Повний розрахунок конструкцій

На цьому етапі виконується повний статичний розрахунок конструкцій рами. Для цього часто використовуються ручні методи або комп'ютерні розрахунки. Останні необхідні, якщо потрібно визначити точне значення деформацій конструкцій під навантаженням. При розрахунку статично невизначених систем початковий добір перерізів здійснюється до того, як стає відомий істинний розподіл згинальних моментів у рамі будинку. Якщо наступні після статичного розрахунку перевірки призводять до значної зміни жорсткості елементів, необхідно повторити розрахунок із знову визначеними жорсткісними характеристиками елементів.

Статичний розрахунок не може бути завершений без взаємного ув'язування розмірів елементів і розгляду сумісності конструктивної системи в цілому, включаючи деталі виготовлення. Вузли елементів на заводі виконують зварюванням, монтажні з'єднання звичайно приймають болтовими. Зв'язки, огородження і покриття, як правило, кріпляться на будмайданчику на болтах або самонарізах. Важливо пам'ятати, що аварії найбільш часто є наслідком поганої проробки деталей вузлових з'єднань і їхньої взаємної відповідності.

Втілення проектних задумів у креслення і специфікації

Виконується підготовка креслення в деталях і специфікацій для організації тендера підрядчиків-будівельників. Можливо, тут знову прийдеться вносити зміни в проект унаслідок варіацій у цінах підрядчика і прийнятих у нього методів будівництва, наприклад, наявне зварювальне устаткування, труднощі переміщення конструкцій на заводі виготовлювача; труднощі транспортування і монтажу. Зміни і нововведення в проект повинні бути старанно виконані й узгоджені з підрядчиком.

Звичайною практикою є двостадійне проектування. У цьому випадку інженер з конструкцій готує попередні креслення зі специфікацією основних перерізів (стадія КМ). Розробку вузлів і створення деталювальних креслень (стадія КМД) здійснює виготовлювач конструкцій.

Нагляд за будівництвом

Стійкість конструкцій повинна бути забезпечена на всіх стадіях будівництва. Високоякісні структурні компоненти будівлі і кваліфіковані монтажники повинні знаходитися в потрібний час і в потрібному місці, що потребує ретельної організації будівельного виробництва. Усе йде за планом, якщо всі елементи не потребують підгонки для свого монтажу.

Виконання обслуговування

Тільки проведення регулярного обслуговування, старанно спланованого на стадії проектування, може забезпечити необхідну довговічність будівель. Можуть знадобитися подальші зміни і реновація будівлі через зміну її призначення. Коригування допущених при проектуванні помилок звичайно вважається неприпустимим явищем.

Задачі проектування

Основна задача, яку повинен вирішити проектувальник у процесі розробки проекту, - це запобігання руйнування елементів і вузлів конструкції. Це досягається шляхом забезпечення міцності, стійкості і цілісності всіх конструкцій будівлі і їхніх елементів. Останнє досягається добором несучої здатності, що враховує індивідуальні особливості. Загальну стійкість оцінити значно важче і вона повинна бути старанно розглянута на ранніх стадіях проектування. У крайньому разі, стійкість будівлі визначається умовою: конструкція не повинна руйнуватися внаслідок малих змін у формі, навантаження, а також від випадкових впливів. Для цього встановлюють зв'язки, забезпечують чіткий шлях передачі навантаження від місця прикладання до фундаментів і т.д.

Існує також багато інших аспектів роботи конструкцій, що потребувають розгляду при проектуванні. Не всі ці аспекти піддаються обчисленню, проте для успіху проекту, проектувальник повинен вирішити, які аспекти розглядати, а які ігнорувати, які є основними, а які достатньо просто перевірити. Ці аспекти полягають у наступному:

1. Деформації.

Прогини конструкцій визначаються більше жорсткістю, ніж міцністю. Великі прогини можуть викликати такі небажані ефекти як руйнування оброблення, скупчення води і протікання, порушення роботи кранового устаткування і т.п.

Звичайний підхід уникнути цього необхідно перевіряти, чи обчислені прогини не будуть перевищувати гранично допустимі. Хоч обчислені прогини не пророкують точне значення, вони визначають міру жорсткості для конструкції і тому дають придатну оцінку роботи конструкцій. Для деяких конструкцій допустимі прогини є визначальним чинником при призначенні їхніх розмірів.

2. Вібрація.

Вібраційні характеристики конструкцій, як і прогини, залежать від їхньої жорсткості. Вібрація може призводити до зниження терміну служби конструкцій і фізіологічно впливати на людей. Принципом проектування є прийняття такого конструктивного рішення, при якому власна частота коливань істотно відрізняється від частоти діючого джерела, такого як машини, вітер. Цього дозволяє уникнути резонанс, тобто потрібно зменшити амплітуду коливань конструкцій.

3. Вогнестійкість.

Основна вимога щодо вогнестійкості полягає в тому, щоб цілісність конструкції зберігалася протягом визначеного часу, достатнього для евакуації службовців і гасіння пожежі без небезпеки руйнування конструкцій. Традиційна стратегія полягає в тому, щоб захистити конструкції від впливу вогню шляхом обетонування, штукатурення іншими методами. На даний час з'явилися нові способи, що підвищують вагу конструктивного рішення для нормальних умов, але значно знижують вартість захисту конструкцій. У будь-якому випадку, питання вогнезахисту повинні бути розглянуті на самій ранній стадії проектування.

4. Втома.

Коли конструкція або її елементи схильні до значних змін напружень, виникає явище втоми - руйнація, що відбувається після великої кількості циклів напружень з рівнем, меншим ніж нормальна статична міцність. Конструкції, що працюють у таких умовах, повинні бути відповідним способом розраховані і запроектовані.

5. Будівництво.

Для прискорення будівництва часто буває необхідно прийняти менш ефективне конструктивне рішення (напр. однакові балки перекриття). Важливо, щоб конструкції не розглядалися ізольовано, а як частина всієї будівлі, включаючи інженерні комунікації, огородження й облицювання. Установлення інженерного устаткування може займати багато часу і важливо відповідним чином змінити конструкції, щоб полегшити виконання цих робіт.

6. Обслуговування.

Всі конструкції повинні регулярно обстежуватися й обслуговуватися з урахуванням їхніх особливостей. У випадку несприятливих умов, що сприяють розвитку корозії, легкість обслуговування і контролю є важливими критеріями при прийнятті конструктивних рішень. Для цього намагаються уникати утворення недоступних частин у конструкції; ділянок скупчення бруду і вологи, а використовувати прокатні або замкнуті перерізи замість гратчастих конструкцій.