервис выполняет единственную одностороннюю функцию, является основной движущей силой, когда дело доходит до определения размера микросервисов.Однако следует иметь в виду, действительно ли вообще необходимо иметь микросервис для конкретной функции. Если функция хорошо работает в монолитной архитектуре, то зачем ее ломать.

Использование шлюза API

Поскольку микросервисы работают независимо друг от друга, для обеспечения тех же функций, что и вашей монолитной системы, им необходимо взаимодействовать и интегрироваться друг с другом. Распространенная практика, которая используется, когда часть системы перепроектируется с помощью микросервисов, - это использование связующего кода.

Однако лучшая альтернатива, позволяющая микросервисам взаимодействовать друг с другом, - использовать шлюз API. С помощью шлюза API вы можете комбинировать и интегрировать отдельные микросервисы вместе с помощью вызовов API. Используя эту опцию, вы значительно снижаете стоимость интеграции и при необходимости легко добавляете и удаляете компоненты.

Вы также можете разработать API для своей монолитной системы, чтобы различные микросервисы могли подключать ваш монолит.

Примите культуру DevOps

В микросервисной архитектуре обычной практикой является назначение отдельной команды (или одного инженера) одному микросервису.Но не рекомендуется иметь две разрозненные подмножества команд, управляющих одним микросервисом.

Вот где приходит на помощь DevOps. В DevOps каждый отдельный член команды, назначенный для микросервиса, имеет межфункциональные обязанности, то есть они полностью отвечают за весь жизненный цикл микросервиса, от разработки, развертывания, тестирования до выпуска.

DevOps способствует созданию среды для совместной работы, и ее нельзя изолировать от отдельного микросервиса.Чем больше вы разрушаете свой монолит, тем больше внимания следует уделять обеспечению того, чтобы каждая команда микросервисов открыто общалась и сотрудничала друг с другом.

Помимо DevOps, также важно заложить определенное управление. Одно из преимуществ микросервисной архитектуры состоит в том, что команды могут разрабатывать назначенные им микросервисы, используя базу данных, язык программирования и фреймворк по своему выбору. Однако недостатком здесь является то, что отсутствие стандартизации приведет к созданию нескольких версий и библиотек.Поэтому убедитесь, что вы установили некоторые правила и положения, определяющие, какие инструменты и решения могут использовать ваши группы разработчиков.

Контейнеры с кредитным плечом (сначала для тестирования, затем для всего остального)

Основной проблемой, возникающей при постепенном переходе на микросервисную архитектуру, является тестирование. В ходе перехода и при разработке микросервисов командам потребуется регулярно проводить интеграционное тестирование с монолитной системой. Это сделано для того, чтобы любые операции, охватывающие уже существующую монолитную систему и новые микросервисы, не завершились с ошибкой.

Если вы хотите избежать запуска тестов на работающей монолитной системе, если что-то пойдет не так, лучше запускать тесты на макете вашего монолита. Один из способов добиться этого - поместить всю вашу систему в контейнеры с помощью контейнеров Docker и Kubernetes для оркестрации контейнеров. При этом вы сможете развернуть тестовую инфраструктуру и предоставить своей команде возможность выполнять интеграционные тесты локально, не затрагивая всю систему.

Разбить монолит на микросервисы? Медленная и стабильная победа в гонке

Переход на микросервисную архитектуру не происходит в одночасье.Необходимо учитывать множество факторов, таких как знание того, какие компоненты нужно изолировать, время, необходимое для изоляции компонента, тестирование, наличие шлюза, который позволяет микросервисам взаимодействовать друг с другом, а также принятие совершенно новой культурной философии и мировоззрения. .

Общий переход следует рассматривать как постепенный процесс, это поможет смягчить любые нежелательные сюрпризы.

.

Монолитный образец архитектуры

Контекст

Вы разрабатываете серверное корпоративное приложение. Он должен поддерживать множество различных клиентов, включая настольные браузеры, мобильные браузеры и собственные мобильные приложения. Приложение также может предоставлять API для использования третьими сторонами. Он также может интегрироваться с другими приложениями через веб-службы или брокера сообщений. Приложение обрабатывает запросы (HTTP-запросы и сообщения), выполняя бизнес-логику; доступ к базе данных; обмен сообщениями с другими системами; и возврат ответа HTML / JSON / XML.Есть логические компоненты, соответствующие различным функциональным областям приложения.

Задача

Какова архитектура развертывания приложения?

Силы

  • Над приложением работает команда разработчиков
  • Новые члены команды должны быстро стать продуктивными
  • Приложение должно быть простым для понимания и модификации
  • Вы хотите потренироваться в непрерывном развертывании приложения
  • Необходимо запустить несколько экземпляров приложения на нескольких машинах, чтобы удовлетворить требованиям масштабируемости и доступности.
  • Вы хотите использовать преимущества новейших технологий (фреймворки, языки программирования и т. Д.)

Решение

Создайте приложение с монолитной архитектурой.Например:

  • один файл WAR Java.
  • единая иерархия каталогов Rails или код NodeJS

Пример

Предположим, вы создаете приложение для электронной коммерции, которое принимает заказы от клиентов, проверяет запасы и доступный кредит и отправляет их. Приложение состоит из нескольких компонентов, включая StoreFrontUI, который реализует пользовательский интерфейс, а также некоторые серверные службы для проверки кредита, ведение запасов и заказов на отгрузку.

Приложение развертывается как единое монолитное приложение. Например, веб-приложение Java состоит из одного файла WAR, который выполняется в веб-контейнере, таком как Tomcat. Приложение Rails состоит из единой иерархии каталогов, развернутой с использованием, например, Phusion Passenger на Apache / Nginx или JRuby на Tomcat. Вы можете запустить несколько экземпляров приложения за балансировщиком нагрузки для масштабирования и повышения доступности.

Результирующий контекст

Это решение имеет ряд преимуществ:

  • Простота разработки - цель текущих средств разработки и IDE - поддержка разработки монолитных приложений
  • Простота развертывания - вам просто нужно развернуть файл WAR (или иерархию каталогов) в соответствующей среде выполнения
  • Простота масштабирования - вы можете масштабировать приложение, запустив несколько копий приложения за балансировщиком нагрузки.

Однако, как только приложение становится большим, а группа растет в размерах, этот подход имеет ряд недостатков, которые становятся все более значительными:

  • Большая монолитная база кода пугает разработчиков, особенно новичков в команде.Приложение может быть сложно понять и изменить. В результате развитие обычно замедляется. Кроме того, поскольку нет жестких границ модуля, модульность со временем нарушается. Более того, поскольку бывает трудно понять, как правильно реализовать изменение, качество кода со временем снижается. Это нисходящая спираль.

  • Перегруженная IDE - чем больше кодовая база, тем медленнее IDE и менее продуктивны разработчики.

  • Перегруженный веб-контейнер - чем больше приложение, тем больше времени требуется для запуска.Это оказало огромное влияние на продуктивность разработчиков из-за потери времени на ожидание запуска контейнера. Это также влияет на развертывание.

  • Непрерывное развертывание затруднено - большое монолитное приложение также является препятствием для частого развертывания. Чтобы обновить один компонент, вам необходимо повторно развернуть все приложение. Это приведет к прерыванию фоновых задач (например, заданий Quartz в приложении Java), независимо от того, затронуты ли они изменением, и, возможно, вызовет проблемы.Также существует вероятность того, что компоненты, которые не были обновлены, не запустятся правильно. В результате увеличивается риск, связанный с повторным развертыванием, что препятствует частым обновлениям. Это особенно проблема для разработчиков пользовательского интерфейса, поскольку им обычно требуется быстрое выполнение итераций и частое повторное развертывание.

  • Масштабирование приложения может быть затруднено - монолитная архитектура заключается в том, что оно может масштабироваться только в одном измерении. С одной стороны, он может масштабироваться с увеличением объема транзакций за счет запуска большего количества копий приложения.Некоторые облака могут даже динамически регулировать количество экземпляров в зависимости от нагрузки. Но с другой стороны, эта архитектура не может масштабироваться с увеличением объема данных. Каждая копия экземпляра приложения будет обращаться ко всем данным, что снижает эффективность кэширования и увеличивает потребление памяти и трафик ввода-вывода. Кроме того, разные компоненты приложения имеют разные требования к ресурсам: один может потреблять ресурсы ЦП, а другой - памяти. При монолитной архитектуре мы не можем масштабировать каждый компонент независимо

  • Препятствие на пути к масштабированию разработки. Монолитное приложение также является препятствием для масштабирования разработки.Как только приложение достигнет определенного размера, его полезно разделить на группы разработчиков, которые сосредоточены на определенных функциональных областях. Например, нам может понадобиться команда пользовательского интерфейса, команда бухгалтеров, команда инвентаризации и т. Д. Проблема с монолитным приложением в том, что оно не позволяет командам работать независимо. Команды должны координировать свои усилия по развитию и перераспределению. Команде гораздо труднее вносить изменения и обновлять продукцию.

  • Требует долгосрочной приверженности стеку технологий - монолитная архитектура вынуждает вас сочетаться со стеком технологий (а в некоторых случаях и с определенной версией этой технологии) вы выбрали в начале разработки.В случае монолитного приложения может быть сложно постепенно внедрять новую технологию. Например, представьте, что вы выбрали JVM. У вас есть несколько вариантов языка, поскольку помимо Java вы можете использовать другие языки JVM, которые хорошо взаимодействуют с Java, такие как Groovy и Scala. Но компонентам, написанным на языках, отличных от JVM, нет места в вашей монолитной архитектуре. Кроме того, если ваше приложение использует платформу, которая впоследствии устаревает, может быть сложно постепенно переносить приложение на более новую и лучшую платформу.Возможно, что для перехода на новую платформу платформы вам придется переписать все приложение, что является рискованным мероприятием.

Архитектура микросервисов - это альтернативный шаблон, который устраняет ограничения монолитной архитектуры.

Известные применения

Известные интернет-сервисы, такие как Netflix, Amazon.com и eBay, изначально имели монолитную архитектуру. Большинство веб-приложений, разработанных автором, имели монолитную архитектуру.

Варианты

.

Модульный монолит: грунтовка - Камил Гржибек

Этот пост является частью серии статей об архитектуре Modular Monolith:
1. Modular Monolith: A Primer (this)
2. Modular Monolith: Architectural Drivers
3. Modular Monolith: Architecture Enforcement
4. Modular Monolith: Integration Styles

Введение

Прошло много лет с момента роста популярности микросервисной архитектуры, и она по-прежнему остается одной из основных тем, обсуждаемых в контексте системной архитектуры.Популярность облачных решений, контейнеризации и продвинутых инструментов, поддерживающих разработку и обслуживание распределенных систем (таких как Kubernetes), еще больше способствует этому явлению.

Наблюдая за тем, что происходит в сообществе, компаниях и во время разговоров с программистами, можно сделать вывод, что большинство новых проектов реализовано с использованием микросервисной архитектуры. Более того, некоторые устаревшие системы также движутся к этому подходу.

Хорошо, тема поста - Modular Monolith, и я остановился на микросервисах, вопрос - почему? А именно потому, что я считаю, что как ИТ-индустрия мы сделали ложный старт, приняв такую ​​архитектуру микросервисов.Вместо , сосредоточенного на архитектурных драйверах , мы полагали, что микросервисы - это лекарство от всего зла, которое присутствует в монолитных приложениях. Если вы участвовали в разработке системы, состоящей из более чем одной единицы развертывания, вы уже знаете, что это не так. У каждой архитектуры есть свои плюсы и минусы. - микросервисы не исключение. Они решают одни проблемы, создавая взамен другие.

Этой записью я хотел бы начать серию статей об архитектуре Modular Monolith.Я делаю это по нескольким причинам.

Прежде всего, я хотел бы опровергнуть миф о том, что в монолитной архитектуре нельзя сделать высококлассную систему. Во-вторых, хотелось бы развеять сомнения по поводу определения этой архитектуры и ее внешнего вида - многие по-разному трактуют ее. В-третьих, я рассматриваю эту серию сообщений как расширение и дополнение к моей реализации Modular Monolith с архитектурой DDD, которой я поделился несколько месяцев назад на GitHub и которая была очень хорошо принята (1к звезд через месяц после публикации).

В этом вводном посте я сосредоточусь на определении архитектуры модульного монолита.

Что такое модульный монолит?

Я всегда стараюсь быть точным, когда говорю или пишу о технических и деловых вопросах, особенно когда речь идет об архитектуре. Я считаю, что очень важно четкое и связное сообщение. Вот почему я хотел бы четко определить, что для меня значит архитектура Модульного Монолита и как я ее воспринимаю.

Давайте начнем с более простой концепции, что такое Монолит?

Монолит

Википедия описывает «монолитную архитектуру» с точки зрения строительства зданий, а не информатики, следующим образом:

Монолитная архитектура описывает здания, которые вырезаны, отлиты или выкопаны из цельного куска материала, исторически сложившегося из камня.

С точки зрения информатики, сборка - это система, а материал - это наш исполняемый код. Итак, в монолитной архитектуре наша система состоит ровно из одного фрагмента исполняемого кода и ничего более.

Давайте посмотрим на два технических определения: первое о системе Monolith:

Программная система называется «монолитной», если она имеет монолитную архитектуру, в которой функционально различимые аспекты (например, ввод и вывод данных, обработка данных, обработка ошибок и пользовательский интерфейс) все переплетаются, а не содержат архитектурно отдельные составные части.

Второй о монолитной архитектуре:

Монолитная архитектура - это традиционная унифицированная модель для разработки программного обеспечения. Монолитный в этом контексте означает, что все цельное. Монолитное программное обеспечение разработано как автономное; компоненты программы взаимосвязаны и взаимозависимы, а не слабо связаны, как в случае с модульными программами

Эти 2 определения выше (один из первых результатов в Google) имеют 2 общих предположения.

Во-первых, они определяют, что эта архитектура предполагает, что все части системы образуют одну единицу развертывания - я согласен с этим.

Второе общее предположение этих определений состоит в том, что они предполагают отсутствие модульности в такой архитектуре, и я определенно не согласен с этим. Фразы «переплетаются, а не содержат архитектурно отдельные компоненты» и «компоненты программы взаимосвязаны и взаимозависимы, а не слабо связаны» очень негативно характеризуют эту архитектуру, предполагая, что в них все перемешано.Это может быть так, но не обязательно должно быть . Это не высший атрибут Монолита.

Подводя итог, можно сказать, что Monolith - это не что иное, как система , в которой есть ровно один модуль развертывания . Ни меньше, ни больше.

Модульность

Я определил, что означает Monolith, давайте перейдем ко второму аспекту: модульности.

Что означает, что что-то является модульным, согласно словарю английского языка?

Состоит из отдельных частей , которые при объединении образуют единое целое / состоят из набора отдельных частей, которые можно соединить вместе для образования более крупного объекта

и сама модуляризация:

Разработка или производство чего-либо в отдельных частях

Поскольку это общее определение, его недостаточно для мира программирования.Давайте воспользуемся более конкретным техническим вопросом о модульном программировании:

Модульное программирование - это метод проектирования программного обеспечения, который подчеркивает разделение функциональных возможностей программы на независимых, взаимозаменяемых модулей , так что каждый содержит все необходимое для выполнения только одного аспекта желаемой функциональности . Интерфейс модуля выражает элементы, которые предоставляются и требуются модулю. Элементы, определенные в интерфейсе, обнаруживаются другими модулями.Реализация содержит рабочий код, соответствующий элементам, объявленным в интерфейсе.

Здесь было поднято несколько важных вопросов. Чтобы иметь модульную архитектуру, у вас должны быть модули и эти модули:

  • a) должны быть независимыми и взаимозаменяемыми и
  • б) должен иметь все необходимое для обеспечения желаемой функциональности и
  • c) должен иметь определенный интерфейс

Давайте посмотрим, что означают эти предположения.

Модуль должен быть независимым и взаимозаменяемым

Чтобы модуль соответствовал этим предположениям, как следует из названия, он должен быть независимым. Конечно, он не может быть полностью независимым, потому что тогда это означает, что он не интегрируется с другими модулями. Модуль всегда будет от чего-то зависеть, но зависимости должны быть сведены к минимуму. По принципу: свободное сцепление, сильное сцепление.

На диаграмме ниже слева у нас есть модуль, который имеет много зависимостей, и вы определенно не можете сказать, что он независимый.С другой стороны, справа ситуация обратная - модуль содержит минимум зависимостей и они более рыхлые, наконец, более независимый:

Независимость модуля

Однако количество зависимостей - лишь один из показателей того, насколько хорошо наш модуль независим. Второй показатель - насколько сильна зависимость. Другими словами, вызываем ли мы это очень часто, используя несколько методов или иногда используя один или несколько методов?

Сильная / Слабая зависимость

В первом случае возможно, что мы неправильно определили границы наших модулей, и мы должны объединить оба модуля, если они тесно связаны :

Объединенные модули

Последний атрибут, влияющий на независимость модуля, - это частота изменений модулей, от которой зависит .Как несложно догадаться - чем реже они меняются, тем больше модуль независим. С другой стороны, если изменения происходят часто - мы должны часто менять наш модуль, и он теряет свою независимость:

Стабильность модуля

Подводя итог, можно сказать, что независимость модуля определяется тремя основными факторами:

  • количество зависимостей
  • сила зависимостей
  • стабильность модулей, от которых зависит модуль
Модуль должен иметь все необходимое для обеспечения желаемой функциональности

Модуль - это очень перегруженное слово, которое можно использовать во многих контекстах с разными значениями.Обычно логические уровни называются модулями, например Модуль GUI, модуль логики приложения, модуль доступа к базе данных. Да, в этом контексте это тоже модули, но они обеспечивают техническую, а не бизнес-функциональность .

Если рассматривать модуль в техническом контексте, только технические изменения вызывают изменение только одного модуля:

Технические модули и технические изменения

Добавление или изменение бизнес-функций обычно происходит на всех уровнях , вызывая изменения в каждом техническом модуле :

Технические модули - новые / изменение бизнес-функции

Вопрос, который мы должны задать себе: чаще ли мы вносим изменения, связанные с технической частью нашей системы или изменениями в бизнес-функциях? На мой взгляд - однозначно чаще второе.Мы редко обмениваемся уровнем доступа к базе данных, библиотекой журналов или графическим интерфейсом. По этой причине модуль в модульном монолите является бизнес-модулем, который может полностью предоставлять набор желаемых функций . Этот вид дизайна называется «Вертикальные срезы» , и мы группируем эти срезы в модуле:

Бизнес-модули и вертикальные срезы

Таким образом, частые изменения влияют только на один модуль - он становится более независимым, автономным и может сам обеспечивать функциональность.

Модуль должен иметь определенный интерфейс

Последний атрибут модульности - это четко определенный интерфейс . Мы не можем говорить о модульной архитектуре, если у наших модулей нет Контракта:

Модули без контракта (интерфейс)

Контракт - это то, что мы делаем доступным извне, поэтому это очень важно. Это «точка входа» в наш модуль. Хороший контракт должен быть недвусмысленным и содержать только то, что нужно клиентам данного контракта. Мы должны поддерживать его стабильность (чтобы не нарушать работу наших клиентов) и скрывать за ним все остальное (инкапсуляция):

Модули с контрактом

Как вы можете видеть на диаграмме выше, контракт нашего модуля может иметь разные формы.Иногда это своего рода фасад для синхронных вызовов (например, общедоступный метод или служба REST), иногда это может быть опубликованное событие для асинхронной связи. В любом случае все, что мы разделяем за пределами , становится публичным API модуля . Следовательно, инкапсуляция является неотъемлемым элементом модульности .

Сводка

1. Монолит - это система, имеющая ровно одну единицу развертывания.
2. Монолитная архитектура не означает, что система плохо спроектирована, не модульная или плохая.Это ничего не говорит о качестве.
3. Модульная архитектура Monolith - это явное название системы Monolith, разработанной по модульному принципу.
4. Для достижения высокого уровня модульности каждый модуль должен быть независимым, иметь все необходимое для обеспечения желаемой функциональности (разделение по сферам деятельности), инкапсулированный и иметь четко определенный интерфейс / контракт.

В следующем посте я расскажу о плюсах и минусах архитектуры Modular Monolith, сравнив ее с микросервисами.

Дополнительные ресурсы

1. Видео о модульных монолитах - Саймон Браун
2. Модульные монлиты Majestic - Аксель Фонтейн
3. Модульное программирование - Википедия
4. Монолитное приложение - Википедия
5. Модульный монолит с DDD - репозиторий GitHub
6. Архитектура вертикальных срезов - Джимми Богард

Похожие сообщения

1. GRASP - Объяснение шаблонов программного обеспечения для распределения общей ответственности
2. Атрибуты модели чистого домена
3. Инкапсуляция модели домена и PI с Entity Framework 2.2
4. Простая реализация CQRS с необработанным SQL и DDD

Изображение предоставлено: Magnasoma

.

Монолит

Monolith - это простой инструмент, который берет два произвольных двоичных файла (называемых файлом Basis и файлом Element ) и «смешивает» их вместе для создания двоичного файла Mono (с расширением .mono ). Monolith также может реконструировать файл Element из файла Basis и файла Mono.

В большинстве случаев результирующий файл Mono не будет статистически связан ни с одним файлом. Если вы сравните файл Mono с файлом элемента, файл Mono не будет содержать никакой информации, представленной в файле элемента.Другими словами, файл Mono сам по себе ничего не сообщает вам о данных в файле Element. Только в сочетании с файлом Basis файл Mono предоставит информацию о файле Element.

Monolith можно использовать для изучения границ цифрового авторского права, и остальная часть этого веб-сайта посвящена такому исследованию. Основные вопросы: что происходит, когда мы используем Monolith для изменения файлов, защищенных авторским правом? Каков статус авторских прав полученного файла .mono? Эти вопросы подробно рассматриваются ниже.

Примечание:
Монолит разрабатывался на шутку. Это философский эксперимент, любопытство и, возможно, даже заумная схема. В любом случае, Monolith предназначен для разжигания споров: безупречная безупречная система не особо вызовет споры, не так ли? Монолит комфортно существует в мире логической гимнастики. Реальный мир авторского права не работает логически. Таким образом, небольшое предупреждение: если вы применяете Monolith в реальном мире, ваш законный пробег может отличаться.

Загрузки

Вы можете использовать Monolith с любым файлом Basis, который вам нужен. Однако стандартная практика диктует использование определенного файла Basis, Monolith_7D4.wav , при создании файлов Mono. Этот конкретный файл WAV был создан мной (Джейсон Рорер) и защищен авторскими правами, и я поместил этот файл в общественное достояние для бесплатного и неограниченного распространения. Следуя этому стандарту, вы можете гарантировать, что другие могут легко взаимодействовать с вашими файлами Mono.После загрузки базового файла поместите его в папку base , находящуюся в вашей установке Monolith. Загрузите Monolith_7D4.wav здесь.
Вы можете скачать приложение Monolith для следующих платформ: Версия 0.2 выпущена 6 мая 2011 г. (журнал изменений) Monolith - бесплатное программное обеспечение (выпущено под лицензией GNU GPL)

Авторские права ==>?

Все становится интересно, когда вы применяете Monolith к файлам, защищенным авторским правом. Например, при замене двух файлов, защищенных авторским правом, создается совершенно новый файл, который в большинстве случаев не содержит информации ни из одного файла.Другими словами, результирующий Mono-файл не «принадлежит» первоначальным правообладателям (если он вообще принадлежит, то он будет принадлежать человеку, который внес изменения). Учитывая, что файл Mono может быть объединен с любым из исходных файлов, защищенных авторским правом, для восстановления другого файла, защищенного авторским правом, в такое отсутствие прав собственности на Mono может показаться трудно поверить.

Рассмотрим простой факт: для данного файла Element и любого другого файла такой же длины (назовем его fileA ) можно выбрать файл Basis, который при изменении с элементом Element будет создавать fileA в качестве результирующего Mono. файл.Следовательно, если правообладатель утверждает, что он владеет информацией во всех файлах Mono, которые были изменены из его работы, он также заявляет об авторских правах на всех возможных двоичных файлов , которые имеют ту же длину, что и ее работа. Например, предположим, что fileA - это MP3 песни Beatles, а файл Element - MP3 песни Бритни Спирс, авторские права на которую принадлежат Jive Records. Можно найти файл Basis, который при изменении песни Spears создаст песню Beatles как файл Mono.Jive Records, безусловно, не может претендовать на авторские права на песню Beatles (авторские права на которую принадлежат Apple Records), а также не могут претендовать на авторские права на любые другие файлы Mono, преобразованные из MP3-файлов их песен.

Что это значит? Это означает, что файлы Mono могут свободно распространяться.

И что? Монофайлы бесполезны без соответствующих файлов Basis, верно? И файлы Basis тоже защищены авторским правом, поэтому их нельзя свободно распространять, верно? Есть еще один поворот в этой идее.Что происходит, когда мы используем файлы Basis, которые распространяются бесплатно? Например, мы могли бы использовать файл Basis, который находится в общественном достоянии или который лицензирован для бесплатного распространения. Теперь мы куда-то идем.

Ни одно из вышеупомянутых свойств файлов Mono не меняется, когда мы используем свободно распространяемые файлы Basis, поскольку те же аргументы остаются в силе. Авторские права на файлы Mono по-прежнему не распространяются на людей, владеющих авторскими правами на соответствующие файлы Element. Теперь мы можем свободно распространять файлы Mono и файлы Basis.

Интересно? На самом деле, нет. Но то, что вы можете сделать с этими файлами, в уединении вашего собственного дома, может быть интересно, в зависимости от ваших склонностей. Например, вы можете использовать файлы Mono и Basis для восстановления файлов Element.

Принесите ленту домой

Интернет, несмотря на все интеллектуальные свободы, которые он нам даровал, имел странный побочный эффект: он перенес конфликт «авторское право против записи на домашнюю пленку» в публичную сферу. Домашнее тейпирование было частной проблемой, поскольку само действие (тейпирование) происходило в уединении дома.Существовали законы, запрещающие запись на домашнюю пленку, но они не имели законной силы. Владельцы авторских прав добились того, что налоги на «чистые носители» были отменены, и в противном случае они отказались от своего крестового похода, чтобы остановить домашнюю запись. Однако с появлением Интернета домашняя съемка стала достоянием общественности, и законы, запрещающие такую ​​съемку, внезапно вступили в силу. Теперь у нас королевский беспорядок: публика, увлекающаяся съемкой домашнего кинотеатра, ругается с правообладателями, которые пытаются обеспечить соблюдение законов, которые никогда ранее не применялись.

Monolith переносит Home Taping обратно в частную сферу. Существуют законы, запрещающие объединение файла Basis с файлом Mono для создания файла Element, защищенного авторским правом, но поскольку такое объединение происходит в частном порядке, эти законы не имеют юридической силы.

Чтобы лучше всего объяснить логику, лежащую в основе Monolith, нам необходимо исследовать странные свойства цифровой информации.

Цифровая информация - это Странно

Как такая простая вещь может быть названа «странной»? У нас есть стандартное для начальной школы объяснение цифровых технологий: «все - единицы и нули." Ничего странного в этом нет. Странности возникают, когда вы пытаетесь представить аналоговые (другими словами, «физические» или «нецифровые») объекты в цифровом виде.

Объекты, защищенные авторским правом, по своей сути аналоговые. Музыка, живопись, скульптура, письмо - все это должно быть представлено в физическом мире, чтобы его могла воспринять человеческая аудитория. Даже носители, которые всегда создаются и представляются в цифровом виде, такие как цифровая фотография, должны быть переведены в физическую сферу (например, в световой дисплей на ЖК-мониторе) для использования.Биты («единицы и нули»), используемые в представлении, ничего не значат для нас сами по себе - мы не можем испытать или иным образом их потребить.

Биты полностью предназначены для представления, а не для представления. Цифровая фотография, представленная в виде файла JPEG, может быть представлена ​​разными способами - на мониторе, на конверте со струйным принтером, на фотобумаге, на стене здания с проектором - возможности бесконечны. Кроме того, одна и та же цифровая фотография может быть представлена ​​во многих различных форматах файлов (JPEG, PNG, TIFF и т. Д.). Каждый из этих форматов может использовать свое собственное уникальное представление фотографии на битовом уровне, хотя представление (например, цвет каждого пикселя монитора) может быть идентичным. Другими словами, для представления одной и той же фотографии можно использовать множество различных последовательностей битов. Фактически, если мы посчитаем все возможных форматов, включая те, которые не были (и, возможно, никогда не будут) изобретены, бесконечное количество различных последовательностей битов может быть использовано для представления той же фотографии. Мы даже не коснулись влияния различных разрешений и настроек качества: есть тысячи способов представить один и тот же фотографический контент в виде битовой последовательности JPEG.

Но не могли бы мы сделать то же самое об аналоговых представлениях? Например, существуют, возможно, сотни аналоговых аудиоформатов: записи 45 об / мин, записи 78 об / мин, ленты с катушкой на катушку (различной ширины и скорости), 8-трековые и кассетные ленты. Мы, конечно, можем представить бесконечное количество возможных аналоговых аудиоформатов. Чем это пространство возможностей отличается от пространства, связанного с цифровым кодированием? Для настоящих аналоговых форматов разница заключается в форме представления.Аналоговые форматы представляют одно физическое свойство непосредственно с использованием другого физического свойства. Например, интенсивность звуковой волны представлена ​​глубиной канавки на пластинке. В качестве другого примера, интенсивность звуковой волны представлена ​​непосредственно силой магнитного поля на аналоговой ленте. Хотя аналоговые форматы представляют собой контент (канавка записи, конечно, не то же самое, что звуковая волна), они не являются кодированием контента, поскольку для раскрытия представляемого контента не требуется никакого «декодирования».Например, если вы протащите швейную иглу через канавку для записи, вы можете услышать слабое воспроизведение звука, и эту конкретную операцию нельзя описать как декодирование. Истинные аналоговые представления изоморфны контенту, который они представляют (другими словами, они имеют ту же структуру, что и контент). С другой стороны, цифровые кодировки обычно не изоморфны контенту, который они представляют, особенно при изучении на двоичном уровне.

Если взглянуть на проблему под несколько другим углом, мы увидим, что оцифровка включает представление чего-то бесконечно детализированного (изображения) в формате, который по своей природе конечен (последовательность битов).Таким образом, оцифровка - это процесс решения, что оставить, а что выбросить. Конечно, в этом процессе необходимо отбросить бесконечное количество информации, и очевидно, что существует бесконечное количество способов сделать это.

Дело в том, что в цифровой сфере контент защищен авторским правом, в то время как двоичное представление определенно не защищено, учитывая, что существует бесконечное количество представлений для одного и того же фрагмента контента. Этот момент хорошо продемонстрирован в сфере цифровой музыки.Владельцы авторских прав записывают физический акт (перещипывание гитарных струн, вибрирующие голосовые связки и т. Д.) И, в конечном итоге, представляют его в цифровом виде (в виде трека на компакт-диске). В большинстве случаев правообладатели никогда не переводят свой контент в другие форматы, такие как файлы MP3 или OGG - эти переводы обычно выполняются «неавторизованными» третьими сторонами с целью обмена контентом в Интернете. Существует множество различных настроек и алгоритмов, которые можно использовать для создания файла MP3, и каждый из них дает уникальную последовательность битов.Правообладатели сами не создают никаких из этих битовых последовательностей, поэтому последовательности нельзя по праву называть частью их работы. Контент, в данном случае музыка, защищен авторским правом.

Итак, почему это странно? Потому что Интернет нельзя использовать для обмена контентом; он может только обмениваться битовыми последовательностями. Когда люди загружают MP3-файл через Интернет, они загружают битовую последовательность, одно из бесконечного числа возможных цифровых представлений для определенного фрагмента контента.Только когда это представление отображается или декодируется и воспроизводится через динамики, появляется сам контент. Таким образом, действие , воспроизводящее MP3 с нелицензионной песней, фактически является незаконным в соответствии с искренним толкованием закона об авторском праве. Загрузка или иной обмен битовой последовательностью определенно не может быть незаконной, если только правообладатели не готовы предъявить претензии на бесконечное количество различных битовых последовательностей для каждой песни, защищенной авторским правом.

Людей подали в суд за распространение файлов в формате MP3, защищенных авторским правом, и это даже не противозаконно, да? Это было бы довольно странно, если бы это было правдой, но в это все еще трудно поверить, поэтому я подойду к проблеме с другой стороны.

Цифровой контент - Finite

Извини, Бритни, но я задираю тебя. В конце концов, какой это был бы трактат об авторском праве в цифровом формате без примера, основанного на треке Бритни Спирс? Рассмотрим песню «Toxic», которая была выпущена на альбоме Спирс «In the Zone» в 2003 году на Jive Records (член RIAA).Эта песня, несомненно, много раз переводилась с формата CD в формат MP3. Для всех различных настроек качества MP3 и используемых кодировщиков, вероятно, существуют сотни различных битовых последовательностей, используемых для представления «токсичных» в одноранговых (p2p) сетях. Ни одна из этих битовых последовательностей не была создана людьми, обладающими авторскими правами на саму песню (Jive Records), и существует (как утверждалось ранее) бесконечное количество других битовых последовательностей, которые могли бы использовать для представления песни "Toxic"."

У меня здесь конкретное представление MP3, определенная последовательность битов, хранящаяся в файле с именем" britney_spears _-_xic.mp3 ". Если мы считаем, что все возможные битовые представления "Toxic" на самом деле защищены авторским правом Jive Records (другими словами, если Jive Records владеет авторскими правами на эту конкретную кодировку MP3), то подпоследовательности битов из этих представлений также должны быть защищены авторским правом. (точно так же, как параграф книги защищен авторским правом того же человека, который владеет авторскими правами на всю книгу).Вот конкретная последовательность битов, которая встречается в моем MP3-файле:


Очевидно, поскольку этот конкретный бит встречается почти в каждом другом двоичном файле, я не нарушал закон, "распространяя" его. В этом единственном бите нет ничего особенного, и он определенно не принадлежит Jive Records. Сколько битов я должен разгласить, прежде чем нарушу закон? Как насчет 10 бит? Прыгнув в середину файла на 1 087 320 бит, мы увидим следующую последовательность:
Эта последовательность битов для нас совершенно бессмысленна - она ​​определенно не похожа ни на одну из частей песни "Toxic." Фактически, эта конкретная последовательность встречается в файле MP3 более 60 раз. Несомненно, это также встречается почти в каждом другом MP3-файле: нет ничего особенного в последовательности из 10 бит. Как насчет 24 бита? Прыгая в середину файла на 21 442 264 бита, мы видим следующую последовательность:
0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1

Эта 24-битная последовательность встречается в файле MP3 только один раз, поэтому она может показаться хорошим кандидатом для последовательности, уникальной для моего «токсичного» файла MP3 и, следовательно, защищенной авторским правом Jive Records (если так, то я только что нарушил закон, разглашая эти биты).Конечно, в сыром виде эти фрагменты кажутся нам бессмысленными, и они определенно не похожи ни на одну часть песни "Toxic". На самом деле последовательность вовсе не уникальна, поскольку она встречается в текстовой кодировке ASCII Библии. Например, последовательность появляется в файле genesis.txt, если мы переместимся в середину файла всего на 968 бит. Вот 72-битный контекст из Библии, который содержит нашу 24-битную последовательность (наша последовательность выделена жирным шрифтом):
0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1
0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1

Мы можем преобразовать эту двоичную последовательность в текст ASCII, добавив еще несколько символов для контекста (наша 24-битная последовательность выделена жирным шрифтом): И земля была без формы и пустота
Да, 24-битная последовательность, взятая из "токсичного" файла MP3, на самом деле является словом "было", когда она интерпретируется как текст ASCII.Конечно, когда он интерпретируется как часть файла MP3, он имеет другое значение, возможно, громкость определенной звуковой частоты в определенный момент песни. Опять же, в самих битах нет ничего уникального - только когда они интерпретируются определенным образом, они действительно становятся содержанием. В одной интерпретации отрывки являются частью песни "Toxic", защищенной авторским правом, а в другой интерпретации они являются частью Библии, которая находится в общественном достоянии.

Поскольку цифровые представления контента по своей природе конечны (каждое представление состоит из конечного числа битов), примеры такого рода могут быть расширены для охвата целых файлов.Кодировка "Toxic" в формате MP3 содержит всего 38 804 992 бит. Хотя существует огромное количество возможных двоичных файлов с таким количеством битов, их конечное число. Существует бесконечное количество вообразимых форматов двоичных файлов и, следовательно, бесконечное количество возможных интерпретаций для этих 38 миллионов бит. При одной интерпретации эти биты представляют песню, но при другой интерпретации они могут представлять текст или изображение.

Все это звучит великолепно в теории, но на практике мы используем эти 38 миллионов бит для представления песни, и если мы попытаемся интерпретировать эти биты, используя другой существующий формат файла (например, если мы представим, что биты являются JPEG file), в результате мы точно не получим ничего, кроме искаженного содержимого.Дело в том, что сам контент, защищенный авторским правом, заключается только в интерпретации битов. Сами биты бессмысленны для нас и не защищены авторским правом.

Итак, вернемся к интересному вопросу: сколько битов я должен разглашать, прежде чем нарушу закон? Вот 240 бит, взятых из 80 000 бит в файл MP3:

1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1
1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1
0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1
1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0
0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0
1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0
0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1
0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1
1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0

Я разгласил здесь довольно много битов, и было бы разумно предположить, что эта последовательность уникальна для файла MP3 для "Toxic" - эта последовательность вряд ли встретится в любом другом файле, MP3 или нет.Я нарушил закон? Распространял ли я битовую последовательность, авторские права на которую принадлежат Jive Records?

Вы должны быть особенными, чтобы слышать, как поет Бритни, когда вы смотрите на эти фрагменты, поскольку без интерпретации они просто кусочки. Эта последовательность - лишь одна из конечного числа возможных 240-битных последовательностей, и в этом нет ничего особенного. Поскольку Jive Records не создавали эту конкретную последовательность (напомним, что, хотя они создали песню, кто-то другой создал битовую последовательность MP3), они определенно не обладают авторскими правами на нее, поэтому я не нарушал закон.

Вы все еще не уверены? Даже если голос Бритни не прыгает на вас, вы можете утверждать, что я дал вам достаточно информации, с помощью которой вы могли бы восстановить голос Бритни, если бы захотели. Но через сколько обручей вам придется перепрыгнуть, чтобы провести эту реконструкцию? Вам придется вырезать биты из моего HTML-макета, упаковать их в двоичный файл, уместить их в правильно отформатированный файл MP3 и, наконец, воспроизвести файл через динамики - все это работает, только чтобы слышать щебетание звука (240 бит не кодируют очень много аудиоданных).

В качестве другого примера я мог бы стоять на углу улицы и читать:

«Вот отрывок из песни Бритни Спирс:« один, один, один, один, один, один… »»
, и вы могли стоять там с карандашом и бумагой, записывая единицы и нули. Затем вы можете спешить домой, упаковать фрагменты в файл MP3 и воспроизвести их через динамики. Но кто нарушит закон, я или ты?

Я бы просто произнес последовательность нулей и единиц, которые на первый взгляд бессмысленны. Вы будете тем, кто приложит усилия, необходимые для преобразования этих битов в аудиоконтент, воспроизводимый через ваши динамики.«Нелицензионная копия» песни «Toxic» будет существовать только в вашей гостиной, поскольку она воспроизводится из ваших динамиков, и ее, конечно же, не было бы на углу моей улицы. Таким образом, вы нарушили бы закон, а я просто раздражал бы прохожих бессмысленной тарабарщиной.

Юридическая интерпретация

В реальном мире закон об авторском праве интерпретируется и применяется с использованием логики, отличной от представленной выше. Таким образом, определенные двоичные последовательности считаются незаконными для распространения, поскольку они явным образом представляют работы, защищенные авторским правом.Например, сложно сказать несколько слов о кодировании в формате MP3 песни, защищенной авторским правом. Прежде всего, файл MP3 напрямую представляет звуки песни. Во-вторых, метод преобразования этого представления в презентацию прост, поскольку существует алгоритм, который может преобразовывать файл MP3 в звук механически без какой-либо дополнительной информации.

Но как далеко нам нужно уйти от прямых и явных заявлений, чтобы авторское право перестало применяться?

Mono-файлы, поскольку они не содержат информации из исходных файлов Element, не являются явными представлениями.Двоичные данные в файле Mono нельзя напрямую интерпретировать для создания представления защищенного авторским правом контента, поэтому они вообще не могут рассматриваться как репрезентативные. Монофайлы выводят данные на шаг дальше любых явных представлений, и я утверждаю, что этот шаг заходит достаточно далеко, чтобы оставить авторские права позади.

Пример монолита

Выйдя из закона, вот моно-файл для упомянутого выше "Toxic" MP3: britney_spears _-_xic.mp3 - # - Monolith_7D4.wav - # -. mono
Согласно общепринятой практике Monolith_7D4.wav использовался в качестве базового файла для создания этого Mono-файла, и вы можете видеть это отражением в имени файла.

Как работает Monolith Munging

"Манипуляции", выполненные Monolith, на удивление просты, учитывая сильные статистические свойства, которые получаются в результате. Monolith объединяет файлы Basis и Element, побитно применяя логическую функцию XOR. Для пары битов функция XOR имеет следующее поведение:

03 1 xor

Бит A Бит B Результат
0 xor 0 => 0
0 => 1
1 xor 0 => 1
1 xor 1 => 0

Функция XOR аналогична стандартному сложению, за исключением того, что перенос игнорируется в случае добавления 1 и 1.

В качестве конкретного примера применения XOR к последовательности битов рассмотрим 8 битов, которые возникают после перехода через первые 160 000 бит в файле britney_spears _-_xic.mp3. Мы можем выполнить XOR для этих битов, один за другим, с соответствующими битами из файла Monolith_7D4.wav Basis. Эта операция приводит к получению соответствующих битов из файла Mono, который доступен для загрузки выше.

8 бит из токсичного MP3: 1 1 0 0 0 1 0 0
xor
8 бит из 7D4 WAV: 0 1 0 1 1 0 1 1
=
8 бит из результирующего файла Mono: 1 0 0 1 1 1 1 1

Статистический анализ

Посредством побитового сравнения Toxic MP3 и результирующего файла Mono файлы имеют следующий коэффициент корреляции: г = 0.002413
Для положительных корреляций коэффициенты попадают в диапазон [0,1]. Коэффициент 1 означает, что два файла идентичны, а коэффициент 0 указывает, что файлы полностью не коррелированы.

Производные работы

Некоторые люди возразят, что, поскольку я использовал "Toxic" MP3 для создания файла Mono, файл Mono является производным от песни Спирс. Распространение производных работ без разрешения является незаконным, поскольку Кодекс авторских прав США предоставляет правообладателям права на все производные.Например, Раздел 17, Глава 1, Раздел 106 дает правообладателю исключительное право:
(1) воспроизводить произведение, защищенное авторским правом, в копиях или на фонограммах;

(2) для подготовки производных работ, основанных на работе, защищенной авторским правом;


Но что представляет собой производное произведение? Безусловно, какая-то часть оригинального произведения должна присутствовать в узнаваемом виде. Изменения, выполненные Monolith, не оставляют никаких частей оригинальной работы, поэтому файлы Mono не могут считаться производными.Однако эту особенность файлов Mono трудно полностью понять для звукозаписей, так как полученный файл Mono вообще не является даже воспроизводимым звуковым файлом (изменение полностью стирает информацию заголовка MP3, которая была бы необходима даже для интерпретации битов как звука. ). Мы можем лучше понять производный статус файлов Mono, применив настройку Monolith к текстовым данным.

Вот первые 800 знаков из Библии, которая находится в открытом доступе:

1: 1 В начале сотворил Бог небо и землю.
1: 2 Земля была бесформенна и пуста; и тьма была на лице бездны. И Дух Божий двигался по водам.
1: 3 И сказал Бог: да будет свет. И стал свет.
1: 4 И увидел Бог свет, что он хорош. И отделил Бог свет от тьмы.
1: 5 И назвал Бог свет днем, а тьму назвал ночью. И вечер, и утро были первым днем.
1: 6 И сказал Бог: да будет твердь посреди воды, и да отделяет она воду от воды.
1: 7 И создал Бог твердь и отделил воду, которая под твердью, от воды, которая над твердью. И стало так.
1: 8 И назвал Бог твердь небом. И накануне

Вот первые 800 персонажей из романа Томаса Пинчона The Crying of Lot 49 , который все еще защищен авторским правом:
Однажды летним днем ​​г-жа Эдипа Маас пришла домой с вечеринки в Tupperware, хозяйка которой, возможно, добавила слишком много кирша в фондю, чтобы обнаружить, что она, Эдипа, была назначена душеприказчиком, или, как она предполагала, исполнителем в имении некоего Пирса Инверарити, калифорнийца. магнат недвижимости, который однажды потерял два миллиона воротничков в свободное время, но все еще имел многочисленные и достаточно запутанные активы, чтобы разобраться во всем этом более чем почетно.Эдипа стояла в гостиной, уставившись в зеленоватый мертвый глаз телевизора, произносила имя Бога, пытаясь почувствовать себя пьяной насколько это возможно. Но это не сработало. Она подумала о гостиничном номере в Мазатлане, дверь которого только что захлопнулась, казалось, навсегда, разбудив в холле двести птиц; восход солнца над библиотекой в ​​Корнельском университете

Что происходит, когда мы объединяем эти два фрагмента текста вместе с Monolith? Является ли результат своего рода причудливым гибридом Библии / TCOL49 и, следовательно, производным от работы Пинчона? Если это так, то распространение производного инструмента без разрешения Пинчона будет незаконным.О? ДИТЦЛ LY1 [S4? I4 ДОЛЕТБ? A EhV & \ N $ ?! V?

Ни одно из слов Пинчона не присутствует здесь в узнаваемой форме, так что это, конечно, не квалифицируется как производное произведение. Хотя результаты труднее проверить, та же самая логика применяется, когда мы изменяем аудиофайлы: поскольку никакой части оригинальной работы не присутствует, Mono-файл не считается производным произведением.

Фактически, Кодекс авторских прав США накладывает особые ограничения на то, что может считаться производной звукозаписью.В Разделе 17, Глава 1, Раздел 114, Часть B говорится:

Исключительное право правообладателя на звук запись в соответствии с пунктом (1) статьи 106 ограничена правом тиражировать звукозапись в виде магнитофона или копии, которые прямо или косвенно воспроизводят реальные звуки исправлено в записи. Исключительное право владельца авторское право на звукозапись согласно пункту (2) статьи 106 ограничено правом подготовить производную работу, в которой фактические звуки, зафиксированные в звукозаписи, переставляются, ремикшируются, или иным образом измененные в последовательности или качестве.

Поскольку ни один из фактических звуков из исходного файла не присутствует в файле Mono (файл Mono даже не является воспроизводимым аудиофайлом), его нельзя рассматривать как производное произведение.

Развитие

Прочтите спецификацию формата файла Mono.

См. Проект SourceForge для доступа к CVS и отчетов об ошибках.

Кредиты

Монолит был создан и разработан Джейсоном Рорером.

Monolith был частично вдохновлен перепиской по электронной почте с White Raven.

Графический интерфейс пользователя для Monolith был запрограммирован с использованием кроссплатформенного инструментария wxWindows.

.

Смотрите также