الأحمال والتأثيرات على الهياكل الفولاذية في المباني متعددة الطوابق. الأحمال والتأثيرات الخارجية والداخلية على العناصر الإنشائية الفردية والمبنى ككل الأحمال التي تعمل على المباني والهياكل

→ هياكل المباني

الأحمال والإجراءات على المباني

تتعرض المباني ككل وأجزائها الفردية لتأثيرات مختلفة من الأحمال (القوى الميكانيكية) والتأثيرات ، على سبيل المثال ، من التغيرات في درجة حرارة الهواء الخارجي والداخلي.

تحت تأثير هذه الأحمال والتأثيرات ، تنشأ قوى داخلية في مواد هياكل البناء ، ويسمى حجمها ، لكل وحدة مساحة (شدة القوى الداخلية) ، الإجهاد. يقاس الإجهاد بشكل أكثر شيوعًا بالكيلو جرام / سم 2.

نتيجة للضغوط في المواد والهياكل ، يمكن أن تحدث تشوهات ، مثل التوتر ، والضغط ، والقص ، والانحناء ، والتواء ، أو تشوهات أكثر تعقيدًا.

يمكن أن تكون التشوهات مرنة ، أي تختفي بعد إزالة التأثير الذي تسبب في التشوه ، والبلاستيك ، أي تبقى بعد إزالة الصدمة.

يمكن تركيز الحمل عندما تكون منطقة ضغطه صغيرة مقارنة بحجم الجسم الذي يتم تطبيقه عليه ، ويمكن اعتباره نقطة ، على سبيل المثال ، الحمل من شخص على الأرض.

إذا كانت مساحة الضغط كبيرة نسبيًا ، فإن الحمل يسمى موزعًا. إذا تم توزيع الحمل بالتساوي على المنطقة ، فسيتم تسميته بالتوزيع المنتظم ، على سبيل المثال ، وزن طبقة من الماء على أسطح مستوية مملوءة بالماء. قد تختلف طبيعة تطبيق الأحمال ، على سبيل المثال ، على جدار الطابق السفلي للمبنى من الخارج ، يزداد ضغط التربة كلما تعمق ويعبر عنه كمثلث بقاعدة عند مستوى الطابق السفلي.

قوة الشد ، أو قوة الشد للمادة ، هي الضغط في المادة تحت أنواع مختلفة من التشوه (التوتر ، الانضغاط ، الالتواء ، الانحناء) ، المقابلة لأقصى قيمة حمولة (قبل تدمير العينة) ، ويتم قياسها من خلال نسبة الحمل الأقصى إلى مساحة المقطع الأولي للعينة (أي المقاطع العرضية للعينة غير المشوهة) عادةً بالكيلو جرام / سم 2.

الخصائص الرئيسية لمقاومة المواد لإجبار التأثيرات هي المقاومة القياسية (R ") ، والتي تم تحديدها على أساس الاختبارات.

أرز. 1. مخطط توزيع الأحمال في المبنى
خطة؛ ب - قص

يمكن أن تكون المقاومة التنظيمية أساسًا قوى شد للتشوهات المختلفة أو قوة الخضوع للمواد ، وهي ضغوط لأنواع مختلفة من التشوه ، والتي تتميز بحقيقة أن التشوه المتبقي (البلاستيكي) يتم توزيعه على حجم العمل الكامل للعينة عند حمل التمثيل المستمر. ترد المقاومات المعيارية للمواد والهياكل المختلفة في SNiP II-A. 10-62.

يتم أخذ التغيير المحتمل في مقاومة المواد والمنتجات والهياكل في اتجاه غير مواتٍ مقارنةً بالمعيار الناجم عن تباين الخواص الميكانيكية (عدم تجانس المواد) في الاعتبار من خلال معاملات التوحيد (k) ، والتي هي الواردة في SNiP II-A 10-62.

يتم أخذ ميزات عمل المواد والعناصر الهيكلية ووصلاتها وقواعدها وكذلك الهياكل والمباني ككل ، والتي لا تنعكس بشكل مباشر في الحسابات ، في الاعتبار من خلال معاملات ظروف العمل (t) الواردة في SNiP II- أ. 10-62.

تسمى مقاومات المواد التي يتم أخذها في الاعتبار من خلال الحساب بمقاومات التصميم ® ويتم تعريفها على أنها نتاج المقاومات القياسية (R1 ') بواسطة معاملات التوحيد (/ g) ، وإذا لزم الأمر ، من خلال معاملات ظروف العمل (t).

يتم تحديد قيم مقاومة التصميم لتحديد شروط الحساب ، مع مراعاة المعاملات ذات الصلة لظروف العمل ، من خلال معايير تصميم هياكل وأسس المباني والهياكل لأغراض مختلفة.

تسمى أكبر الأحمال والتأثيرات التي لا تقيد أو تنتهك ظروف التشغيل العادية ، وإذا أمكن ، يتم التحكم فيها أثناء التشغيل وفي الإنتاج ، معيارية.

يؤخذ الانحراف المحتمل للأحمال في اتجاه غير مواتٍ (أكبر أو أصغر) عن قيمها القياسية بسبب تغير الأحمال أو الانحرافات عن ظروف التشغيل العادية في الاعتبار من خلال عوامل الحمولة الزائدة (ن) التي تم إنشاؤها مع مراعاة الغرض من المباني والهياكل وظروف عملها.

ترد في الفصل SNiP II-A أحمال قياسية مختلفة على الأسقف ، وأحمال من المعدات التكنولوجية ، والرافعات العلوية ، وأحمال الثلوج والرياح ، فضلاً عن عوامل الحمولة الزائدة. 11-62.

الأحمال التي يتم أخذها في الاعتبار من خلال الحساب ، والتي يتم تعريفها على أنها نتاج الأحمال القياسية وعوامل الحمل الزائد المقابلة ، تسمى أحمال التصميم.

جميع الأحمال والتأثيرات التي تسبب قوى (ضغوط) في هياكل وأسس الهياكل ، والتي تؤخذ في الاعتبار في التصميم ، تنقسم إلى دائمة ومؤقتة. تشمل الأحمال الدائمة مثل هذه الأحمال والتأثيرات التي يمكن أن تحدث أثناء إنشاء أو تشغيل الهياكل باستمرار ، على سبيل المثال: وزن الأجزاء الدائمة للمباني ، ووزن وضغط التربة ، وقوى الإجهاد المسبق ، ووزن الأسلاك على دعامات خط نقل الطاقة وأجهزة هوائي لهياكل الاتصالات ، إلخ.

تسمى الأحمال المؤقتة مثل الأحمال أو التأثيرات التي قد تكون غائبة خلال فترات معينة من بناء وتشغيل الهيكل.

اعتمادًا على مدة الإجراء ، يتم تقسيم الأحمال والتأثيرات المؤقتة إلى:

أ) طويلة المفعول ، والتي يمكن ملاحظتها أثناء إنشاء وتشغيل المنشأة لفترة طويلة ، على سبيل المثال: الأحمال في مباني مخازن الكتب والمكتبات ، الأحمال على أرضيات المستودعات ، وزن المعدات الثابتة ، الضغط السوائل والغازات في الخزانات والأنابيب ، إلخ ؛

ب) قصير المدى ، يمكن ملاحظته أثناء إنشاء وتشغيل الهيكل لفترة قصيرة فقط ، على سبيل المثال: الأحمال من معدات المناولة المتنقلة ، وأحمال الثلوج والرياح ، وضغط الأمواج والجليد ، وتأثيرات درجات الحرارة المناخية ، وما إلى ذلك ؛ »

ج) خاص ، يمكن حدوثه في حالات استثنائية ، على سبيل المثال: التأثيرات الزلزالية في المناطق المعرضة للزلازل ، وضغط المياه أثناء الفيضانات الكارثية ، والأحمال الناشئة عن تدمير جزء من المبنى ، إلخ.

عند حساب هياكل المباني ، لا يتم أخذ جميع الأحمال والتأثيرات التي تؤثر عليها في الاعتبار ، ولكن فقط مجموعات معينة من الأحمال والتأثيرات (مجموعات أساسية ، إضافية ، خاصة) ، والتي يتم تقديمها في SNiP II-A. 10-62 و II-A. 11-62.

وفقًا لطبيعة الإجراء ، يتم تقسيم الأحمال إلى ثابتة (تتغير تدريجيًا) وديناميكية (تأثير ، سريع التغير ودوريًا).

تؤخذ الأحمال الديناميكية والتأثيرات على هياكل المباني في الاعتبار وفقًا لتعليمات الوثائق التنظيمية لتصميم وحساب الهياكل الحاملة المعرضة للأحمال والتأثيرات الديناميكية. في حالة عدم وجود البيانات اللازمة لذلك ، يمكن أخذ التأثير الديناميكي على الهياكل في الاعتبار عن طريق ضرب أحمال التصميم بالعوامل الديناميكية.

أثناء التصميم ، من الضروري مراعاة كل ما يجب أن يقاومه المبنى حتى لا يفقد صفاته التشغيلية والقوة. تعتبر الأحمال قوى ميكانيكية خارجية تؤثر على المبنى ، والتأثيرات ظواهر داخلية. لتوضيح المشكلة ، نقوم بتصنيف جميع الأحمال والتأثيرات وفقًا للمعايير التالية.

حسب المدة:

• الثوابت - الكتلة الخاصة بالهيكل ، وكتلة التربة وضغطها في السدود أو الردم ؛
• طويل المدى - كتلة المعدات ، والفواصل ، والأثاث ، والأشخاص ، وحمل الثلج ، وهذا يشمل أيضًا التأثيرات الناجمة عن الانكماش وزحف مواد البناء ؛
• المدى القصير - التأثيرات المناخية لدرجة الحرارة والرياح والجليد ، وكذلك تلك المرتبطة بالتغيرات في الرطوبة والإشعاع الشمسي ؛
• خاص - الأحمال والتأثيرات الطبيعية (على سبيل المثال ، الزلزالية ، عند التعرض للنار ، إلخ).

بين المصممين ، هناك أيضًا مصطلح الحمولة ، ومعناه غير محدد في الوثائق التنظيمية ، ولكن المصطلح موجود في ممارسة البناء. الحمولة هي مجموع بعض الأحمال المؤقتة الموجودة دائمًا في المبنى: الأشخاص والأثاث والمعدات. على سبيل المثال ، بالنسبة لمبنى سكني هو 150 ... 200 كجم / م 2 (1.5 ... 2 ميجا باسكال) ، ولمبنى المكاتب - 300 ... 600 كجم / م 2 (3 ... 6 ميجا باسكال) .

حسب طبيعة العمل:

• ثابت - الوزن الساكن للهيكل ، الغطاء الثلجي ، المعدات ؛
• ديناميكي - اهتزاز ، عاصفة من الرياح.

حسب مكان تطبيق الجهود:

• مركزة - المعدات والأثاث.
• موزعة بالتساوي - كتلة الهيكل ، غطاء ثلجي.

حسب طبيعة التأثير:

• الأحمال ذات طبيعة القدرة (الميكانيكية) هي الأحمال التي تسبب قوى رد الفعل ؛ تشمل هذه الأحمال جميع الأمثلة المذكورة أعلاه ؛
• التأثيرات غير القسرية:
• التغيرات في درجات حرارة الهواء الخارجي ، والتي تسبب تشوهات درجة حرارة خطية لهياكل المباني ؛
• تدفقات الرطوبة البخارية من المبنى - تؤثر على مادة الأسوار الخارجية ؛
• رطوبة الغلاف الجوي والأرض ، تأثير بيئي عدواني كيميائيًا ؛
• اشعاع شمسي؛
• تؤثر الإشعاعات الكهرومغناطيسية والضوضاء وما إلى ذلك على صحة الإنسان.

يتم تضمين جميع الأحمال ذات طبيعة القدرة في الحسابات الهندسية. يؤخذ تأثير التأثيرات غير القسرية بالضرورة في الاعتبار في التصميم. دعونا نرى ، على سبيل المثال ، كيف يؤثر تأثير درجة الحرارة على الهيكل. الحقيقة هي أنه تحت تأثير درجة الحرارة ، يميل الهيكل إلى الانكماش أو التمدد ، أي تغيير في الحجم. تم منع هذا من خلال الإنشاءات الأخرى التي يرتبط بها هذا البناء. وبالتالي ، في تلك الأماكن التي تتفاعل فيها الهياكل ، هناك قوى رد الفعل التي يجب إدراكها. أيضًا في المباني الطويلة ، من الضروري توفير فجوات.

تخضع التأثيرات الأخرى أيضًا للحسابات: حساب نفاذية البخار ، وحساب الهندسة الحرارية ، إلخ.

في عملية البناء والتشغيل ، يختبر المبنى عمل الأحمال المختلفة. تأثيرات خارجيةيمكن تقسيمها إلى نوعين: قوةو غير السلطةأو التأثيرات البيئية.

ل قوةتشمل التأثيرات أنواعًا مختلفة من الأحمال:

دائم- من وزن (كتلة) عناصر المبنى ، وضغط التربة على عناصرها الموجودة تحت الأرض ؛

مؤقت (طويل الأمد)- من وزن المعدات الثابتة ، والسلع المخزنة على المدى الطويل ، والوزن الخاص للعناصر الدائمة للمبنى (على سبيل المثال ، الحواجز) ؛

المدى القصير- من وزن (كتلة) المعدات المتنقلة (على سبيل المثال ، الرافعات في المباني الصناعية) ، والأشخاص ، والأثاث ، والثلج ، من تأثير الرياح ؛

خاص- من التأثيرات الزلزالية ، والتأثيرات نتيجة أعطال المعدات ، إلخ.

ل غير قسريترتبط:

درجة الحرارة تأثير، مما يتسبب في حدوث تغييرات في الأبعاد الخطية للمواد والهياكل ، مما يؤدي بدوره إلى حدوث تأثيرات القوة ، فضلاً عن التأثير على النظام الحراري للغرفة ؛

التعرض للرطوبة الجوية والأرضية، إلى جانب رطوبة بخار ،الموجودة في الغلاف الجوي وفي هواء المبنى ، مما يؤدي إلى تغيير في خصائص المواد التي تصنع منها هياكل المبنى ؛

حركة الهواءلا تسبب فقط الأحمال (مع الرياح) ، ولكن أيضًا تغلغل في الهيكل والمباني ، وتغيير الرطوبة والظروف الحرارية ؛

التعرض لطاقة مشعةتسبب الشمس (الإشعاع الشمسي) ، نتيجة للتدفئة المحلية ، في حدوث تغيير في الخصائص الفيزيائية والتقنية للطبقات السطحية للمواد والهياكل ، وتغير في نظام الضوء والحرارة للمباني ؛

التعرض للمواد الكيميائية العدوانيةالموجودة في الهواء ، والتي يمكن أن تؤدي في وجود الرطوبة إلى تدمير مواد هياكل البناء (ظاهرة التآكل) ؛

تأثيرات بيولوجيةبسبب الكائنات الحية الدقيقة أو الحشرات ، مما يؤدي إلى تدمير الهياكل المصنوعة من مواد البناء العضوية ؛

التعرض لطاقة الصوت(الضوضاء) والاهتزازات من مصادر داخل أو خارج المبنى.

مكان الجهد الأحمالمقسمة إلى تتركز(مثل وزن المعدات) و يساويبقياسوزعت(وزنه ، ثلج).

حسب طبيعة الحمولة ، يمكن أن يكون ثابتة، بمعنى آخر. ثابت في الحجم بمرور الوقت و متحرك(طبول).

في الاتجاه - أفقي (ضغط الرياح) وعمودي (وزن ساكن).

الذي - التي. يخضع المبنى لمجموعة متنوعة من الأحمال من حيث الحجم والاتجاه وطبيعة العمل ومكان التطبيق.

أرز. 2.3 الأحمال والتأثيرات على المبنى.

قد يتحول هذا المزيج من الأحمال ، حيث سيعمل كل منهم في نفس الاتجاه ، ويعزز كل منهما الآخر. تعتمد هياكل البناء على مثل هذه المجموعات غير المواتية من الأحمال. القيم المعيارية لجميع الجهود المبذولة في المبنى معطاة في DBN أو SNiP.

يجب أن نتذكر أن التأثيرات على الهياكل تبدأ من لحظة تصنيعها ، وتستمر أثناء النقل ، وأثناء تشييد المبنى وتشغيله.

في عملية البناء والتشغيل ، يختبر المبنى عمل الأحمال المختلفة. تأثيرات خارجيةيمكن تقسيمها إلى نوعين: قوةو غير السلطةأو التأثيرات البيئية.

ل قوةتشمل التأثيرات أنواعًا مختلفة من الأحمال:

دائم- من وزن (كتلة) عناصر المبنى ، وضغط التربة على عناصرها الموجودة تحت الأرض ؛

مؤقت (طويل الأمد)- من وزن المعدات الثابتة ، والسلع المخزنة على المدى الطويل ، والوزن الخاص للعناصر الدائمة للمبنى (على سبيل المثال ، الحواجز) ؛

المدى القصير- من وزن (كتلة) المعدات المتنقلة (على سبيل المثال ، الرافعات في المباني الصناعية) ، والأشخاص ، والأثاث ، والثلج ، من تأثير الرياح ؛

خاص- من التأثيرات الزلزالية ، والتأثيرات نتيجة أعطال المعدات ، إلخ.

ل غير قسريترتبط:

تأثيرات درجة الحرارة، مما يتسبب في حدوث تغييرات في الأبعاد الخطية للمواد والهياكل ، مما يؤدي بدوره إلى حدوث تأثيرات القوة ، فضلاً عن التأثير على النظام الحراري للغرفة ؛

التعرض للرطوبة الجوية والأرضية، إلى جانب رطوبة بخار ،الموجودة في الغلاف الجوي وفي هواء المبنى ، مما يؤدي إلى تغيير في خصائص المواد التي تصنع منها هياكل المبنى ؛

حركة الهواءلا تسبب فقط الأحمال (مع الرياح) ، ولكن أيضًا تغلغل في الهيكل والمباني ، وتغيير الرطوبة والظروف الحرارية ؛

التعرض لطاقة مشعةتسبب الشمس (الإشعاع الشمسي) ، نتيجة للتدفئة المحلية ، في حدوث تغيير في الخصائص الفيزيائية والتقنية للطبقات السطحية للمواد والهياكل ، وتغير في نظام الضوء والحرارة للمباني ؛

التعرض للمواد الكيميائية العدوانيةالموجودة في الهواء ، والتي يمكن أن تؤدي في وجود الرطوبة إلى تدمير مواد هياكل البناء (ظاهرة التآكل) ؛

تأثيرات بيولوجيةبسبب الكائنات الحية الدقيقة أو الحشرات ، مما يؤدي إلى تدمير الهياكل المصنوعة من مواد البناء العضوية ؛

التعرض لطاقة الصوت(الضوضاء) والاهتزازات من مصادر داخل أو خارج المبنى.

مكان الجهد الأحمالمقسمة إلى تتركز(مثل وزن المعدات) و وزعت بالتساوي(وزنه ، ثلج).

حسب طبيعة الحمولة ، يمكن أن يكون ثابتة، بمعنى آخر. ثابت في الحجم بمرور الوقت و متحرك(طبول).

في الاتجاه - أفقي (ضغط الرياح) وعمودي (وزن ساكن).

الذي - التي. يخضع المبنى لمجموعة متنوعة من الأحمال من حيث الحجم والاتجاه وطبيعة العمل ومكان التطبيق.

أرز. 2.3 الأحمال والتأثيرات على المبنى.

قد يتحول هذا المزيج من الأحمال ، حيث سيعمل كل منهم في نفس الاتجاه ، ويعزز كل منهما الآخر. تعتمد هياكل البناء على مثل هذه المجموعات غير المواتية من الأحمال. القيم المعيارية لجميع الجهود المبذولة في المبنى معطاة في DBN أو SNiP.

يجب أن نتذكر أن التأثيرات على الهياكل تبدأ من لحظة تصنيعها ، وتستمر أثناء النقل ، وأثناء تشييد المبنى وتشغيله.

4. المتطلبات الأساسية للمباني وعناصرها.

تشكل المباني بيئة مادية مكانية للناس لتنفيذ مختلف العمليات الاجتماعية للحياة والعمل والترفيه. لذلك ، يجب أن يجتمعوا بعدد من المتطلبات الأساسيةمنهم:

– وظيفي(أو التكنولوجية) النفعية ، أي يجب أن يكون المبنى مناسبًا للعمل أو الترفيه أو أي عملية أخرى مخصصة لها ؛

– تقنيالنفعية ، أي يجب أن تكون المباني قوية ومستقرة ومتينة وتحمي الأشخاص والمعدات بشكل موثوق من التأثيرات الجوية الضارة وتفي بمتطلبات السلامة من الحرائق ؛

– المعمارية والفنيةالتعبير ، أي يجب أن تكون جذابة في مظهرها ، وتؤثر بشكل إيجابي على الحالة النفسية والوعي لدى الناس ؛

– اقتصاديالنفعية ، مع توفير الحد الأدنى من تكلفة تشييد المبنى وتشغيله للحصول على أقصى مساحة قابلة للاستخدام.

– بيئي.

رئيسيفي مبنى أو غرفة لها وظيفيموعد.

دائمًا ما يكون تنفيذ وظيفة أو أخرى مصحوبًا بتنفيذ بعض الوظائف الأخرى التي لها طابع مساعد. على سبيل المثال ، تمثل الدورات التدريبية في الفصل الوظيفة الرئيسية لهذه الغرفة ، بينما تعد حركة الأشخاص عند ملء الفصل وبعد انتهاء الفصول الدراسية وظيفة مساعدة. لذلك ، يمكن للمرء أن يميز رئيسيو المساعد الإضافيالمهام. يمكن أن تكون الوظيفة الرئيسية لغرفة معينة في غرفة أخرى مساعدة ، والعكس صحيح.

مجال- العنصر الهيكلي الرئيسي أو جزء من المبنى. يتم تحقيق امتثال المبنى مع وظيفة أو أخرى فقط عندما يتم إنشاء الظروف المثلى للشخص ، أي البيئة المقابلة للوظيفة التي تؤديها في الغرفة.

الجودة البيئيةيعتمد على عدد من العوامل. وتشمل هذه:

الفضاءضروري للأنشطة البشرية ، ووضع المعدات وحركة الأشخاص ؛

شرط بيئة الهواء(مناخ محلي) - مصدر هواء للتنفس بمعايير مثالية لدرجة الحرارة والرطوبة وسرعة حركته. تتميز حالة بيئة الهواء أيضًا بدرجة نقاء الهواء ، أي كمية الشوائب الضارة بالإنسان (الغازات والغبار) ؛

يبدوالوضع - ظروف السمع في الغرفة (الكلام ، الموسيقى ، الإشارات) المقابلة للغرض الوظيفي ، والحماية من الأصوات المتداخلة (الضوضاء) الناشئة في الغرفة نفسها واختراقها من الخارج ، ولها تأثير ضار على الإنسان الجسم والنفسية.

خفيفةالوضع - ظروف تشغيل أجهزة الرؤية ، المقابلة للغرض الوظيفي للغرفة ، والتي تحددها درجة إضاءة الغرفة ؛

الرؤية والإدراك البصري- ترتبط شروط عمل الأشخاص بضرورة رؤية أجسام مسطحة أو ثلاثية الأبعاد في الغرفة.

يتم تحديد الجدوى الفنية للمبنى من خلال حل هياكله ، والتي يجب أن تتوافق تمامًا مع قوانين الميكانيكا والفيزياء والكيمياء.

وفقًا لتأثير البيئة ، يتم فرض مجموعة من المتطلبات الفنية على المبنى وهياكله.

الخضوع ل- قدرة المبنى ككل وهياكله الفردية على إدراك الأحمال والتأثيرات الخارجية دون تدمير وتشوهات كبيرة متبقية.

الاستقرار (الصلابة)- قدرة المبنى على الحفاظ على توازن ثابت وديناميكي تحت التأثيرات الخارجية للمبنى ، اعتمادًا على الموضع المناسب للهياكل وفقًا لحجم واتجاه الأحمال وعلى قوة واجهاتها.

متانة، أي قوة واستقرار وسلامة المبنى وعناصره مع مرور الوقت. يعتمد على:

زحفالمواد ، أي من عملية التشوهات المستمرة الصغيرة التي تحدث في المواد في ظل ظروف التعرض الطويل للأحمال.

مقاومة الصقيعالمواد ، أي حول قدرة المادة المبللة على مقاومة التجميد والذوبان المتكرر بالتناوب ؛

مقاوم للرطوبةالمواد ، أي قدرتها على تحمل التأثير المدمر للرطوبة (التليين ، والتورم ، والتزييف ، والتشقق ، والتشقق ، وما إلى ذلك) ؛

المقاومة للتآكل, أولئك. على قدرة المادة على مقاومة التدمير الناجم عن العمليات الكيميائية والكهربائية ؛

الاستقرار البيولوجي, أولئك. حول قدرة مواد البناء العضوية على مقاومة عمل الحشرات والكائنات الحية الدقيقة.

يتم تحديد المتانة من خلال أقصى عمر خدمة للمباني. لم يتم بعد إنشاء طرق هندسية عملية لحساب متانة المباني ، وبالتالي ، في قوانين البناء وقواعد البناء من خلال المتانةمقسمة شرطيًا إلى ثلاث درجات:

الدرجة الأولى - مدة خدمة تزيد عن 100 عام ؛

الدرجة الثانية - عمر الخدمة من 50 إلى 100 سنة ؛

الدرجة الثالثة - عمر الخدمة من 20 إلى 50 سنة.

ما هي فئات المسؤولية أو فئة تعقيد الشيء؟
وفقًا لـ DBN V.1.2-14-2009 "المبادئ العامة لضمان الموثوقية والسلامة الهيكلية للمباني والهياكل وهياكل المباني والأساسات" و DBN A.2.2-3: 2012 "تكوين ومحتوى وثائق التصميم الخاصة بالبناء" ، والتي تنطبق على:
- كائنات البناء (المباني والمنشآت) لأغراض مختلفة.
- الأجزاء المكونة للأشياء وأسسها وهياكلها المصنوعة من مواد مختلفة.

تصنيف كائنات البناء
يتم تحديد فئات عواقب (مسؤولية) المباني والهياكل من خلال مستوى الخسائر المادية المحتملة و (أو) الخسائر الاجتماعية المرتبطة بإنهاء العملية أو فقدان سلامة الكائن.

يجب تقييم التكاليف الاجتماعية المحتملة للهجر اعتمادًا على عوامل الخطر مثل:
- خطر على صحة الإنسان وحياته ؛
- تدهور حاد في الوضع البيئي في المنطقة المجاورة للمنشأة (على سبيل المثال ، في حالة تدمير مرافق تخزين السوائل أو الغازات السامة ، وتعطل مرافق معالجة مياه الصرف الصحي ، وما إلى ذلك) ؛
- فقدان الآثار التاريخية والثقافية أو القيم الروحية الأخرى للمجتمع ؛
- إنهاء عمل أنظمة وشبكات الاتصالات أو إمدادات الطاقة أو النقل أو العناصر الأخرى الداعمة لحياة السكان أو أمن المجتمع ؛
- عدم القدرة على تنظيم تقديم المساعدة لضحايا الحوادث والكوارث الطبيعية ؛
- تهديد للقدرة الدفاعية للبلاد.

فئة درجة تعقيد كائن البناء
يتم تحديد فئة تعقيد كائن البناء على أساس فئة العواقب (المسؤولية) وفقًا للجدول
يجب تقييم الخسائر الاقتصادية المحتملة من خلال التكاليف المرتبطة بالحاجة إلى استعادة الكائن الذي فشل ، والأضرار غير المباشرة (الخسائر من إيقاف الإنتاج ، والأرباح المفقودة ، وما إلى ذلك).

أثناء عملية البناء وأثناء التشغيل ، يتعرض المبنى لأحمال مختلفة. تقاوم المادة الهيكلية نفسها هذه القوى ، وتنشأ فيها ضغوط داخلية. تتم دراسة سلوك مواد البناء والهياكل تحت تأثير القوى الخارجية والأحمال من خلال ميكانيكا البناء.

تعمل بعض هذه القوى على المبنى بشكل مستمر وتسمى بالأحمال الثابتة ، والبعض الآخر - فقط في فترات زمنية منفصلة وتسمى الأحمال المؤقتة.

وتشمل الأحمال الدائمة الوزن الثقيل للمبنى، والتي تتكون أساسًا من وزن العناصر الهيكلية التي تشكل إطارها الداعم. يعمل الوزن الذاتي باستمرار في الوقت المناسب ومن الأعلى إلى الأسفل. بطبيعة الحال ، فإن الضغوط في مادة الهياكل الداعمة في الجزء السفلي من المبنى ستكون دائمًا أكبر منها في الجزء العلوي. في النهاية ، يتم نقل التأثير الكامل لوزنه إلى الأساس ، ومن خلاله إلى تربة الأساس. لم يكن الوزن الذاتي دائمًا ثابتًا فحسب ، بل كان أيضًا الحمل الرئيسي الرئيسي على المبنى.

في السنوات الأخيرة فقط ، واجه البناؤون والمصممين مشكلة جديدة تمامًا: ليس كيفية دعم المبنى بأمان على الأرض ، ولكن كيفية "ربطه" ، وتثبيته على الأرض حتى لا يتمزقه الآخرون عن الأرض. التأثيرات ، قوى الرياح بشكل رئيسي. حدث هذا بسبب انخفاض وزن الهياكل نتيجة استخدام مواد جديدة عالية القوة وخطط التصميم الجديدة باستمرار ، وتزايدت أبعاد المباني. زادت المساحة التي تعمل فيها الرياح ، بمعنى آخر ، انحراف الرياح في المبنى. وأخيرًا ، أصبح تأثير الرياح أكثر "ثقلًا" من تأثير وزن المبنى ، وبدأ المبنى يميل إلى الارتفاع عن سطح الأرض.

هي واحدة من الأحمال المؤقتة الرئيسية. مع زيادة الارتفاع ، يزداد تأثير الرياح. لذلك ، في الجزء الأوسط من روسيا ، يُفترض أن يكون الحمل من الرياح (سرعة الرياح) على ارتفاع يصل إلى 10 أمتار 270 باسكال ، وعلى ارتفاع 100 متر يساوي بالفعل 570 باسكال. في المناطق الجبلية ، على سواحل البحر ، يكون تأثير الرياح أكبر بكثير. على سبيل المثال ، في بعض مناطق الساحل في القطب الشمالي وبريموري ، تبلغ القيمة القياسية لضغط الرياح على ارتفاع يصل إلى 10 أمتار 1 كيلو باسكال. تظهر مساحة مخلوعة على الجانب المواجه للريح من المبنى ، مما يخلق ضغطًا سلبيًا - شفطًا ، مما يزيد من التأثير الكلي للرياح. الرياح تغير الاتجاه والسرعة. تخلق هبوب الرياح القوية أيضًا تأثيرًا ديناميكيًا للصدمات على المبنى ، مما يزيد من تعقيد ظروف تشغيل الهيكل.

واجه المخططون الحضريون مفاجآت كبيرة عندما بدأوا في تشييد المباني الشاهقة في المدن. اتضح أن الشارع ، الذي لم يكن له رياح قوية أبدًا ، أصبح عاصفًا جدًا مع تشييد المباني متعددة الطوابق عليه. من وجهة نظر أحد المشاة ، أصبحت الرياح بسرعة 5 م / ث مزعجة بالفعل: فهي تهب الملابس وتفسد الشعر. إذا كانت السرعة أعلى قليلاً - فالرياح ترفع الغبار بالفعل ، وتدور قصاصات الورق ، تصبح غير سارة. يعتبر المبنى الطويل عائقًا قويًا أمام حركة الهواء. عند اصطدامها بهذا الحاجز ، اقتحمت الرياح عدة تيارات. بعضهم يدور حول المبنى ، والبعض الآخر يندفع نحو الأسفل ، وبعد ذلك بالقرب من الأرض يذهبون أيضًا إلى زوايا المبنى ، حيث يتم ملاحظة أقوى تدفقات للهواء ، أسرع مرتين أو ثلاث مرات من الرياح التي ستهب في هذا المكان إذا لم يكن هناك مبنى. مع المباني الشاهقة للغاية ، يمكن أن تكون قوة الرياح عند قاعدة المبنى من الضخامة بحيث تصطدم بالمارة.

يصل اتساع تذبذبات المباني الشاهقة إلى أحجام كبيرة ، مما يؤثر سلبًا على رفاهية الناس. يتسبب صرير الإطار الفولاذي لواحد من أطول المباني في العالم لمركز التجارة الدولي في نيويورك (يبلغ ارتفاعه 400 متر) وصريره في بعض الأحيان في حالة مزعجة للأشخاص في المبنى. من الصعب جدًا توقع وحساب تأثير الرياح مسبقًا في المباني الشاهقة. حاليًا ، يلجأ البناة إلى التجارب في نفق الرياح. تماما مثل بناة الطائرات! إنهم يفجرون نماذج المباني المستقبلية فيه ويحصلون إلى حد ما على صورة حقيقية للتيارات الهوائية وقوتها.

ينطبق أيضًا على الأحمال الحية. يجب إيلاء اهتمام خاص لتأثير حمل الثلج على المباني ذات الارتفاعات المختلفة. على الحدود بين الأجزاء المرتفعة والمنخفضة من المبنى ، يظهر ما يسمى "كيس الثلج" ، حيث تجمع الرياح انجرافات ثلجية كاملة. في درجات حرارة متغيرة ، عندما يذوب الجليد بالتناوب ويتجمد مرة أخرى ، وفي نفس الوقت تصل الجزيئات العالقة من الهواء (الغبار والسخام) إلى هنا ، والثلج ، أو بالأحرى ، تصبح كتل الجليد ثقيلة وخطيرة بشكل خاص. بسبب الرياح ، يتساقط الغطاء الثلجي بشكل غير متساوٍ مع الأسطح المستوية والمنحدرة ، مما يخلق حملاً غير متماثل ، مما يسبب ضغوطًا إضافية في الهياكل.

يشمل مؤقتًا (الحمل من الأشخاص الذين سيكونون في المبنى ، ومعدات المعالجة ، والمواد المخزنة ، وما إلى ذلك).

تنشأ الضغوط في المبنى من التعرض لحرارة الشمس والصقيع. هذا التأثير يسمى درجة الحرارة والمناخ. مع تسخينها بأشعة الشمس ، تزيد هياكل المباني من حجمها وحجمها. التبريد أثناء الصقيع ، فإنها تنخفض في الحجم. مع مثل هذا "التنفس" للمبنى ، تنشأ الضغوط في هياكله. إذا كان المبنى واسع النطاق ، يمكن أن تصل هذه الضغوط إلى قيم عالية تتجاوز القيم المسموح بها ، وسيبدأ المبنى في الانهيار.

تنشأ أيضًا ضغوط مماثلة في مادة البناء عندما تسوية متفاوتة للمبنى، والتي يمكن أن تحدث ليس فقط بسبب قدرة التحمل المختلفة للقاعدة ، ولكن أيضًا بسبب الاختلاف الكبير في الحمولة الصافية أو الوزن الثقيل للأجزاء الفردية للمبنى. على سبيل المثال ، مبنى يتكون من عدة طوابق وأجزاء من طابق واحد. في الجزء متعدد الطوابق ، توجد معدات ثقيلة في الطوابق. سيكون الضغط على الأرض من أساسات جزء متعدد الطوابق أكبر بكثير من الضغط من أساسات جزء من طابق واحد ، مما قد يتسبب في تسوية غير متساوية للمبنى. لإزالة الضغوط الإضافية من التأثيرات الرسوبية ودرجة الحرارة ، يتم "تقطيع" المبنى إلى حجرات منفصلة مع وصلات التمدد.

إذا كان المبنى محميًا من تشوهات درجة الحرارة ، فإن التماس يسمى درجة الحرارة. يفصل بين هياكل جزء من المبنى عن جزء آخر ، باستثناء الأساسات ، لأن الأساسات الموجودة في الأرض لا تتعرض لتأثيرات درجة الحرارة. وبالتالي ، فإن التماس الحراري يحدد ضغوطًا إضافية داخل حجرة واحدة ، مما يمنع نقلها إلى الأجزاء المجاورة ، وبالتالي يمنع إضافتها وزيادتها.

إذا كان المبنى محميًا من التشوهات الرسوبية ، فإن التماس يسمى بالرسوبية. إنه يفصل جزءًا من المبنى عن الآخر تمامًا ، بما في ذلك الأساسات ، والتي ، بفضل هذا التماس ، قادرة على تحريك أحدهما بالنسبة للآخر في مستوى عمودي. في حالة عدم وجود طبقات ، يمكن أن تظهر الشقوق في أماكن غير متوقعة وتؤثر على قوة المبنى.

بالإضافة إلى المؤثرات الدائمة والمؤقتة ، هناك أيضًا تأثيرات خاصة على المباني. وتشمل هذه:

• الأحمال الزلزالية من الزلزال ؛
• تأثيرات متفجرة
• الأحمال الناشئة عن الحوادث أو تعطل معدات العملية ؛
• التأثيرات من التشوهات غير المتكافئة للقاعدة أثناء نقع التربة المنخفضة ، وأثناء ذوبان التربة الصقيعية ، وفي مناطق أعمال المناجم وأثناء الظواهر الكارستية.

وفقًا لمكان تطبيق الجهود ، يتم تقسيم الأحمال إلى مركزة (على سبيل المثال ، وزن المعدات) وتوزيعها بالتساوي (الوزن ، والثلج ، وما إلى ذلك).

حسب طبيعة الإجراء ، يمكن أن تكون الأحمال ثابتة ، أي ثابتة في الحجم بمرور الوقت ، على سبيل المثال ، نفس الوزن الخاص للهياكل ، وديناميكي (تأثير) ، على سبيل المثال ، هبوب الرياح أو تأثير الأجزاء المتحركة من المعدات (المطارق ، المحركات ، إلخ).

وبالتالي ، تعمل مجموعة متنوعة من الأحمال على المبنى من حيث الحجم والاتجاه وطبيعة العمل ومكان التطبيق (الشكل 5). يمكنك الحصول على مجموعة من الأحمال التي تعمل جميعها في نفس الاتجاه ، مما يعزز بعضها البعض.

أرز. 5. الأحمال والآثار على المبنى: 1- الرياح. 2 - الإشعاع الشمسي. 3 - هطول الأمطار (المطر والثلج) ؛ 4 - التأثيرات الجوية (درجة الحرارة ، الرطوبة ، المواد الكيميائية) ؛ 5 - الحمولة والوزن الخاص ؛ 6 - المؤثرات الخاصة ؛ 7 - الاهتزاز 8 - الرطوبة 9 - ضغط التربة ؛ 10- الضوضاء

تعتمد هياكل البناء على مثل هذه المجموعات غير المواتية من الأحمال. يتم إعطاء القيم المعيارية لجميع الجهود المبذولة في المبنى في SNiP. يجب أن نتذكر أن التأثيرات على الهياكل تبدأ من لحظة تصنيعها ، وتستمر أثناء النقل ، وأثناء تشييد المبنى وتشغيله.

Blagoveshchensky FA، Bukina E.F. التصاميم المعمارية. - م ، 1985.