ՈՒժի կառուցվածքով տներ. Ինչպե՞ս ապահովել անվտանգությունը բնանման կիրառման դեպքում

ՈՒժի կառուցվածքի ամբողջականության հասկացությունը բարդ շրջակա միջավայրում

Ինչո՞ւ է ոՒժի կառուցվածքով շինությունները ավելի հաճախ օգտագործվում բնանման և զբոսաշրջային շրջաններում

Պողպատը դարձել է շատ հայտնի այսպիսի ճարտարապետական կառույցների համար, քանի որ այն ամուր է՝ միևնույն ժամանակ թեթև, և լավ է աշխատում այն տեղերում, որտեղ կարևոր է շրջակա միջավայրի պահպանումը: Վերցրեք, օրինակ, նախասիրտական պողպատե խրճիթները: Ինչպես ցույց է տվել Construction Materials Journal-ի անցյալ տարվա հետազոտությունը, դրանց հիմքերի համար անհրաժեշտ է մոտ 40 տոկոսով պակաս փորտանում, քան սովորական բետոնե շենքերի դեպքում: Սա մեծ տարբերություն է անում այն տեղերում, որտեղ գործ ունենք խոցելի տարածքների հետ, ինչպիսիք են ծովափնյա ժայռերը կամ լեռների գագաթները: Պողպատե կառույցների մոդուլային բնույթը թույլ է տալիս աշխատակիցներին հավաքել կառույցները նույնիսկ անհարթ տարածքներում՝ առանց մեծ մեքենաներ միացնելու: Փորձեք պատկերացնել այն ճանապարհները, որոնք կախված են հովիտների վրա, կամ դիտահարթակները, որոնք տեղադրված են լեռների գագաթներին, որտեղ ավանդական մեթոդները պարզապես անհնար է կիրառել:

Կառուցվածքային ամրության հիմնական սկզբունքները շրջակա միջավայրի լարվածության պայմաններում

Երեք հիմնական գործոններ են ապահովում, որ պողպատը հուսալի աշխատի ծայրահեղ պայմաններում.

1. Բեռի բաշխում : Ճարճի համակարգերը նախագծված են այնպես, որ քամու և ձյան բեռը վերահաշվարկեն ուժեղացված ամրակայման կետերին
2. Կոռոզիայի դիմադրություն : Տաք ցածրող ցինկապատված ծածկույթները ապահովում են 50 տարի գերազանց պաշտպանություն խոնավ կամ ծովային կլիմայում
3. Ջերմային հատուկ հատկություններ : Փոփոխական միացումները կանխում են դեֆորմացիան ջերմաստիճանի սահմանային արժեքների դեպքում (-40°F-ից մինչև 120°F)

Պողպատի բնական ճկունությունը թույլ է տալիս 6–8% առաձգական դեֆորմացիա՝ առանց մշտական վնասվածքի, ինչը դարձնում է այն իդեալական երկրաշարժերի հակված շրջանների համար:

Ուսումնասիրություն. Պողպատե կաբինների աշխատանքը լեռնային ազգային պարկերում

2023 թվականի Սիերա Նևադայի ձնաբուքերի ընթացքում, երբ ձյան բարձրությունը հասավ 287 դյույմի, պողպատե կառուցվածքով երկաթուղային կայանները կառուցվածքային դեֆորմացիա չցուցաբերեցին, իսկ փայտե կառույցների 23%-ը վերանորոգման կարիք ունեին: Անկյունային ամրակները պահեցին սանդուղքի ամբողջականությունը 185 PSF ձնային բեռի տակ, իսկ օդափոխվող պատերի խոռոչները կանխեցին սառցե արգելակների առաջացումը:

Ճարտարապետական լուծումներ տարբեր տեսարանների համար՝ կախված բեռի կրող ունակությունից

Ճարտարապետները օգտագործում են տոպոլոգիական օպտիմալացման ծրագրաշար, որը նյութի զանգվածը 15–30% կրճատում է՝ պահպանելով բեռի կրող ունակությունը՝ ինչը կարևոր է հելիկոպտերով տրանսպորտավորման կարիք ունեցող հեռավոր վայրերի համար:

Միջազգային և տեղական պողպատե կառույցների անվտանգության ստանդարտներին համապատասխանություն

Միջազգային շենքերի կանոնադրությունից (IBC) պողպատե կառույցների համար հիմնական պահանջներ

Գեղատեսիլ վայրերում կառուցված պողպատե կառույցները պետք է հետևեն Միջազգային շենքերի կանոնադրության խիստ հանձնարարականներին: Պետք է հաշվի առնել քամու, ձյան և երկրաշրջանակի ազդեցությունը, հատկապես այն դեպքերում, երբ շենքերը կառուցված են լեռնալանջերին կամ ափերին, որտեղ եղանակային պայմանները կարող են լինել ծայրահեղ: Կանոնադրության 2205 բաժինը պահանջում է հատուկ ծածկույթներ, որոնք դիմադրում են ժանգին՝ ցանկացած պողպատե մասերի համար, որոնք կարող են թրջվել կամ ենթարկվել ծովային ցանթի ազդեցությանը: Նույնիսկ 16-րդ գլուխը ներկայացնում է նյութերի տեսակները, որոնք պետք է օգտագործվեն, և նշում է, թե ինչպես պետք է կատարվեն կապումները, որպեսզի ամեն ինչ ժամանակի ընթացքում պահպանվի իր ամբողջականությամբ: Գեղատեսիլ լանդշաֆտներում իրականացված շինարարական նախագծերի վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ այս կանոնները գործնականում լավ աշխատում են: Անցյալ տարի կատարված ուսումնասիրությունը վերլուծեց 120 տարբեր գեղատեսիլ տարածքների զարգացումներ և հայտնաբերեց, որ գրեթե բոլորը (մոտ 92%) այն նախագծերից, որոնք հետևում էին IBC ստանդարտներին, չէին պետքանք վերանորոգման ավարտից հետո հինգ տարվա ընթացքում:

AISC ստանդարտները և դրանց դերը պողպատե շրջանակի անվտանգությունն ապահովելու գործում

Պողպատի կառուցման ամերիկյան ինստիտուտը, կամ ԱՊԿԻ, ինչպես հաճախ կոչվում է, լրացուցիչ շերտեր է ավելացնում նրան, ինչ արդեն պահանջում է Միջազգային շենքերի կանոնակարգը՝ պողպատի արտադրության վերաբերյալ: Վերցրեք, օրինակ, AISC 303-22-ը: Այս փաստաթուղթը շատ խիստ սահմանափակումներ է սահմանում պտուտակային միացումների համար՝ թույլատրելով մոտավորապես 1,5 միլիմետր շեղում երկու ուղղությամբ: Եվ եթե կայծակից միացումներ կրում են ծանրությունը, նրանք նաև ցանկանում են, որ դրանք ստուգվեն ուլտրաձայնային մեթոդով: Ինչո՞ւ է սա այդքան կարևոր: Հաշվի առեք, օրինակ, բարձրացված դիտահարթակ: Եթե շինարարները պտուտակների մոմենտը ճիշտ չդնեն, կարող են առաջանալ խնդիրներ: Ըստ 2022 թ. Շինարարական անվտանգության զեկույցի՝ այդպիսի օբյեկտների անվտանգության գրեթե յուրաքանչյուր տասն խնդիրներից չորսը պայմանավորված էր այն բոլոր կառույցներում մոմենտի սխալ սահմանափակումներով, որոնք չէին հետևում կանոններին:

Բարդ կամ հեռավոր տեսարժան գոտիներում տեղական կանոնների կարգավորում

Միջազգային շենքերի կոդերը սկզբնական կետ են տալիս, սակայն ՅՈՒՆԵՍԿՕ-ի պաշտպանվող տարածքների մոտ չորսից երեքը փաստացի լրացուցիչ կանոններ ունեն: Օրինակ՝ լեռնային շրջաններում սովորաբար ցանկանում են, որ սյուները նեղանան վերևից, որպեսզի չելնեն տեսողականորեն: Նրանց հերթին, ափի մոտ գտնվող վայրերը պնդում են, որ պետք է օգտագործվի հատուկ մշակված պողպատ, որը կարող է դիմանալ աղի ջրի ազդեցությանը ամբողջությամբ աշխատանքային առնվազն երկու շաբաթ: Վաղ փուլում ներգրավել էկոլոգիական խմբերը մեծ տարբերություն է կատարում, երբ խոսքը գալիս է այն մասին, թե որքան խորության վրա պետք է հիմնակայները լինեն սառցե կլիմայում, կամ համոզվել, որ կենդանիների ներգաղթի ուղիները անփոփոխ մնան անտառապատ տարածքներում: Անցյալ տարվա շինարարական նախագծերի վերաբերյալ վերջերս կատարված վերլուծությունը նաև հետաքրքիր բան ցույց տվեց. այն նախագծերը, որոնք հետևում էին ինչպես ստանդարտ IBC հղումներին, այնպես էլ տեղական կանոններին, հաստատման ընթացքում կիսով չափ պակաս ուշացումներ էին առաջանում նրանց համեմատ, ովքեր հետևում էին միայն հիմնական ստանդարտներին:

Համապատասխանության հուշում. Նախագծման ընթացքում կիրառեք BIM-ի բախումների հայտնաբերում՝ կառուցապատման սկզբից առաջ կանխօրոք լուծելու կանոնադրական վեց 89%-ը (2024 թ. AEC արդյունաբերության չափանմուշ):

Պողպատե տների համար քամու, երկրաշրջանական և ծայրահեղ եղանակային դիմադրություն

Ինչպես են պողպատե շրջանակներով համակարգերը դիմադրում ուժեղ քամիներին և երկրաշրջանական ակտիվությանը

Պողպատի ճկունությունը՝ զուգահեռված նրա ամրության հետ քաշի նկատմամբ, նշանակում է, որ դրանից պատրաստված շենքերը լարված վիճակում կարող են ծռվել՝ փոխարենը ամբողջովին կոտրվելու: Սա շատ կարևոր է այն տեղերում, որտեղ հաճախ են լինում հրաբխային փոթորիկներ կամ երկրաշարժեր: Այսօրվա պողպատե կառույցները հեշտությամբ դիմանում են 150 մղոն/ժամից ավելի արագությամբ փոթորիկներին՝ չորրորդ կարգի փոթորիկների համար սանդղակով: Նրանք նաև կլանում են մոտ քառասուն տոկոսով պակաս էներգիա այլ նյութերի համեմատ, որոնք այդքան լավ չեն ծռվում: Երբ ինչ-որ բան ուժեղ հարվածում է այս կառույցներին, ուժը բաշխվում է ամբողջ կառույցի վրա, այլ ոչ թե կենտրոնանում մեկ կետում, ինչը օգնում է կանխել խոշոր դեֆորմացիաներ: Վերջերս Ֆեդերալ արտակարգ իրավիճակների կառավարման գործակալությունը զեկուցել է, որ պողպատից պատրաստված շենքերը երկրաշարժերից հետո ընդհանուր առմամբ մոտ վաթսուներկու տոկոսով պակաս վնասվածքներ են կրում՝ Ռիխտերի սանդղակով յոթ կամ ավելի միավոր ցուցանիշ ունեցող երկրաշարժերի դեպքում, համեմատած նույն չափի բետոնե կառույցների հետ:

Ուսումնասիրություն. Պողպատե տներ, որոնք դիմադրել են փոթորիկներին ծովափնյա հանգամանքներում

Ֆլորիդայի Կղզիներում պողպատե տները ցուցադրել են բացառիկ դիմադրություն: 2022 թվականի փոթորիկից հետո կատարված հարցման արդյունքում պարզվեց, որ պողպատե կառուցվածքով 97%-ը կանգուն է մնացել 4-րդ կարգի փոթորիկների ժամանակ, իսկ փայտե կառույցներից՝ 53%: Հաջողության գործոններն են.

• Անընդհատ բեռի ճանապարհներ, որոնք փոթորկի ուժերը անմիջապես փոխանցում են հիմքերին
• Հարվածին դիմադրող շենքի պատնեշ, որը դասակարգված է 200 մղոն/ժամ արագությամբ սեղմված մասերի համար
• Բարձրացված հիմքեր՝ նվազեցնելով ծովային ալիքների վտանգը

Այս ինժեներական լուծումները հաստատում են պողպատի հարմարավետությունը բարձր ռիսկային տեսարժան տարածքներում, որտեղ անհրաժեշտ է նվազագույն նորոգում փոթորկից հետո

Նախագծման ռազմավարություններ հարմարանքի բարձրացման համար՝ օգտագործելով ամրակայում և դամփերային համակարգեր

Գերազանց ամրակայման համակարգերը՝ ինչպիսիք են էքսցենտրիկ և ծնկային ամրակայումները, բարելավում են փոթորկի դիմադրությունը 30–50%-ով, իսկ տունիրով զանգվածի դամփերները նվազեցնում են երկրաշարժային տատանումները 65%-ով բազմահարկ շենքերում: Երբ այս համակարգերը միավորվում են այլ տեխնոլոգիաների հետ, դրանք զգալիորեն բարձրացնում են արդյունավետությունը.

Այս շերտավոր մոտեցումը երկարաժամկետ անվտանգություն է ապահովում ծովափնյա բլուրներում կամ բարձրադիր հանգստյան վայրերում նման բաց տարածքներում:

Նյութի որակ և կոռոզիայից պաշտպանություն բաց կլիմայում

Գեղատեսիլ տարածքների պողպատե կառույցները ենթարկվում են խոնավության, աղի ջրի և ջերմաստիճանի տատանումների ծայրահեղ ազդեցության: Երկարաժամկետ մաշվածությունը կախված է նյութերի ստանդարտներին խիստ հետևելուց և կոռոզիայի դեմ արդյունավետ պաշտպանությունից:

Գեղատեսիլ տարածքներում տեղադրման համար անհրաժեշտ նյութերի ստանդարտներ և փորձարկումներ

ASTM A500 և AISC 360-22 ստանդարտները սահմանում են կառուցվածքային պողպատի բարձր որակի չափանիշները՝ հիմնականում նշելով, որ ցանկացած կրող կոնստրուկցիայի համար անհրաժեշտ է առնվազն 50 կսի (կամ 345 ՄՊա) թույլատրելի լարվածություն: Այս նյութերի իրական շրջակա միջավայրի լարվածություններին դիմակայելու ունակությունը ստուգելու համար անկախ լաբորատորիաները կատարում են տարբեր փորձարկումներ: Դրանցից մեկը աղային ցրտումն է, որը արագացնում է կոռոզիան, ինչը ըստ NACE TM0169 հղման ստանդարտի նմանակում է պողպատի օվկիանոսի մոտ կես դար գտնվելու հետևանքները: Երբ խոսքը բարձրադիր շինությունների մասին է, որտեղ ջերմաստիճանները իջնում են սառցակալման կետից ներքև, կիրառվում է մեկ այլ փորձարկում՝ կրիոգեն հարվածային փորձարկում՝ կատարվող -40 աստիճան Ցելսիուսով: Սա օգնում է որոշել, թե արդյոք մետաղը կճեղքվի չափազանց ցուրտ պայմաններում, որոնք կարող են առաջանալ 2000 մետրից ավելի բարձրության վրա:

Խոնավ, ծովային և ալպիյան շրջակա միջավայրերում կոռոզիայի կանխարգելման մեթոդներ

Տաք ցածրադիր ցինկապատումը՝ ցինկի 5,8 ունցիա կամ ավելի շերտով քառակուսի ոտնի հաշվարկով, կարող է պաշտպանել մետաղական մակերեսները ավելի քան 40 տարի, նույնիսկ աղի ծովափային օդի պայմաններում: Էպոքսիդային պոլիուրեթանային հիբրիդները նույնպես լավ աշխատում են՝ դիմադրելով արևի վնասակար ազդեցությանը, երբ օգտագործվում են բարձր բարձրություններում, որտեղ ՈՒՖ ճառագայթումը ինտենսիվ է: Տարբեր մետաղներից պատրաստված մասերի համատեղ աշխատանքի դեպքում մագնեզիումի կամ ցինկի հանդիսացող զիջաբար անոդները օգնում են կանխել տարբեր նյութերի միջև առաջացող կոռոզիան: Հատկապես ծովափերի մոտ ԱՍՏՄ A123 ստանդարտներին համապատասխանող պտուտակների և PTFE պարանոցների օգտագործումը ստեղծում է խցանային կոռոզիայի դեմ պաշտպանություն, որը հակ tendency է առաջանալու բաղկացուցիչ մասերի միջև առկա խցիկներում:

Պողպատի երկարաժամկետ դիմադրությունը ծայրահեղ կամ բարձրացված պայմաններում

Երբ այդ պաշտպանիչ պատվաստումը սկսում է ձևավորվել մետաղական մակերեսներին, ամպրոպային կոռոզիան իսկապես դանդաղում է: Վերցրեք օրինակ A588 եղանակային պողպատը, որը կոռոզիայի ենթարկվում է տարեկան կես միլից պակաս հաճախականությամբ այդ բարձրադիր ալպիական շրջաններում՝ համաձայն 2023 թվականի NIST հետազոտության: Անապատում, որտեղ ջերմաստիճանը կարող է փոփոխվել 50 աստիճան Ցելսիուսով ցերեկից գիշեր ընթացքում, ինժեներները կառույցների երկայնքով մոտավորապես յուրաքանչյուր 40 մետրը մեկ տեղադրում են ջերմային ընդարձակման հանգույցներ: Այդ հանգույցները օգնում են կանխել ճեղքերի առաջացումը այդ բարձր ջերմային լարվածության պայմաններում: Եվ երբ շինարարություններ են իրականացվում լեռներում՝ 3000 մետրից բարձր բարձրության վրա, շինարարական թիմերը օգտագործում են ASTM A514 պողպատ: Ինչո՞ւ: Որովհետև այս հատուկ համաձուլվածքը պահպանում է իր ամրության մոտ 90 տոկոսը՝ նույնիսկ այն դեպքում, երբ ջերմաստիճանը իջնում է 60 աստիճան Ցելսիուսից ցածր: Դա տրամաբանական է ցանկացած մարդու համար, ով աշխատում է ծայրահեղ կլիմայական պայմաններում:

Հիմք, սանդղահարթակ և միացման համակարգեր՝ առավելագույն կայունություն ապահովելու համար

Ամուր հիմք և ամրացման լուծումներ ժայռոտ կամ անկայուն տարածքների համար

Հիմքերը, որոնք հատուկ նախագծված են դժվար ռելիեֆի համար, կառուցվածքային կայունության տեսանկյունից իսկապես մեծ տարբերություն են կազմում: Քարքարոտ տարածքներում ամուր փոքրաքարի մեջ 4-ից 6 ոտնաչափ խորությամբ անցքեր փորելը շատ ավելի լավ աջակցություն է ապահովում, քան սովորական մակերեսային հիմքերը: 2023 թվականի Geotechnical Engineering Today հրատարակության ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ այս մեթոդը կարող է նստման հետ կապված խնդիրները կրճատել երկու երրորդից մինչև չորս հինգերորդ: Այն տեղերում, որտեղ հողը այդքան կայուն չէ, հետաձիգ խցանները միավորելով աստիճանավանդ հիմքերի հետ, նույնպես հիանալի արդյունքներ են տալիս: Այս համակարգերը կշիռը բաշխում են տարբեր կետերի վրա և իրականում բավականին լավ են համատեղվում հողի փոքր տեղաշարժերի հետ՝ առանց խնդիրներ ստեղծելու: Կառույցները ամրացնելու համար օգտագործվող հիմնական մեթոդներից են...

• Ցինկապատված պողպատե հողային անկախներ՝ 25% ավելի բարձր դուրս քաշման դիմադրությամբ
• Լատերալ կայունության համար խաչաձև ամրակայում սեյսմիկ գոտիներում
• Փոփոխվող մշտական սառույցի դիմաց դիմացկուն հիմքեր ալպիական շրջանների համար

Տանիքի նախագծում և ձնային բեռի կառավարում ցուրտ կլիմայով բնանկարային շրջաններում

Բարձրակարգ սալիկները հաղորդակցված են 150 ֆունտ սանդղակի բեռի նկատմամբ՝ օպտիմալ տրասերի հեռավորությամբ (¤24") և երկշար սալիկներով: Արդյունավետ միջոցառումներից են.

• 30°–45° թեքությամբ սալիկներ՝ սառույցի դիմադրուն ծածկոցներով, որպեսզի նվազեցվի կուտակումը
• Կոմպոզիտային սալիկներ, որոնք ապահովում են R-30 մեկուսացում՝ աշխատելու համար -40°F պայմաններում
• Անընդհատ ձնային պաշտպաններ՝ հնարավոր դարձնելով վերահսկվող ձյան շերտի անկումը

Խողովակների միացում ամրակներով և էլեկտրական լարմամբ. Անվտանգություն և տևողականություն հեռավոր մետալակառույցներում

Այն գեղատեսիլ հատվածներում, որտեղ տեղադրման արագությունը կարևոր է, իսկ հողային պայմանները կարող են անսպասելիորեն փոխվել, որպես կանոն, ընտրվում են պտուտակային միացումները: Ուսումնասիրությունները տեղադրումներից ցույց են տալիս, որ այս պտուտակային միացումները պահպանում են իրենց 97%-ին համարժեք ամրությունը՝ նույնիսկ տասը տարի ափի երկայնքով տեղադրված լինելուց հետո: Սա շատ բարձր ցուցանիշ է՝ համեմատած կապված միացումների 89%-ի հետ, ինչը նշված է նյութերի կատարողականի մասին անցյալ տարվա հետազոտության մեջ: Այնուամենայնիվ, կառույցների համար, որոնք պետք է լրացուցիչ կայունություն ունենան, հատկապես երկրաշրջաններում կառուցված կառույցների համար կամ այն հատվածներում, որտեղ ուժեղ քամիներ են և անընդհատ աջակցությունը կարևոր է, լցնումը մնում է լավագույն ընտրությունը՝ չնայած այն ավելի երկար տևող տեղադրման ժամանակին:

Բետոնի և կոմպոզիտային նյութերի ինտեգրումը կայունության բարձրացման համար

Հիբրիդային համակարգերը բարձրացնում են կատարողականը. բետոնով լցված պողպատե խողովակները (CFST) ավազանների շրջաններում սեղմման դիմացկունությունը մեծացնում են 40%-ով: Պողպատե հոծանների և նախապատրաստված սալերի համադրությամբ կառուցված կոմպոզիտային հարկերը կրակի նկատմամբ դիմացկունությունը 30%-ով գերազանցում են սովորական դիզայններին: Էկոլոգիապես զգայուն բարձրացված անցուղիների համար.

• Գորշ թելերով ամրացված պոլիմերային (GFRP) հատակը նվազեցնում է կոռոզիան և սպասարկման կարիքը
• Կաուչուկե իզոլյացված միացումները թուլացնում են հետևի երթևեկության դեմ առաջացած թրթիռները

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ինչո՞ւ են պողպատե կառույցներն օգտագործվում տեսարժան և զբոսաշրջային շրջաններում

Տեսարժան և զբոսաշրջային շրջաններում նախընտրելի են պողպատե կառույցները՝ իրենց ամրության, թեթև քաշի, շրջակա միջավայրի նկատմամբ զգայունության և ծանր սարքավորումների առանց դժվարին տեղանքներում կառուցելու կարողության շնորհիվ:

Որո՞նք են պողպատե կառույցների ամբողջականությունը ծայրահեղ միջավայրերում պահպանելու հիմնական գործոնները

Հիմնական գործոններն են ճարճի համակարգերով բեռի բաշխումը, ցինկապատման ծածկույթների միջոցով կոռոզիայի դիմադրությունը և ընդարձակման հոլովակների միջոցով ջերմային փոխհատուցումը

Ինչպե՞ս են պողպատե կառույցները դիմադրում ուժեղ քամիներին և երկրաշարժերին

Պողպատե կառույցները նախագծված են այնպես, որ լարվածության դեպքում ծռվեն, բայց չերեսեն։ Այս ճկունությունը, զուգակցված ամրության հետ, օգնում է դիմադրել 150 մղոն/ժամից ավելի ուժեղ քամիներին և երկրաշարժերի ժամանակ հավասարաչափ բաշխել ուժերը

Ո՞ր ստանդարտներն են ղեկավարում գեղատեսիլ վայրերում պողպատե կառույցների շինարարությունը

Գեղատեսիլ վայրերում գտնվող պողպատե կառույցները համապատասխանում են Միջազգային շենքերի կանոնադրությանը (IBC) և կարող են հետևել նաև Ամերիկյան պողպատե կառույցների ինստիտուտի (AISC) ստանդարտներին՝ արտադրության և անվտանգության համար