Шубин Л.Ф. Промышленные здания 1986 (1222573), страница 43

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 43)

Как следует из изложенного, поиск оптимального решения конструктивного элемента здания — сложная задача, основывающаяся на оптимизации решения по нескольким критериям. Во многих случаях такого решения достигнуть невозможно. Отсюда поиск сводится к выявлению некоторого компромиссного решения, которое, не являясь лучшим при оценке его по одному из критериев, оказывается оптимальным при учете всей совокупности критериев. Для того, чтобы на всех этапах проектирования конструктивного элемента здания иметь возможность глубоко разбираться во всех протекающих в этом элементе явлениях и процессах и находить правильные решения возникающих технических задач, необходимы глубокие знания основополагающих наук (физики, химии), а также прикладных дисциплин, формирующих профессиональные знания инженера (строительные материалы, строительная физика и др.), и положения настоящего курса архитектуры.

История строительной техники показывает, что решения конструктивных элементов здания в ходе развития исторического процесса постоянно изменялись и совершенствовались по мере раскрытия новых законов природы, развития наук, совершенствования техники, накопления опыта строительства и эксплуатации зданий, роста потребности в различных типах зданий. Этот процесс видоизменения назначения, облика и конструкций здания особенно сильно проявляется теперь, когда в мире происходит научно-техническая революция, затрагивающая все отрасли науки и техники, и когда строительство, особенно в наших условиях, приходится осуществлять во все возрастающих масштабах, а промышленность предоставляет для строительства все новые высокоэффективные виды строительных материалов, машин, внутреннего специального оборудования. Таким образом иа первом этапе проектирования определяют функциональное назначение и место конструктивного элемента в здании.

На втором этапе решения поставленной задачи возникает необходимость всю совокупность воздействий, которым подвергается проектируемый элемент в процессе изготовления, доставки на постройку, монтажа и последующей эксплуатации, схематизировать и представить в виде системы простейших воздействий. Такая схематизация может быть справедливой в том случае, если последствия схематизированных воздействий будут аналогичны последствиям, возникающим в действительных условиях.

Чем полнее система простейших воздействий будет воспроизводить действительную, тем точнее будет модель и тем достовернее полученные результаты. Для того, чтобы решению рассматриваемой задачи придать определенную систему, а также иметь возможность ее формализовать для последующего использования ЗВМ, все внешние воздействия, воспринимаемые элементом, классифицируют по природе их возникновения, характеру и времени действия. По природе возникновения могут быть выделены следующие внешние воздействия: воздействия, определяемые местом рассматриваемого элемента в общей конструктивной схеме здания„ воздействия, вытекающие из природно-климатических условий и др, особенностей района строительства; воздействия, вызываемые условиями эксплуатации помещений и работой расположенного в них технологичеФского оборудования; воздействия, возникающие в процессе производства строительных работ, изготовления и монтажа деталей.

Различные воздействия могут быть разовыми или повторяющимися в течение всего периода эксплуатации здания, могут накладываться одно на другое или действовать независимо, быть главными, определяющими и малозначительными. Выявление всех воздействий, играющих основную роль в решении рассматриваемого конструктивного элемента, — главная задача этого этапа. Все воздействия, как силовые, так и несиловые (температура, влажность, солнечная радиация и др.), способны вызвать в рассматриваемом элементе различные деформации, перемещения, изменения физико-механических свойств материалов, из которых состоит элемент.

Последствия перечисленных воздействий могут носить обратимый характер, когда после прекращения их влияния на элемент или материалы последние восстанавливают свои первоначальные качества, и необратимые, навсегда видо- изменяющие первоначальное положение элемента, его размеры, свойства, структуру. Так, могут произойти упругие и выходящие за пределы упругости деформации, перемещения, осадки, усадки, разбухание, периодическое или единовременное раскрытие швов в стыках, трещинообразование.

Могут происходить накопление влаги, различные структурные изменения, понижающие изоляционные качества ограждения; могут интенсивно развиваться коррозия, гнилостные процессы, меняться свойства материала, сокращаться тем самым сроки службы и ухудшаться эксплуатационные качества конструкций.

При разных сочетаниях воздействий последствия, накладываясь одно на другое, могут способствовать созданию более благоприятных условий или, наоборот, резко их ухудшать. 167 Выявить все последствия, обусловленные основными видами воздействий, с учетом вероятности их возникновения, повторяемости и совпадения,— основная задача третьего этапа конструирования. На четвертом этапе устанавливают требования, .которым должен удовлетворять конструируемый элемент. Зти требования вытекают из функционального его назначения и основываются на опыте строительства и эксплуатации подобных конструкций и рекомендаций, полученных по итогам научных исследований в этой области.

Указанные требования устанавливают допустимые пределы возможных последствий, нормируют сроки службы и эксплуатационные качества элемента, его эстетические качества, степень индустриальности. Требования, предъявляемые к элементу, предопределяют его прочность и устойчивость, изолирующую способность, долговечность, огнестойкость, гигиеничность, художественную выразительность, строительную технологичность, технико-экономическую целесообразность. Устанавливают их исходя из значимости и капитальности строящегося здания в соответствии с действующими нормами проектирования, указаниями, инструкциями и другой технической документацией. В тех случаях, когда по отдельным вопросам таких материалов нет, требования устанавливают' на основе опыта строительства и эксплуатации аналогичных объектов в соответствующих природно-климатических условиях.

Указанные требования подробно изложены ранее ~2, с. 10). После того, как четко выявлены и схематизированы все воздействия, которым подвергается проектируемый элемент, определены последствия, ими вызываемые, а также уточнены предьявляемые к нему требования, предоставляется возможным подойти к основному, пятому, этапу решения задачи — выбору замысла конструкции на основе сопоставления различных вариантов ее решения и с использованием различных строительных материалов. Естественно, что применительно к каждому виду решаемой конструкции (учитывая специфический для нее характер воздействия иФвозникающие последствия) требования, предъявляемые в каждом конкретном случае, рассматривают с большой полнотой.

Нужно отметить, что именно на этом этапе решения задачи — определения замысла конструкции и выбора материалов — в наибольшей степени должны сказаться подготовка, опыт и творческие способности инженера. Принципиальное решение конструкций, включая выбор материалов, требующихся для ее осуществления, должно сопровождаться проведением необходимых расчетов для установления размеров как самой конструкции, так и составных ее частей. При этих расчетах используют все знания в области строительной физики, сопротивления материалов и др. После определения всех размеров и графического отображения конструируемого элемента важно дать ему всестороннюю технико-экономическую оценку и сравнить с другими имеющимися решениями.

Рассматривая изложенную выше методику конструирования, мы не были связаны какими-либо конкретными условиями работы этих элементов или установленными требованиями. Зто— следствие того, что для различного функционального назначения элементов будет видоизменяться лишь характер воздействий, которым они подвергаются, возникающие в связи с этим последствия и предъявляемые к ним требования.

Изложенное решение задачи по конструированию элементов зданий может рассматриваться как определенный метод решения общей задачи «от среды к конструкции~. Положительной стороной рассмотренного метода решения задачи, когда она формализуется и расчленяется на ряд частных задач, рассматриваемых в их логической последовательности, надо считать и то, что она может решаться математически с использованием ЗВМ и при этом менее вероятно возникновение случайных ошибок. Глава Н Каркасы лромышленных зданий Ф Каркас одноэтажного промышленного здания обычно состоит из поперечных рам, образованных колоннами и несущими конструкциями покрытия (балки, фермы, арки и др.), и продольных элементов: фундаментных, подкрановых, обвязочных балок, подстропильных конструкций, плит покрытия и связей.

Когда несущие конструкции покрытий выполняют в виде пространственных систем — сводов, куполов, оболочек, складок и др., они одновременно являются продольными и поперечными элементами каркаса. Материалом для устройства каркаса служат преимущественно железобетон и реже сталь. При выборе материала каркаса руководствуются характером силовых и несиловых воздействий, воспринимаемых каркасом, а также учитывают размеры пролетов, шага колонн, высоту здания, место строительства, требования огнестойкости и технико-экономические соображения. Злементы каркаса подвергаются сложному комплексу силовых и несиловых воздействий (рис.

24.0). Силовые — возникают от действия постоянных (масса конструкций) и временных (люди, ветер, снег, грузоподъемные устройства и др.) нагрузок, носящих статический или динамический характер, поэтому к элементам каркаса в первую очередь предъявляются требования прочности, устойчивости и малой деформативности. Злемейты каркаса воспринимают многочисленные несиловые воздействия внешней и внутренней среды в виде положительных и отрицательных температур, тепловых ударов, жидкой и парообразной влаги, воздуха и содержащихся в воздухе химических веществ; в некоторых случаях на элементы каркаса могут воздействовать минеральные масла и эмульсии, органические растворители, кислоты, щелочи, аэрозоли, животные жиры, микроорганизмы, блуждающие токи и др.

Под влиянием перечисленных воздействий в элементах каркаса происходит ряд сложных физико-химических процессов: переменный нагрев и охлаждение конструкций, передача тепла, увлажнение или осушение, коррозия материала. Поэтому элементы каркаса должны отвечать требованиям долговечности, т. е. обладать термостойкостью, влагостойкостью, коррозиестойкостью, биостойкостью. В соответствии с требованиями пожарной безопасности каркас должен иметь необходимую степень огне- стойкости.

Характеристики

Список файлов ВКР