Описание строительства уникальных зданий

Содержание

Вдумываясь в написанное, понимаешь, что размеры здесь не полностью отражают смысл вещи. Действительно, уникальным может быть и небольшое по размеру здание, — невысокое, подземное, впервые оснащенное новейшим оборудованием, посаженное на впервые встретившееся сочетание грунтов, приближенное к источникам сильной вибрации и так далее. Что связывает все эти сооружения и относит к уникальным явлениям в архитектуре и строительстве? Только одно: отсутствие на момент их создания соответствующих нормативов и технических регламентов.

Содержание работы

Особенности проектирования и строительства уникальных сооружений
Нагрузки и воздействия
Расчеты
Научно-техническое сопровождение
Некоторые специальные вопросы проектирования
Выводы
Визуальный ряд уникальных зданий в России
Список литературы

Файлы: 1 файл

Министерство образования и науки Российской Федерации

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Строительство уникальных сооружений в России

POV: Ты поступил на «Строительство уникальных зданий и сооружений»

Выполнила ст-ка гр. ДС – 51 Маркина Е. В.

Проверил Пиглицын А. Б.

Особенности проектирования и строительства уникальных сооружений
Нагрузки и воздействия
Расчеты
Научно-техническое сопровождение
Некоторые специальные вопросы проектирования
Выводы
Визуальный ряд уникальных зданий в России
Список литературы

Особенности проектирования и строительства уникальных сооружений

Как всегда, вначале следует выявить смысл понятия «уникальное сооружение». Согласно первоначальному определению, уникальное сооружение — объект с безопорным покрытием свыше 60 метров и возможностью пребывания под ним или на нем (мосты) более трехсот человек, а также здание выше 75 метров. П. Еремеев, анализируя зарубежные и отечественные публикации, уточняет:

«К уникальным большепролетным объектам, как правило, следует относить сооружения, отвечающие следующим условиям:

— пролет свыше 60 м – при принципиально новых конструктивных решениях, не прошедших апробацию в практике строительства и эксплуатации;

— пролет свыше 100 м – при конструктивных решениях, прошедших успешную апробацию в практике проектирования, строительства и эксплуатации».

Следовательно, когда у проектировщика в том или ином случае нет возможности обратиться к строительным нормам (СН), – значит, он имеет дело с уникальным объектом. Общее в уникальных зданиях — только их обособленность от других, неповторимость. Поэтому для того, чтобы работать с уникальным объектом, нужно: одновременно с проектированием создавать нормативы для этого сооружения; осознать, что многоступенчатый контроль в данном случае приобретает первостепенное значение. Контроль над творчеством — звучит парадоксально, но это как раз то, что обеспечит безопасность строительства и надежную эксплуатацию объекта.

10 вопросов о специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений»

Нагрузки и воздействия

Сооружения должны воспринимать любые сочетания нагрузок, включая распределенные, временные, статические и динамические, в виде грузов — сосредоточенных, полосовых, распределенных.

Большепролетные покрытия находятся под действием собственного веса, снеговых и ветровых нагрузок. К ним добавляются технологические нагрузки (от оборудования, подвесных потолков и так далее), предварительное натяжение, а также монтажные нагрузки, вызывающие дополнительные усилия. При использовании в конструкции материалов с различными коэффициентами линейного расширения необходимо учитывать температурные воздействия.

Учет формы покрытия или высотного здания в плане обязателен, поскольку сильно влияет на результирующую ветровую нагрузку, а также на ее пульсационные усиления. Их величины устанавливаются также аэродинамическими исследованиями. Распределение снега на значительных площадях покрытия необходимо принимать с учетом статистических данных. Для большепролетных покрытий уменьшается вероятность сноса снега, поэтому расчетные климатические нагрузки следует принимать с коэффициентом до 1,5, в сравнении с обычными сооружениями.

Часто большепролетные покрытия имеют относительно небольшую собственную массу и незначительную изгибную жесткость. В этом случае неравномерные снеговые и ветровые нагрузки могут вызвать сильные деформации покрытия, как правило, приводящие к потере местной устойчивости покрытия или к дефектам кровли. Чтобы их предотвратить, применяются различные способы стабилизации покрытий. Точное знание величин и распределения климатических нагрузок, оптимальный выбор системы ужесточения покрытия позволяют с успехом решать эту задачу. Для висячих покрытий следует учитывать кинематические перемещения, абсолютные значения которых в ряде случаев намного больше прогибов от статических нагрузок.

Возможное увеличение технологических нагрузок на покрытие при длительной эксплуатации зданий и сооружений, их реконструкции и модернизации обязательно должно быть учтено в общем своде нагрузок. Повышенный уровень ответственности таких зданий и сооружений требует применения соответствующего коэффициента надежности по ответственности.

При расчетах уникальных большепролетных и высотных сооружений последние следует рассматривать как единые пространственные системы, включающие основание, фундаменты, каркас, покрытие, с учетом продольных, изгибных и крутильных жесткостей основных (а ряде случаев и второстепенных) элементов, их связей, узловых эксцентриситетов. Расчеты статических и динамических воздействий на конструкцию и ее элементы при изготовлении и транспортировке — часть основной работы. Сопротивление «взрослеющей» конструкции различным воздействиям, то есть учет последовательности ее монтажа, требует особого внимания конструктора, поскольку отдельные элементы могут оказаться более загруженными при монтаже, чем под полной расчетной нагрузкой. Иными словами, расчетом должна быть подтверждена надежность и пространственная устойчивость системы на всех этапах ее жизни.

Если в концептуальном проекте в ходу приближенные (ручные) расчеты, дающие возможность инженеру-конструктору почувствовать «игру сил» в конструкции и далее осознано, предвидя результат, переходить к работе с компьютером, то на стадии «Проект» рассчитываются сечения основных элементов. Здесь уже вовсю пользуются компьютером. На этой стадии, когда обычно соотносятся геометрические и жесткостные параметры элементов системы, рекомендуется переход от сложной к упрощенной схеме с последующим ее усложнением за счет последовательного присоединения новых элементов и исследования их влияния на работу конструкции в целом.

На стадии рабочего проектирования расчетная схема максимально приближается к несущему остову сооружения. Особое внимание следует уделять узлам, стараясь выполнять сопрягаемые элементы равнопрочными. Численные методы, ориентированные на широкое использование современной вычислительной техники, способствуют успешному решению сложных задач.

Их использование позволяет учесть различные виды загружений и воздействий, конструктивные особенности системы — геометрию поверхности, переменные толщины элементов, наличие проемов и так далее. При этом в большинстве случаев применяют хорошо известные стандартные вычислительные комплексы. Для повышения надежности результатов расчеты рекомендуется проводить по различным программам и сопоставлять полученные данные. Расчет «в две руки» — один из приемов, снижающий вероятность ошибок (элемент внутреннего контроля).

Но использование компьютера, позволяющего оперировать огромными массивами чисел, имеет и обратную сторону. Молодые инженеры решают на компьютере все более сложные задачи без предварительного выполнения упрощенных расчетов для осознания «игры сил» в конструкции. В то же время такое осознание, основанное на правилах строительной механики, — совершенно необходимо. Вслепую расшифровывать численные результаты без первоначальных знаний об ожидаемых расчетных величинах ненельзя.

Важнейший этап — составление расчетной схемы сооружения, представляющей идеализированную модель, максимально приближенную к натурной системе, надежность которой прочувствована уже в эскизном проекте и доказана на стадии «Проект».

В большинстве случаев расчеты уникальных сооружений выполняются в геометрически нелинейной постановке. Их рекомендуется выполнять с учетом неупругих деформаций, деформаций усадки и ползучести бетона, приводящих к изменению геометрии системы при длительной эксплуатации. Кроме того, следует учитывать образование трещин в железобетонных элементах на участках, где они работают на внецентренное сжатие с большими эксцентриситетами, что приводит к местному снижению изгибной жесткости. Так как большепролетные и высотные сооружения относятся к системам, в которых присутствует нелинейность, при их расчете неприменим принцип независимости действия сил и поэтому приходится последовательно, шаг за шагом, загружать конструкцию и всякий раз фиксировать изменение ее формы и способность измененной структуры воспринимать новую «порцию» нагрузок.

При расчетах следует иметь в виду статическую и динамическую реакции большепролетных и высотных сооружений на воздействия ветра с учетом квазистатических и резонансных вкладов. Динамический расчет таких систем сложен по причине их пространственной работы, геометрической и физической нелинейности, существенного влияния податливости основных, элементов и так далее, но, тем не менее, необходим, поскольку существуют системы, устойчивость которых нельзя установить статическими расчетами, — только динамический метод может в подобных случаях оказаться действенным.

Повышенная по сравнению с традиционными конструкциями легкость и деформативность большепролетных покрытий определяют их чувствительность к динамическим воздействиям. Следует отметить, что динамическую реакцию можно существенно снизить конструктивными мероприятиями, например, введением в систему дополнительных оттяжек или демпфирующих устройств.

Важный раздел расчета уникальных сооружений — проверка их общей и местной устойчивости, конструирование опорных устройств.

Перечисленное показывает не только охват и глубину знаний, которыми должен обладать инженер-конструктор, но и меру его ответственности за безопасность сооружения. Отсюда необходимость персонального лицензирования инженеров на право работать с уникальными объектами. Нынешнее положение, когда авторы прикрыты ответственностью организации, где они работают, зачастую приводит к парадоксальным ситуациям.

Проектирование уникальных большепролетных и высотных сооружений предполагает обязательное комплексное научно-техническое сопровождение, которое включает: упомянутые ранее продувки макета сооружения в аэродинамической трубе и разработку рекомендаций по определению снеговых и ветровых нагрузок; изготовление и исследование физической модели сооружения; в особо сложных случаях не исключается создание крупномасштабного прототипа сооружения, как это было сделано при проектировании Дворца спорта «Юбилейный» в Санкт-Петербурге (на такой натурной модели не только испытывались несущие конструкции, но и отработывались монтажные операции). Научные бригады могут оказать существенную помощь при составлении и исследовании расчетной схемы сооружения, выполнении проверочных расчетов. Кроме того, научно-исследовательские и специализированные организации привлекаются к изготовлению и монтажу конструкций, разработке рекомендаций по обеспечению жизнеспособности сооружения в экстремальных ситуациях, мониторингу основных несущих конструкций на стадии возведения и эксплуатации. Экспериментальные исследования на крупномасштабных моделях, прототипах и натурных объектах выполняются не только для выявления действительной картины напряженно-деформированного состояния сложных систем, но и для исследования таких сторон работы конструкций, которые трудно рассчитывать математическими методами.

Другая важная задача — подготовка рекомендаций по выбору рационального варианта конструктивной схемы, оптимальных геометрических соотношений и жесткостных параметров. Не все проектировщики сегодня могут охватить в сжатые сроки этот комплекс проблем и найти ему подобающее решение. Подключение научных институтов к проектированию как нельзя лучше отвечает этим задачам.

Читайте также: Пост в строительстве это

Некоторые специальные вопросы проектирования

При проектировании уникальных сооружений необходимо учитывать также аварийные ситуации.

«Аварийная расчетная ситуация — это работа несущих конструкций в исключительных условиях (например, пожар, промышленный взрыв, авария оборудования, при малой вероятности проявления в небольшой продолжительности), которая приводит в большинстве случаев к тяжелым последствиям, если не принимаются специальные меры».

Отечественные нормы не регламентируют необходимость проверки несущих конструкций на живучесть. Эта ситуация непосредственно связана с предвидением отказа какого-либо элемента конструкции при проектировании.

Естественно возникают вопросы: какие элементы следует при расчетах исключить, в каком количестве, в какой последовательности, какие расчетные сочетания нагрузок принимать для этого случая? Ответы на них – в работе инженера-конструктора. Он должен иметь в виду, что каждому сооружению присуща некоторая вероятность разрушения. Попытка приблизить ее к нулю сопровождается стремлением стоимости сооружения к бесконечности. Повышенный уровень надежности уникального сооружения и обеспечивающий надежность перечень дополнительных мероприятий должен быть обязательно оговорен в Техническом задании на проектирование, утверждаемом заказчиком.

Вместе с тем обеспечить существование уникального большепролетного или высотного сооружения после отказа опорного контура висячих или выпуклых оболочек, несущих пилонов или колонн высотного здания, подвесок вантовых систем и тому подобное — невозможно. Очевидно, что живучесть таких сложных систем должна достигаться в первую очередь необходимыми запасами несущей способности основных элементов конструкций, работающих на общую устойчивость сооружения, исключением лавинообразного обрушения системы вследствие отказа второстепенных элементов конструкции, узлов и деталей, а также комплексом антитеррористических организационных мероприятий, как это делается в авиационном транспорте и при охране мостов.

Статистические данные, информация об авариях уникальных объектов и опыт выявления причин обрушения большепролетных покрытий показывают, что в большинстве случаев катастрофические ситуации становятся результатом комплекса ошибок, в ряду которых первое место занимают просчеты проектировщиков.

Источник: www.yaneuch.ru

Проектирование уникальных зданий

Большепролетные сооружения и здания – строения, в которых используются конструкции, размер которых превышает тридцать шесть метров. Если высота сооружения или здания превышает семьдесят пять метров – это высотные конструкции. Проектирование геодезических конструкций осуществляется соответственно их категории.

Уникальными признаются сооружения, которые имеют в своей основе специально разработанные или нестандартные методы расчета, которые необходимо проверять с использованием дополнительных физических моделей. Также к уникальным относятся все конструкции, которые строятся на имеющих сейсмичность более девяти баллов территориях. К этой же категории относят развлекательные и торговые комплексы, выставочные павильоны, культовые и спортивно-зрелищные сооружения.

При возведении таких строений нужно внимательно подойти к составлению технического задания. В нем должно присутствовать обоснование технического и научного сопровождения, а также результаты экспертиз на всех этапах. Концептуальный проект должен разрабатываться в нескольких вариантах. Дублирующая проектная бригада должна проверять все инженерные решения и расчеты.

Все расходы на проектирование и моделирование следует согласовывать заранее. Крупномасштабные модели могут использоваться для предварительных испытаний. Нужно включить в пакет документов не только описание участка и строений, которые расположены рядом с ним, но и подтверждение изысканий компаниями, осуществляющими инженерно-геологические и геодезические работы.

Близлежащие здания перед началом строительства обследуются. При необходимости ограждающие и несущие конструкции, фундаменты и основания их дополнительно укрепляются. Особые условия строительства подробно описываются. Назначается коэффициент и степень ответственности.
Все предварительные вопросы необходимо решать еще до стадии проектирования. На предпроектном этапе заказчик получает разрешение на подключение к инженерным сетям, градостроительное задание, а также площадку под строительство.

Все изыскания проводятся до начала проектных работ. Участок застройки должен быть всесторонне обследованным. Благодаря таким работам можно будет определить принципиальную пригодность земли для планируемых целей. Подстилающие и несущие слои грунта имеют определенные особенности, они должны соответствовать будущему строению и его назначению.

Источник: hleb-produkt.ru

Строительство уникальных зданий и сооружений

Прием абитуриентов в высшие учебные заведения России осуществляется по результатам Единого государственного экзамена (ЕГЭ). Согласно правилам приема в вузы, учебные заведения имеют право устанавливать не менее трех вступительных экзаменов (включая обязательный русский язык и профильный предмет) согласно Перечню вступительных испытаний. Данный перечень формируется Министерством образования и науки.

Прием абитуриентов в средние специальные учебные заведения проводится по результатам ГИА или ЕГЭ. Колледжи и техникумы имеют право устанавливать не менее двух вступительных экзаменов, одним из которых должен быть русский язык. Перечень вступительных испытаний в колледжи также устанавливает Министерство образования и науки.

Это уровень подготовки выпускников средних специальных и высших учебных заведений. Выпускникам, освоившим образовательные программы высшего профессионального образования, присваивается квалификация (степень) бакалавра, специалиста либо магистра по соответствующему направлению подготовки. Степень бакалавра позволяет поступить в магистратуру, а квалификация специалиста и магистра – в аспирантуру.

Выпускники техникумов и колледжей получают квалификацию базового или повышенного уровня подготовки. Название квалификации зависит от профессиональной области. Педагогическое образование предполагает получение квалификации учителя, педагога или воспитателя, медицинское – акушера, фельдшера, образование в области искусства – актера, художника, модельера. Во всех остальных областях выпускникам присваивается квалификация техника, технолога, техника-технолога (базовый уровень) или старшего техника, старшего технолога, старшего техника-технолога, специалиста (повышенный уровень).

Профиль подготовки (специализация) – это углубленное изучение узкого поля деятельности в рамках одной специальности. Как правило, специализация проводится на старших курсах. Кроме основных общеобразовательных предметов студенты начинают изучать блок профильных дисциплин, которые позволят выпускникам лучше освоить практические умения и навыки.

В дипломе профиль (специализация) обучения не указывается, а вот в приложении к диплому после наименования направления подготовки в графе «специализация», в случае ее наличия, прописывают профиль специальных дисциплин.

Студенты дополнительно изучают изыскания и проектирование автомагистралей, аэродромов и специальных сооружений, технологию и организацию строительства, правила реконструкции и эксплуатации подобных объектов. Окончив обучение по данному профилю, выпускник сможет разрабатывать проекты строительства и реконструкции автомагистралей и аэродромов, сооружений дорожного водоотвода, земляного полотна, дорожных одежд, мостовых переходов, участвовать в испытании конструкций специальных сооружений, руководить строительными работами.

Студенты дополнительно изучают архитектуру промышленных и гражданских зданий, конструкции из дерева и пластмасс, водоснабжение и водоотведение, теплогазоснабжение и вентиляцию высотных и большепролётных сооружений, а также технологию и организацию возведения уникальных зданий.Выпускник данного профиля будет разрабатывать проекты высотных и большепролётных зданий и сооружений, рассчитывать системы инженерного оборудования, выбирать материалы для несущих и ограждающих конструкций, организовывать и контролировать возведение высотных сооружений.

Студенты дополнительно изучают сооружение речных гидроузлов, гидроэнергетические сооружения, гидротехнические сооружения водного транспорта, технологию и организацию гидротехнического строительства. Выпускники данного профиля специализируются на проектировании и строительстве гидротехнических сооружений, а именно: ГЭС, водохранилищ, дамб, плотин, шлюзов, судоподъёмников, каналов, портов и других.

Студенты дополнительно изучают основания и фундаменты, подземные сооружения и конструкции, технологию подземного строительства.Окончив вуз, специалист сможет создавать эскизные проекты зданий и подземных сооружений, проводить геотехнические работы для возведения подземных объектов, организовывать процесс строительства с помощью новых технологий и современного оборудования.

Студенты дополнительно изучают здания и сооружения тепловой и атомной энергетики, их безопасность, инженерные системы и технологию возведения объектов тепловой и атомной энергетики, строительные конструкции сооружений энергетики. Выпускники данного профиля проектируют объекты тепловой и атомной энергетики: атомные электростанции и входящие в их состав азотные станции, подземные каналы и туннели, химводоочистки, дизель-генераторные и т.д. Также выполняют радиационные и тепловые расчёты для конструкций зданий АЭС, организуют строительные работы, осуществляют авторский надзор при возведении объектов, прогнозируют осадок и устойчивость конструкций автомагистралей и аэродромов в городских и сложных природно-климатических и грунтовых условиях.

Проводить предпроектный сбор информации, изучение будущей территории застройки или реконструкции уникальных зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования
Создавать проекты уникальных зданий и сооружений (несущих конструкций, ограждающих конструкций, фундамента) с использованием прикладных расчётных и графических программных средств (в зависимости от профиля обучения это могут быть промышленные и гражданские здания и сооружения, высотные и большепролетные объекты, подземные сооружения, автомагистрали, аэродромы, объекты тепловой и атомной энергетики, гидротехнические и гидроэнергетические сооружения и другое)
Подготавливать проектную и рабочую техническую документацию, оформлять законченные проектные и конструкторские работы
Контролировать соответствие проекта будущего здания (сооружения) техническому заданию заказчика, стандартам и правилам безопасности
Выбирать наиболее эффективные конструкции, строительные материалы и технологии для возведения и реконструкции уникальных объектов
Организовывать процесс возведения уникальных зданий и сооружений с применением новых технологий и современного оборудования; проводить геодезическуюеодезическойезической разбивки зданий на местности, возведение фундамента, каркаса, стен, кровли, от сфере недвижимости, риэлт разбивку здания на местности, класть фундамент, поднимать каркас и стены, устанавливать кровлю, организовывать отделочные работы и прочее
Руководить процессом монтажа, наладки, испытания и сдачи в эксплуатацию конструкций, инженерных систем и оборудования строительных объектов
Осуществлять авторский надзор при строительстве уникальных сооружений
Проводить обследование и строительную экспертизу безопасности различных сооружений
Организовывать и проводить профилактический осмотр и текущий ремонт уникальный строительных сооружений
Проверять техническое состояние и остаточный ресурс строительных объектов, оборудования
Подбирать, использовать и настраивать машины и оборудование, которые используются при возведении уникальных зданий и сооружений

Учебная и производственная практики будущих строителей в зависимости от профиля обучения могут проходить в отечественных и зарубежных строительных компаниях, ремонтно-строительных организациях, на предприятиях дорожного и аэродромного строительства,проектных институтах, строительно-монтажных и пуско-наладочных организациях, управлениях благоустройства города, в службах по экологическому надзору, в государственных и местных органах управления недвижимостью, инвестиционных и финансовых компаниях в сфере недвижимости, риэлтерских агентствах и других.

Источник: moeobrazovanie.ru