أنواع التأثير على المباني والهياكل. آلية التأثيرات الزلزالية على المباني والمنشآت. الأحمال والإجراءات على المباني

أثناء عملية البناء وأثناء التشغيل، يتعرض المبنى لأحمال مختلفة. والمادة الإنشائية نفسها تقاوم هذه القوى، وتنشأ فيها ضغوط داخلية. سلوك مواد بناءوالهياكل تحت تأثير القوى والأحمال الخارجية تتم دراستها بواسطة الميكانيكا الإنشائية.

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

تشمل الأحمال الدائمة الوزن الميت للمبنىوالتي تتكون بشكل رئيسي من الوزن العناصر الهيكليةالتي تشكل الإطار الداعم لها. يعمل الوزن الذاتي باستمرار في الوقت المناسب ومن الأعلى إلى الأسفل. وبطبيعة الحال، الضغوط في المواد الهياكل الحاملةسيكون هناك دائمًا المزيد في أسفل المبنى مقارنة بالأعلى. 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.

فقط في السنوات الاخيرةواجه البنائين والمصممين مشكلة جديدة تمامًا: ليس كيفية دعم المبنى بشكل آمن على الأرض، ولكن كيفية "ربطه" وتثبيته على الأرض بحيث لا يتم تمزيقه عن الأرض بسبب تأثيرات أخرى، وخاصة قوى الرياح . حدث هذا لأن وزن الهياكل نتيجة لاستخدام مواد جديدة عالية القوة ومخططات التصميم الجديدة كان يتناقص باستمرار، وكانت أبعاد المباني تنمو. زادت المساحة التي تعمل عليها الرياح، وبعبارة أخرى، انحراف القذيفه بفعل الهواء للمبنى. وأخيرًا، أصبح تأثير الريح أكثر "ثقلًا" من تأثير وزن المبنى، وبدأ المبنى يميل إلى الارتفاع عن الأرض.

هي واحدة من الأحمال المؤقتة الرئيسية. ومع زيادة الارتفاع، يزداد تأثير الرياح. لذلك، في الجزء الأوسط من روسيا، يفترض 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، سواحل البحريزداد تأثير الرياح بشكل كبير. على سبيل المثال، في بعض مناطق الساحل في القطب الشمالي وبريموراي، تكون القيمة القياسية لضغط الرياح على ارتفاع يصل إلى 10 أمتار هي 1 كيلو باسكال. تظهر مساحة متخلخلة على الجانب المواجه للريح من المبنى، مما يخلق ضغطًا سلبيًا - شفطًا، مما يزيد من التأثير الإجمالي للرياح. تغير الرياح الاتجاه والسرعة. تخلق هبوب الرياح القوية أيضًا تأثيرًا ديناميكيًا صادمًا 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 به رياح قوية أبدًا، أصبح عاصفًا جدًا مع تشييد مباني 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 تثير الغبار بالفعل وتحوم بقصاصات من الورق، ويصبح الأمر مزعجًا. يعتبر المبنى الشاهق عائقًا قويًا أمام حركة الهواء. عند ضرب هذا الحاجز، تنقسم الرياح إلى عدة تيارات. بعضهم يدور حول المبنى، والبعض الآخر يندفع إلى الأسفل، ثم بالقرب من الأرض يذهبون أيضًا إلى زوايا المبنى، حيث يتم ملاحظة أقوى التيارات الهوائية، أسرع 2-3 مرات من الرياح التي قد تهب في هذا المكان إذا لم يكن هناك مبنى. في المباني الشاهقة جدًا، يمكن أن تصل قوة الرياح عند قاعدة المبنى إلى درجة تؤدي إلى سقوط المشاة.

تصل سعة الاهتزازات للمباني الشاهقة أحجام كبيرةمما يؤثر سلبا على رفاهية الناس. يتسبب صرير الإطار الفولاذي وأحيانًا صريره لأحد أطول المباني في العالم في مركز التجارة الدولي في نيويورك (يبلغ ارتفاعه 400 متر) في إثارة القلق بين الأشخاص في المبنى. من الصعب جدًا توقع وحساب تأثير الرياح في المباني الشاهقة مسبقًا. حاليا، يلجأ البناة إلى إجراء تجارب في نفق الرياح. تماما مثل بناة الطائرات! إنهم يفجرون نماذج للمباني المستقبلية فيها ويحصلون إلى حد ما على صورة حقيقية لتيارات الهواء وقوتها.

ينطبق أيضًا على الأحمال الحية. وينبغي إيلاء اهتمام خاص لتأثير حمل الثلوج على المباني ذات الارتفاعات المختلفة. على الحدود بين الأجزاء المرتفعة والمنخفضة من المبنى، يظهر ما يسمى "كيس الثلج"، حيث تجمع الرياح الانجرافات الثلجية بأكملها. في درجات حرارة متغيرة، عندما يحدث ذوبان الجليد وإعادة تجميده بالتناوب، وفي الوقت نفسه تصل هنا أيضًا الجزيئات العالقة من الهواء (الغبار والسخام)، ويصبح الثلج، أو بالأحرى، كتل الجليد ثقيلة وخطيرة بشكل خاص. يتساقط الغطاء الثلجي بسبب الرياح بشكل غير متساو سواء على المستوى المسطح أو على أسطح مائلة، مما يخلق حملاً غير متماثل، مما يسبب ضغوطًا إضافية في الهياكل.

مؤقت يشمل (التحميل من الأشخاص الذين سيكونون في المبنى، المعدات التكنولوجيةوالمواد المخزنة وما إلى ذلك).

تنشأ الضغوط في المبنى من التعرض لحرارة الشمس والصقيع. ويسمى هذا التأثير درجة الحرارة والمناخ. مع تسخين أشعة الشمس، تزيد هياكل البناء من حجمها وحجمها. التبريد أثناء الصقيع، فإنها تنخفض في الحجم. مع مثل هذا "التنفس" للمبنى، تنشأ الضغوط في هياكله. إذا كان المبنى ذو مدى كبير فإن هذه الضغوطات يمكن أن تصل إلى قيم عالية تتجاوز المسموح بها، وسيبدأ المبنى في الانهيار.

تنشأ أيضًا ضغوط مماثلة في مادة البناء عندما تسوية غير متساوية للمبنى، والذي يمكن أن يحدث ليس فقط بسبب اختلاف قدرة التحمل للقاعدة، ولكن أيضًا بسبب الاختلاف الكبير في الحمولة أو الوزن الساكن للأجزاء الفردية من المبنى. على سبيل المثال، يحتوي المبنى على أجزاء متعددة الطوابق 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 أساسات جزء من طابق واحد، مما قد يسبب تسوية غير متساوية للمبنى. لإزالة الضغوط الإضافية من التأثيرات الرسوبية ودرجة الحرارة، يتم "قطع" المبنى إلى حجرات منفصلة مع وصلات التمدد.

إذا كان المبنى محميًا من تشوهات درجة الحرارة، فإن التماس يسمى درجة الحرارة. إنه يفصل هياكل جزء من المبنى عن جزء آخر، باستثناء الأساسات، لأن الأساسات، الموجودة في الأرض، لا تتعرض لتأثيرات درجة الحرارة. وبالتالي فإن التماس الحراري يقوم بتمركز الضغوط الإضافية داخل حجرة واحدة، مما يمنع انتقالها إلى الأجزاء المجاورة، وبالتالي يمنع إضافتها وزيادتها.

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

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

• الأحمال الزلزالية من الزلزال.
• الآثار المتفجرة.
• الأحمال الناشئة عن الحوادث أو أعطال المعدات التكنولوجية؛
• الآثار الناجمة عن التشوهات غير المستوية للقاعدة أثناء نقع التربة المنخفضة، أثناء ذوبان التربة دائمة التجمد، في مناطق أعمال المناجم وأثناء الظواهر الكارستية.

وفقا لمكان تطبيق الجهود، يتم تقسيم الأحمال إلى مركزة (على سبيل المثال، وزن المعدات) وموزعة بالتساوي (وزنها، الثلج، إلخ).

بحكم طبيعة العمل، يمكن أن تكون الأحمال ثابتة، أي ثابتة الحجم بمرور الوقت، على سبيل المثال، نفس وزن الهياكل، وديناميكية (صدمة)، على سبيل المثال، هبوب الرياح أو تأثير الأجزاء المتحركة من المعدات (المطارق والمحركات وغيرها).

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 والتأثيرات على المبنى: 1- الرياح. 2- اشعاع شمسي; 3 - هطول الأمطار (المطر والثلج)؛ 4- المؤثرات 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.

بلاغوفيشتشينسكي إف إيه، بوكينا إي إف. التصاميم المعمارية . - م.، 1985.

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

ل قوةتشمل التأثيرات أنواع مختلفةالأحمال:

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

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

المدى القصير- من وزن (كتلة) المعدات المتنقلة (على سبيل المثال، الرافعات في المباني الصناعية)، والناس، والأثاث، والثلوج، من عمل الرياح؛

خاص- من التأثيرات الزلزالية، والتأثيرات الناتجة عن تعطل المعدات، وما إلى ذلك.

ل غير قسريةيتصل:

درجة حرارة تأثيرمما يسبب تغيرات في الأبعاد الخطية للمواد والهياكل، مما يؤدي بدوره إلى حدوث تأثيرات القوة، وكذلك التأثير على النظام الحراري للغرفة؛

التعرض للرطوبة الجوية والأرضية، و رطوبة بخارية،الموجودة في الجو وفي هواء المبنى مما يسبب تغيراً في خواص المواد التي تصنع منها هياكل البناء.

حركة الهواءلا يسبب الأحمال (مع الرياح) فحسب، بل يتسبب أيضًا في اختراقها للهيكل والمباني، وتغيير الرطوبة والظروف الحرارية؛

التعرض للطاقة الإشعاعيةالشمس (الإشعاع الشمسي) التي تسبب، نتيجة للتدفئة المحلية، تغييرا في الخصائص الفيزيائية والفنية للطبقات السطحية للمادة والهياكل، وتغيير في النظام الضوئي والحراري للمباني؛

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

الآثار البيولوجيةالناجمة عن الكائنات الحية الدقيقة أو الحشرات، مما يؤدي إلى تدمير الهياكل المصنوعة من مواد البناء العضوية؛

التعرض للطاقة الصوتية(الضوضاء) والاهتزازات من مصادر داخل أو خارج المبنى.

مكان الجهد الأحمالمقسمة إلى ركز(على سبيل المثال وزن المعدات) و يساويبشكل مدروسوزعت(وزنه، الثلج).

وفقا لطبيعة الحمل، يمكن أن يكون ثابتة، أي. ثابت الحجم مع مرور الوقت و متحرك(طبول).

في الاتجاه - أفقي (ضغط الرياح) وعمودي (الوزن الساكن).

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

أرز. 2.3. الأحمال والتأثيرات على المبنى.

قد يتم الحصول على مثل هذا المزيج من الأحمال، حيث ستعمل جميعها في نفس الاتجاه، مما يعزز بعضها البعض. تعتمد هياكل البناء على مثل هذه المجموعات غير المواتية من الأحمال. يتم إعطاء القيم المعيارية لجميع الجهود المبذولة في المبنى في DBN أو SNiP.

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

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي

FSBEI HPE "جامعة ولاية باشكير"

معهد الإدارة وأمن الأعمال

قسم الاقتصاد والإدارة والمالية

امتحان

موضوع: صيانةالمباني والهياكل

الموضوع: أنواع التأثير على المباني والمنشآت

تم إكماله بواسطة: طالب من مجموعة EUKZO-01-09

شاجيماردانوفا إل إم.

تم الفحص بواسطة: فيدوتوف يو.د.

مقدمة

تصنيف الحمل

تحميل مجموعات

خاتمة

مقدمة

عندما يتم تشييد المباني والهياكل بالقرب من المباني والهياكل القائمة أو بالقرب منها، تحدث تشوهات إضافية للمباني والهياكل التي تم تشييدها مسبقًا.

وتبين التجربة أن إهمال الشروط الخاصة لمثل هذا البناء يمكن أن يؤدي إلى ظهور تشققات في جدران المباني المشيدة سابقاً وتشوهات الفتحات والتشوهات. رحلات من الدرج، إلى تحول ألواح الأرضيات والدمار بناء الهياكل، أي. لتعطيل التشغيل العادي للمباني، وأحيانا حتى للحوادث.

مع البناء الجديد المخطط له في المنطقة المبنية، يجب على العميل والمصمم العام، بمشاركة المنظمات المهتمة التي تدير المباني المحيطة، حل مسألة مسح هذه المباني في منطقة تأثير البناء الجديد.

المبنى المجاور هو مبنى قائم يقع في منطقة تأثير تسوية أساسات مبنى جديد أو في منطقة تأثير تشييد مبنى جديد على تشوه أساسات وهياكل المبنى القائم. يتم تحديد منطقة التأثير أثناء عملية التصميم.

تصنيف الحمل

اعتمادا على مدة عمل الأحمال، ينبغي التمييز بين الأحمال الدائمة والمؤقتة (طويلة الأجل، قصيرة الأجل، خاصة). يجب أن تؤخذ الأحمال الناشئة أثناء تصنيع الهياكل وتخزينها ونقلها، وكذلك أثناء بناء الهياكل، في الاعتبار في الحسابات كأحمال قصيرة الأجل.

أ) وزن أجزاء الهياكل، بما في ذلك وزن الهياكل الحاملة والمرفقة؛

ب) وزن وضغط التربة (السدود، الردم)، ضغط الصخور.

يجب أن تؤخذ في الاعتبار قوى الإجهاد المسبق المحتجزة في الهيكل أو الأساس في الحسابات كقوى ناتجة عن الأحمال الدائمة.

أ) وزن الفواصل المؤقتة والجص وقواعد المعدات؛

ب) وزن المعدات الثابتة: الآلات والأجهزة والمحركات والخزانات وخطوط الأنابيب مع تركيباتها ومحاملها وعوازلها وناقلاتها وآلات الرفع الدائمة بحبالها وموجهاتها وكذلك وزن السوائل و المواد الصلبةمعدات التعبئة؛

ج) ضغط الغازات والسوائل والمواد الصلبة السائبة في الخزانات وخطوط الأنابيب، الضغط الزائدوتخلخل الهواء الذي يحدث أثناء تهوية المناجم؛

د) الأحمال الأرضية من المواد المخزنة ومعدات الأرفف المستودعاتوالثلاجات ومخازن الحبوب ومستودعات الكتب والمحفوظات والأماكن المماثلة؛

ه) التأثيرات التكنولوجية لدرجة الحرارة من المعدات الثابتة؛

و) وزن طبقة الماء على الأرصفة المسطحة المليئة بالمياه؛

ز) وزن رواسب الغبار الصناعي، إذا لم يتم استبعاد تراكمها بالتدابير المناسبة؛

ح) الأحمال من الأشخاص والحيوانات والمعدات على أرضيات المباني السكنية والعامة والزراعية ذات القيم القياسية المخفضة.

ط) الأحمال الرأسية من الرافعات العلوية والعلوية بقيمة قياسية مخفضة يتم تحديدها بضرب الإجمالي القيمة المعياريةالحمل الرأسي من رافعة واحدة في كل امتداد للمبنى بالمعامل: 0.5 - لمجموعات أوضاع تشغيل الرافعة 4K-6K؛ 0.6 - لمجموعة وضع التشغيل للرافعات 7K؛ 0.7 - لمجموعة وضع تشغيل الرافعة 8K. يتم قبول مجموعات أوضاع تشغيل الرافعة وفقًا لـ GOST 25546-82؛

ي) أحمال الثلوج بقيمة تصميمية مخفضة، يتم تحديدها بضرب قيمة التصميم الكاملة بعامل 0.5.

ك) التأثيرات المناخية لدرجات الحرارة مع انخفاض القيم القياسية المحددة وفقا لتعليمات الفقرات. 8.2-8.6 بشرط q1 = q2 = q3 = q4 = q5 = 0، DI = DVII = 0؛

ل) التأثيرات الناجمة عن تشوهات القاعدة، غير المصحوبة بتغيير أساسي في بنية التربة، وكذلك ذوبان التربة دائمة التجمد؛

م) التأثيرات الناجمة عن التغيرات في الرطوبة وانكماش وزحف المواد.

في المناطق ذات معدل الحرارةيناير - 5 درجات مئوية وما فوق (وفقًا للخريطة 5 من الملحق 5 لـ SNiP 2.01.07-85*)، لم يتم تحديد أحمال الثلوج ذات القيمة التصميمية المخفضة.

أ) أحمال المعدات الناشئة في أوضاع بدء التشغيل والعابرة والاختبار، وكذلك أثناء إعادة ترتيبها أو استبدالها؛

ب) وزن الأشخاص ومواد الإصلاح في مجالات صيانة وإصلاح المعدات؛

ج) الأحمال من الأشخاص والحيوانات والمعدات على أرضيات المباني السكنية والعامة والزراعية ذات القيم القياسية الكاملة، باستثناء الأحمال المحددة في البند 1.7، أ، ب، د، هـ؛

د) الأحمال من معدات المناولة المتنقلة (الرافعات الشوكية، والسيارات الكهربائية، ورافعات التكديس، والرافعات، وكذلك من الرافعات العلوية والعلوية بقيمة قياسية كاملة)؛

ه) أحمال الثلوج ذات القيمة التصميمية الكاملة؛

و) التأثيرات المناخية لدرجات الحرارة بالقيمة القياسية الكاملة؛

ز) أحمال الرياح.

ح) الأحمال الجليدية.

أ) الآثار الزلزالية.

ب) التأثيرات المتفجرة؛

ج) الأحمال الناجمة عن الاضطرابات الحادة العملية التكنولوجيةأو عطل مؤقت أو تعطل المعدات؛

د) التأثيرات الناجمة عن تشوهات القاعدة المصحوبة بتغيير أساسي في بنية التربة (أثناء نقع التربة المنخفضة) أو هبوطها في مناطق أعمال المناجم والكارست.

تحميل مجموعات

يجب أن يتم حساب الهياكل والأساسات للحالات الحدية للمجموعتين الأولى والثانية مع مراعاة مجموعات الأحمال غير المواتية أو الجهود المقابلة.

يتم إنشاء هذه المجموعات من خلال تحليل المتغيرات الحقيقية للعمل المتزامن للأحمال المختلفة للمرحلة المدروسة من الهيكل أو تشغيل الأساس.

اعتمادًا على تركيبة الأحمال المأخوذة بعين الاعتبار، ينبغي التمييز بين:

أ) المجموعات الرئيسية من الأحمال، التي تتكون من دائمة وطويلة الأجل وقصيرة الأجل،

ب) مجموعات خاصة من الأحمال تتكون من الأحمال الدائمة والطويلة والقصيرة وواحدة من الأحمال الخاصة.

يجب تضمين الأحمال الحية ذات القيمتين القياسيتين في مجموعات على المدى الطويل - عند الأخذ في الاعتبار القيمة القياسية المخفضة، وعلى المدى القصير - عند الأخذ في الاعتبار القيمة القياسية الكاملة.

في مجموعات الأحمال الخاصة التي تتضمن أحمالًا متفجرة أو تصادمية عربةمع أجزاء من الهياكل، يُسمح بعدم مراعاة الأحمال قصيرة المدى المحددة في الفقرة 1.8.

عند الأخذ في الاعتبار المجموعات التي تتضمن أحمالًا حية دائمة وعلى الأقل اثنين، يجب ضرب القيم التصميمية للأحمال الحية أو القوى المقابلة لها بعوامل مجمعة تساوي:

في المجموعات الأساسية للأحمال طويلة المدى y1 = 0.95؛ على المدى القصير y2 = 0.9:

في مجموعات خاصة للأحمال طويلة المدى y1 = 0.95؛ للمدى القصير y2 = 0.8، باستثناء الحالات المنصوص عليها في معايير تصميم الهياكل للمناطق الزلزالية وفي معايير التصميم الأخرى للهياكل والأساسات. وفي هذه الحالة يجب قبول الحمل الخاص دون تخفيض.

في المجموعات الرئيسية، عند الأخذ في الاعتبار ثلاثة أو أكثر من الأحمال قصيرة المدى، يُسمح بضرب قيمها المحسوبة بمعامل التركيب y2، المأخوذ للأول (حسب درجة التأثير) القصير- حمل المدة - 1.0، للثانية - 0.8، للباقي - 0.6.

عند الأخذ في الاعتبار مجموعات الأحمال للحمل المباشر الواحد، يجب مراعاة ما يلي:

أ) حمولة من نوع معين من مصدر واحد (الضغط أو الفراغ في الخزان، الثلج، الرياح، أحمال الجليد، تأثيرات درجة الحرارة المناخية، الحمولة من لودر واحد، سيارة كهربائية، رافعة علوية أو علوية)؛

ب) الحمل من عدة مصادر، إذا تم أخذ تأثيرها المشترك في الاعتبار في القيم المعيارية والتصميمية للحمل (الحمل من المعدات والأشخاص والمواد المخزنة في طابق واحد أو أكثر، مع مراعاة المعاملات yA و yn؛ التحميل من عدة رافعات علوية أو علوية، مع الأخذ بعين الاعتبار معامل y ؛ حمل الرياح الجليدية

طرق التعامل مع التأثيرات على المباني والمنشآت

عند تصميم الحماية الهندسية ضد عمليات الانهيارات الأرضية والانهيارات الأرضية، ينبغي النظر في جدوى تطبيق التدابير والهياكل التالية التي تهدف إلى منع واستقرار هذه العمليات:

تغيير تضاريس المنحدر من أجل زيادة استقراره؛

تنظيم جريان المياه السطحية بمساعدة التخطيط الرأسي للإقليم، وتركيب نظام الصرف السطحي، ومنع تسرب المياه إلى التربة وعمليات التآكل؛

خفض اصطناعي لمستوى المياه الجوفية.

الحراجة الزراعية؛

استقرار التربة.

الهياكل القابضة

ينبغي توفير الهياكل الاستنادية لمنع التحول والانهيار والانهيارات الأرضية وتساقط التربة إذا كان من المستحيل أو غير المناسب اقتصاديًا تغيير تضاريس المنحدر (المنحدر).

تستخدم الهياكل الاستنادية من الأنواع التالية:

الجدران الداعمة - لتعزيز الأفاريز الصخرية المتدلية؛

الدعامات - دعامات منفصلة مقطوعة إلى طبقات مستقرة من التربة لدعم الكتل الصخرية الفردية؛

أحزمة - هياكل ضخمة للحفاظ على المنحدرات غير المستقرة؛

مواجهة الجدران - لحماية التربة من العوامل الجوية والتساقط؛

الأختام (سد الفراغات المتكونة نتيجة السقوط على المنحدرات) - لحماية التربة الصخرية من العوامل الجوية والمزيد من الدمار؛

مثبتات التثبيت - كهيكل تثبيت مستقل (مع ألواح أساسية وعوارض وما إلى ذلك) على شكل تثبيت كتل صخرية فردية على مجموعة صلبة على المنحدرات الصخرية (المنحدرات).

يجب وضع هياكل الاحتفاظ بالثلوج في منطقة بدء الانهيار الجليدي في صفوف متواصلة أو مقطعية حتى الحدود الجانبية لمجموعة الانهيارات الجليدية. يجب تركيب الصف العلوي من الهياكل على مسافة لا تزيد عن 15 مترًا أسفل المنحدر من أعلى موضع لخط فصل الانهيار الجليدي (أو من خط الأسوار المتساقطة بالثلوج أو الكولكتافيل). يجب أن تكون صفوف هياكل الاحتفاظ بالثلوج متعامدة مع اتجاه انزلاق الغطاء الثلجي.

ينبغي تصميم هياكل تثبيط الانهيار الجليدي لتقليل أو إطفاء سرعة الانهيارات الجليدية على المخاريط الغرينية في منطقة ترسيب الانهيارات الثلجية، حيث يكون المنحدر أقل من 23 درجة. في بعض الحالات، عندما يكون الجسم المحمي في منطقة أصل الانهيار الجليدي ويكون للانهيار الجليدي مسار تسارع قصير، فمن الممكن تحديد موقع الهياكل التي تعوق الانهيار الجليدي على المنحدرات التي يزيد انحدارها عن 23 درجة.

خاتمة

لاختيار الخيار الأمثل للحماية الهندسية، يجب أن تكون الحلول والتدابير التقنية والتكنولوجية مبررة وأن تحتوي على تقديرات للآثار الاقتصادية والاجتماعية والبيئية في تنفيذ الخيار أو رفضه.

يخضع الإثبات والتقييم لخيارات الحلول والتدابير التقنية وتسلسلها وتوقيت تنفيذها، فضلاً عن لوائح الصيانة للأنظمة التي تم إنشاؤها ومجمعات الحماية.

يجب أن تستند الحسابات المرتبطة بالمبررات ذات الصلة إلى مواد مصدر بنفس الدقة والتفاصيل والموثوقية، على أساس واحد الإطار التنظيمي، نفس درجة تفصيل الخيارات، نفس نطاق التكاليف والنتائج المأخوذة في الاعتبار. يجب أن تأخذ مقارنة الخيارات مع الاختلافات في نتائج تنفيذها في الاعتبار التكاليف اللازمة لجلب الخيارات إلى شكل قابل للمقارنة.

عند تحديد الأثر الاقتصادي للحماية الهندسية، يجب أن يشمل مقدار الضرر الخسائر الناجمة عن التعرض للمواد الخطرة العمليات الجيولوجيةوتكاليف التعويض عن تبعات هذه التأثيرات. يتم تحديد خسائر المنشآت الفردية على أساس تكلفة الأصول الثابتة على أساس سنوي متوسط، وبالنسبة للأقاليم - على أساس خسائر محددة ومساحة المنطقة المهددة، مع الأخذ في الاعتبار مدة فترة التعافي البيولوجي و فترة الحماية الهندسية.

وينبغي تلخيص الأضرار الممنوعة لجميع الأراضي والهياكل، بغض النظر عن حدود التقسيم الإداري الإقليمي.

قائمة الأدب المستخدم

1.نائب الرئيس. أنانييف، أ.د. جيولوجيا بوتابوف الهندسية. م: أعلى. مدرسة 2010

2.إس بي. أوخوف، ف.ف. سيمينوف ، إس.إن. تشيرنيشيف ميكانيكا التربة والقواعد والأساسات. م: عالية. مدرسة 2009

.في و. تيمشينكو، أ. أ. لابيدوس، أ.ن. تكنولوجيا Terentiev لعمليات البناء M: Vys. مدرسة 2008

.في و. تيليتشينكو، أ.أ. لابيدوس، أو.م. تيرنتييف ، ف. سوكولوفسكي تكنولوجيا تشييد المباني والهياكل M: Vys. مدرسة 2010

.SNiP 2.01.15-90 الحماية الهندسية للأراضي والمباني والهياكل من الشحنات الجيولوجية الخطرة.

متطلبات البناء

وفقا للأحمال والتأثيرات، يتم فرض متطلبات معينة على المباني ومنشآتها.

يجب أن يستوفي أي مبنى الأساسيات التالية متطلبات:

1. النفعية الوظيفية،أي يجب أن يتوافق المبنى تمامًا مع العملية التي تم تصميمه من أجلها (راحة المعيشة والعمل والترفيه وما إلى ذلك).

2.الجدوى الفنية،أي يجب أن يحمي المبنى الأشخاص بشكل موثوق من التأثيرات الخارجية (منخفضة أو درجات حرارة عالية، هطول الأمطار، الرياح)، تكون متينة ومستقرة، أي. تحمل الأحمال المختلفة، متينة، أي. الحفاظ على الأداء الطبيعي مع مرور الوقت.

3. التعبير المعماري والفنيأي أن يكون المبنى جذاباً بمظهره الخارجي (الخارجي) والداخلي (الداخلي) ويؤثر بشكل إيجابي حالة نفسيةووعي الناس.

لتحقيق الصفات المعمارية والفنية اللازمة، يتم استخدام هذه الوسائل التكوين، الحجم، النسب، التماثل، الإيقاع، الخ..

4. الجدوى الاقتصادية، والذي يوفر أفضل تكاليف العمالة والأموال والوقت اللازم لبنائه لهذا النوع من المباني. وفي الوقت نفسه، من الضروري أيضًا مراعاة التكاليف المرتبطة بتشغيل المبنى، إلى جانب تكاليف البناء لمرة واحدة.

تخفيض تكلفة البناءيمكن تحقيقه التخطيط العقلانيالمباني و تجنب الرتوشعند تحديد مناطق وأحجام المباني، وكذلك الداخلية و الديكور الخارجي; اختيار أكثر التصاميم الأمثلمع مراعاة نوع المباني وظروف تشغيلها؛ طلب الأساليب الحديثةوطرق إنتاج البناءالأعمال، مع الأخذ بعين الاعتبار إنجازات بناء العلوم والتكنولوجيا.

عند تطوير حل تقنييتم إجراء دراسة جدوى لخيارات الهياكل المصممة، مع الأخذ في الاعتبار تكلفة تشييد وتشغيل المبنى.

5. متطلبات بيئية.

مطالبات بتقليص الأراضيالمخصصة للبناء. ويتحقق ذلك من خلال زيادة عدد الطوابق، والتطوير النشط للمساحة تحت الأرض (المرائب والمستودعات والأنفاق والمؤسسات التجارية، وما إلى ذلك)؛

الاستخدام الواسع النطاق للأسطح العاملة, الاستخدام الفعالأجزاء غير ناجحة من الأراضي (التضاريس شديدة الانحدار والتخفيضات والسدود على طول خطوط السكك الحديدية);

إنقاذ الموارد الطبيعيةوالطاقة. تؤثر هذه المتطلبات بشكل مباشر على اختيار شكل المبنى (تفضيل الهياكل المدمجة الانسيابية)، واختيار الهياكل للجدران الخارجية والنوافذ، واختيار اتجاه المبنى أثناء التطوير.

تؤثر المتطلبات البيئية على قرار تحسين المساحة المبنية مع زيادة مساحتها المناظر الطبيعية أراضيهمبما في ذلك العمودي و استبدال الأرصفة الإسفلتية الخرسانية بالقطع (حجارة الرصف والحجر والألواح الخرسانية).تساهم هذه الأنشطة في الحفاظ على التوازن المائي والنظافة. بيئة الهواءإِقلِيم.

في نهايةالمطاف أعمال البناءيجب أن يتم تنفيذها في الموقع استصلاح التربةمن أجل تقليل الأضرار الناجمة بيئة طبيعيةنشاط البناء.

وبطبيعة الحال، لا يمكن النظر في مجمع هذه المتطلبات بمعزل عن بعضها البعض. عادة، عند تصميم المبنى، تكون القرارات المتخذة نتيجة الاتساق، مع مراعاة جميع المتطلبات التي تضمن صحته العلمية.

رئيسمن هذه المتطلبات هو الكفاءة الوظيفية أو التكنولوجية.

غرفة- أساسي العنصر الهيكليأو جزء من المبنى. لا يتم تحقيق مراسلات الغرفة مع وظيفة أو أخرى إلا عند إنشائها الظروف المثلىلشخص، أي. البيئة المقابلة للوظيفة التي يؤديها في الغرفة.

الفراغ الداخلي يتم تقسيم المباني إلى غرف منفصلة. تنقسم المباني إلى:

أساسي؛ مساعد؛ اِصطِلاحِيّ.

الغرف الموجودة في نفس المستوى تشكل أرضية. يتم فصل الأرضيات عن طريق الأسقف.

الفراغ الداخلييتم تشريح المباني في أغلب الأحيان

عموديا - إلى الأرضياتومن حيث الغرف المنفصلة.

يجب أن تتوافق مباني المبنى بشكل كامل مع العمليات التي تم تصميم هذه الغرفة من أجلها؛ ولذلك، فإن الشيء الرئيسي في المبنى أو مبانيه الفردية هو غرضه الوظيفي.

وفي الوقت نفسه، فمن الضروري التمييز بين الوظائف الرئيسية والمساعدة.على سبيل المثال، في بناء المؤسسات التعليمية الوظيفة الأساسيةنكون حصص التدريب، لذا فهي تتكون بشكل أساسي من الفصول الدراسية (قاعات دراسية، ومختبرات، وغيرها). إلى جانب ذلك، يتم أيضًا تنفيذ الوظائف المساعدة في المبنى: تقديم الطعام، والمناسبات الاجتماعية، وما إلى ذلك. ويتم توفير أماكن خاصة لهم: غرف الطعام والبوفيهات، قاعات التجمعوالمكاتب الإدارية وغيرها.

جميع الغرف في المبنى التي تجتمع الوظائف الرئيسية والمساعدة، مترابطة من خلال المباني، والغرض الرئيسي منها هو ضمان حركة الناس. تسمى هذه المساحات تواصل.وتشمل هذه الممرات والسلالم والردهات والردهات والردهات وما إلى ذلك.

وبالتالي، يجب أن تلبي الغرفة بالضرورة وظيفة معينة. وفي نفس الوقت فيه يجب تهيئة الظروف المثلى للإنسان ،أي البيئة التي تتوافق مع الوظيفة التي يؤديها في الغرفة.

الجودة البيئية يعتمد على عدد من العوامل. وتشمل هذه:

1. فضاء , اللازمة للأنشطة البشرية، ووضع المعدات وحركة الناس؛

2. حالة الهواء (مناخ محلي) - مصدر هواء للتنفس مع المعلمات المثلى لدرجة الحرارة والرطوبة وسرعة حركته، بما يتوافق مع تبادل الحرارة والرطوبة الطبيعي لتنفيذ هذه الوظيفة جسم الإنسان. كما تتميز حالة البيئة الهوائية بدرجة نقاء الهواء، أي بكمية الشوائب (الغازات، الغبار) الضارة بالإنسان؛

3. وضع الصوت – شروط السمع في الغرفة (الكلام والموسيقى والإشارات) التي تتوافق مع غرضها الوظيفي، والحماية من الأصوات المتداخلة (الضوضاء) الناشئة في الغرفة نفسها والمخترقة من الخارج، ولها تأثير ضار على جسم الإنسان ونفسيته . المتعلقة بوضع الصوت الصوتيات- علم الصوت. الصوتيات المعمارية- علم انتشار الصوت في الغرفة؛ و بناء الصوتيات- العلم الذي يدرس آلية مرور الصوت من خلال الهياكل؛

4. وضع الضوء – ظروف عمل أجهزة الرؤية والإضاءة الطبيعية والاصطناعية التي تتوافق مع الغرض الوظيفي للغرفة والتي تحددها درجة إضاءة الغرفة. ترتبط مشاكل الألوان ارتباطًا وثيقًا بنظام الإضاءة؛ لا تؤثر خصائص الألوان البيئية على أجهزة الرؤية فحسب، بل تؤثر أيضًا الجهاز العصبيشخص؛

5. تشمس – ظروف التأثير المباشر لأشعة الشمس. الأهمية الصحية والصحية للإشعاع الشمسي المباشر عالية للغاية. أشعة الشمس تقتل أكثر البكتيريا المسببة للأمراضيكون لها تأثير عام على تحسين الصحة العامة والنفسية والجسدية على الشخص. يتم تحديد مدى فعالية تأثير الإضاءة الشمسية على المباني والمنطقة المحيطة بها من خلال مدة تعرضها المباشر، أي. الذي ينظم في التنمية الحضرية المعايير الصحية(SN).

6. الرؤية والإدراك البصري – شروط عمل الأشخاص المرتبطة بالحاجة إلى رؤية أشياء مسطحة أو ثلاثية الأبعاد في الغرفة، على سبيل المثال، في الجمهور - ملاحظات على السبورة أو عرض توضيحي لتشغيل الجهاز؛ ترتبط ظروف الرؤية ارتباطًا وثيقًا بنظام الضوء.

7. زحام بشري والتي قد تكون مريحة أو

القسري، في ظروف الإخلاء العاجل للأشخاص من المباني.

لذلك، من أجل تصميم الغرفة بشكل صحيح، قم بإنشاء بيئة مثالية لشخص فيها. , فمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار جميع المتطلبات التي تحدد نوعية البيئة.

تم تحديد هذه المتطلبات لكل نوع من أنواع المباني ومبانيها ارقام المبانيوالقواعد (SNiP) - وثيقة الدولة الرئيسية التي تنظم تصميم وبناء المباني والهياكل في بلدنا.

محاضرة 2

الجدوى الفنية يتم تحديد البناء من خلال حل هياكله التي يجب أن تكون متوافقة تمامًا مع قوانين الميكانيكا والفيزياء والكيمياء. من أجل تصميم الهياكل الحاملة والمرفقة للمباني بشكل صحيح، من الضروري معرفة نوع التأثيرات القوة وغير القوة التي تتعرض لها.

الأحمال والتأثيرات على المباني.

يجب أن تأخذ تصاميم البناء بعين الاعتبار كافة المؤثرات الخارجية , ينظر إليها من قبل المبنى ككل وعناصره الفردية. وتنقسم هذه التأثيرات للسلطة وغير السلطة(التأثير البيئي)

الغرض من الهياكل هو إدراك تأثيرات القوة وغير القوة على المبنى

تأثيرات خارجيةإلى المبنى.

1 - تأثيرات القوة العمودية الدائمة والمؤقتة؛ 2 – رياح؛ 3 - تأثيرات القوة الخاصة (الزلزالية أو غيرها)؛ 4 – الاهتزازات. 5 – ضغط التربة الجانبي. 6 - ضغط التربة (المقاومة)؛ 7 - رطوبة الأرض. 8 - ضوضاء؛ 9 – اشعاع شمسي؛ 10 - تساقط؛ 11 - حالة الجو (تقلب درجات الحرارة والرطوبة، وجود الشوائب الكيميائية)

لفرض التأثيراتهناك أنواع مختلفة من الأحمال:

- دائم- من كتلة المبنى، من ضغط تربة الأساس على عناصره الموجودة تحت الأرض؛

- مؤقت طويل المفعول- من كتلة المعدات التكنولوجية الثابتة، والسلع المخزنة على المدى الطويل، وكتلة الأقسام الخاصة التي يمكن أن تتحرك أثناء إعادة الإعمار؛

- المدى القصير- من كتلة المعدات المتنقلة، والأشخاص، والأثاث، والثلوج، من عمل الرياح على المبنى؛

-خاص- من التأثير الزلزالي، هبوط اللوس أو ذوبان القاعدة الأرضية المتجمدة للمبنى، تأثير التشوهات سطح الأرضفي المناطق المتضررة من أعمال المناجم والانفجارات والحرائق وما إلى ذلك.

- التأثيرات الناجمة عن حالات الطوارئ- الانفجارات والحرائق وغيرها.

تشمل التأثيرات غير القسرية ما يلي:

- التأثيرات الحرارية لدرجات الحرارة المتغيرةالهواء الخارجي الذي يسبب تشوهات خطية (درجة الحرارة) - تغيرات في أبعاد الهياكل الخارجية للمبنى أو قوى درجة الحرارة فيها عندما يكون مظهر التشوهات في درجة الحرارة مقيدًا بسبب التثبيت الصارم للهياكل ؛

- التعرض للرطوبة الجوية والأرضية،على مادة الهياكل، مما يؤدي إلى تغيرات في المعلمات الفيزيائية، وأحياناً بنية المواد بسبب تآكلها الجوي، وكذلك تأثير الرطوبة البخارية في الهواء الداخلي على مادة الأسوار الخارجية، أثناء التحولات الطورية للرطوبة في سمكها.

-حركة الهواءمما يتسبب في اختراقه للهيكل والمباني وتغيير الرطوبة والظروف الحرارية.

- التعرض للإشعاع الشمسي المباشر،تؤثر على الضوء و نظام درجة الحرارةالمباني والتسبب في تغيير في الخصائص الفيزيائية والفنية للطبقات السطحية للهياكل (شيخوخة المواد البلاستيكية، وذوبان المواد البيتومينية، وما إلى ذلك).

-التعرض للمواد الكيميائية العدوانيةالموجودة في الهواء الممزوجة بالمطر أو المياه الجوفيةتشكل الأحماض التي تدمر المواد (التآكل) ؛

-الآثار البيولوجيةتسببها الكائنات الحية الدقيقة أو الحشرات، مما يؤدي إلى تدمير الهياكل وتدهورها البيئة الداخليةمقدمات؛

-التعرض للطاقة الصوتية (الضوضاء) منمصادر داخل وخارج المبنى، مما يزعج النظام الصوتي الطبيعي في الغرفة

وفقا للأحمال والتأثيرات، فإنها تقدم و متطلبات تقنية :

1 المتانة- القدرة على إدراك أحمال الطاقة وتأثيراتها دون إتلافها.

2. الاستدامة- قدرة الهيكل على الحفاظ على التوازن تحت أحمال الطاقة وتأثيراتها.

3. الصلابة- قدرة الهيكل على أداء وظائفه الثابتة بقيم تشوه صغيرة محددة مسبقًا.

4. المتانة- الموعد النهائي للحفاظ على الصفات المادية لهيكل المبنى أثناء التشغيل. متانةالتصميم يعتمد على:

زحف- عملية التشوهات الصغيرة المستمرة لمواد البناء تحت التحميل طويل الأمد؛

مقاومة الصقيع- الحفاظ على المواد الرطبة بالقوة المطلوبة مع التناوب المتكرر للتجميد والذوبان.

مقاوم للرطوبة- قدرة المواد على تحمل تأثيرات الرطوبة دون انخفاض كبير في قوة التصفيح والإثارة والالتواء والتشقق.

المقاومة للتآكل- قدرة المواد على مقاومة التحلل الناتج عن العمليات الكيميائية أو الفيزيائية أو الكهروكيميائية.

الاستقرار الحيوي- قدرة المواد العضوية على تحمل التأثيرات المدمرة للأحياء الدقيقة والحشرات.

يتعرض كل مبنى أو هيكل حتمًا لتأثير أحمال معينة. يجبرنا هذا الظرف، المصممين، على تحليل تشغيل الهيكل من وجهة نظر التركيبة الأكثر سلبية - بحيث يظل الهيكل قويًا ومستقرًا ودائمًا حتى في حالة ظهوره.

بالنسبة للهيكل، فإن الحمل هو عامل خارجيوالتي تنقله من حالة السكون إلى حالة الإجهاد والانفعال. إن جمع الأحمال ليس هو الهدف النهائي للمهندس - فهذه الإجراءات تنتمي إلى المرحلة الأولى من خوارزمية التحليل الهيكلي (تمت مناقشتها في هذه المقالة).

تصنيف الحمل

بداية يتم تصنيف الأحمال حسب وقت التأثير على الهيكل:

• الأحمال الثابتة (العمل في جميع أنحاء دورة الحياةمبنى)
• الأحمال المؤقتة (تتصرف من وقت لآخر، بشكل دوري أو لمرة واحدة)

يتيح لك تجزئة الأحمال نمذجة تشغيل الهيكل وإجراء الحسابات المقابلة بشكل أكثر مرونة، مع الأخذ في الاعتبار احتمال حدوث حمل معين واحتمال حدوثه في وقت واحد.

وحدات القياس والتحويل المتبادل للأحمال

في صناعة البناء والتشييد، عادة ما يتم قياس أحمال القوة المركزة بالكيلو نيوتن (كيلو نيوتن) والأحمال اللحظية بالكيلو نيوتن متر. اسمحوا لي أن أذكرك أنه وفقًا للنظام الدولي للوحدات (SI)، يتم قياس القوة بالنيوتن (N)، والطول بالمتر (م).

يتم قياس الأحمال الموزعة على الحجم بالكيلو نيوتن / م 3، وعلى المساحة - بالكيلو نيوتن / م 2، وعلى طول الطول - بالكيلو نيوتن / م.

الشكل 1. أنواع الأحمال:
1 - القوات المركزة. 2 - لحظة مركزة. 3 - الحمل لكل وحدة حجم؛
4 - الحمولة الموزعة على المنطقة . 5- الحمولة موزعة على طول

ويمكن الحصول على أي حمل مركز \(F\) من خلال معرفة حجم العنصر \(V\) والوزن الحجمي لمادته \(g\):

يمكنك الحصول على الحمل موزعًا على مساحة العنصر من خلال وزنه الحجمي وسمكه \(t\) (الحجم المتعامد مع مستوى التحميل):

وبالمثل، يتم الحصول على الحمل الموزع على طول الطول عن طريق ضرب الوزن الحجمي للعنصر \(g\) في سمك العنصر وعرضه (الأبعاد في اتجاهات متعامدة مع مستوى الحمل):

حيث \(A \) هي مساحة المقطع العرضي للعنصر، م2.

يتم قياس الإجراءات الحركية بالأمتار (الانحرافات) أو الراديان (زوايا الدوران). يتم قياس أحمال درجة الحرارة بالدرجات المئوية (درجة مئوية) أو وحدات أخرى من درجات الحرارة، على الرغم من أنه يمكن تحديدها أيضًا بوحدات الطول (م) أو تكون بلا أبعاد (التمددات الحرارية).