Машины и механизмы используемые при строительстве высотных зданий и сооружений

В противном случае это означало бы, что вместо легких зданий и сооружений необходимо строить бункеры.

Однако атаки на высотные здания представляют огромную потенциальную опасность. Соответствующее адекватное конструктивное решение, по-видимому, будет заключаться в увеличении запаса живучести. Например, если происходит обрушение одной из опор или одного из перекрытий, то вся конструкция не обрушится (немедленно) — другие конструктивные элементы возьмут на себя функцию обрушившегося элемента (по меньшей мере, временно).

Случайные силовые воздействия в результате землетрясений, взрывов, пожаров или ударных воздействий могут вызвать разрушение одного или нескольких этажей многоэтажного здания. Когда это происходит, верхняя часть здания начинает падать, обретая большую кинетическую энергию. Если при ударе нижняя часть здания не в состоянии противостоять этой энергии, то обрушение здания неминуемо, так как происходит прогрессирующее обрушение всей конструкции. Как было отмечено некоторыми авторами докладов, возможные меры противодействия обрушению здания в основном заключаются либо в разработке соответствующих проектных решений и мероприятий по усилению конструкции для адекватного восприятия ударной нагрузки, либо в создании амортизирующей системы, способной рассеять кинетическую энергию падающих частей здания.

В исследовании рассматривается вопрос: как проектировать здания, чтобы предотвратить их прогрессирующее обрушение при воздействии случайной силы? Здесь возможны два принципиально различных подхода:

предполагаются максимальные повреждения конструкций при условии, что ни один этаж полностью не разрушен; допускается обрушение одного этажа, а нижерасположенные конструкции должны выдержать соответствующую ударную нагрузку или рассеять суммарную кинетическую энергию.

Были исследованы оба подхода, при этом использовали данные изучения последствий взрыва в Нью-Йорке. Рассмотрена ситуация, соответствующая реальной: ударное воздействие, сопровождаемое пожаром. Результаты свидетельствуют, что первый подход — наиболее экономичный. Несомненно, требуемая конструкция зависит от степени предполагаемого повреждения. Если повреждения будут гораздо более значительными, этаж обрушится и предотвратить полное прогрессирующее обрушение здания станет невозможно. Таким образом, предположения о первоначальном повреждении должны быть дополнены обширным анализом степени риска аналогично тому, который приводит к выбору периода повторяемости при расчетном землетрясении. Если второй подход — предпочтительный, а разрушение этажа допускается, то разрабатываемая конструкция будет очень надежной с запасом прочности, но, ее стоимость будет недопустимо высокой. Среди предлагаемых решении вариант амортизирующей и стальной конструкции — оптимальный. При этом необходимо отметить, что амортизирующая система может быть сравнительно легко установлена как в новых, так и в эксплуатируемых зданиях.

Железобетонные конструкции также обладают рядом достоинств. Их основное преимущество — более высокая огнестойкость.

Вместе с тем итоги симпозиума позволяют заключить, что стальные конструкции в силу высокого соотношения предела текучести и массы могут воспринимать более высокую ударную нагрузку, чем железобетонные конструкции. Реализация инновационных подходов в пожарной инженерии дает возможность отлично использовать стальные конструкции.

Модели большинства высотных зданий, возведенных в Шанхае, исследовали на виброплатформе и в аэродинамической трубе. Такие испытания выявляют реально действующие на сооружение нагрузки и уточняют поведение конструкций, полученное теоретическим путем (рис. 2).

ЦНИИПСК им. Мельникова обладает большим опытом испытаний моделей высотных сооружений башенного типа. Из факторов, которые оказывают влияние на вид и выбор несущих конструкций высотных зданий, менее всего исследованы внешние нагрузки и методы их определения. Одна из наиболее сложно описываемых нагрузок — ветровое воздействие.

При определении ветровой нагрузки на здание проектировщику необходимо иметь информацию о распределении ее по поверхности сооружения (давление, отсос, тангенциальная составляющая), после чего возможно установление результирующих коэффициентов как для отдельных частей, так и для всего здания. Эти параметры можно найти только путем измерений на натурных сооружениях или моделях при испытаниях в аэродинамических трубах. Естественно, если сооружения находятся в стадии проектирования, то не возникает вопроса о натурных измерениях, поэтому для получения экспериментальных данных о ветровых воздействиях необходимо проводить испытания в аэродинамической трубе на моделях.

Под воздействием ветра здания и сооружения испытывают нагрузки от аэродинамических сил, которые включают не только силу лобового сопротивления, совпадающую с направлением среднего течения, но и подъемную (поперечную) силу, перпендикулярную этому направлению. До последнего времени силы лобового сопротивления, используемые в расчете сооружений, во всех случаях определяли только на основе данных климатологии и аэродинамики без учета динамических характеристик самого сооружения, т. е. коэффициента демпфирования, распределения его массы и жесткости.

Однако установлено, что собственные частоты колебаний современных высотных сооружений, которые по сравнению с возведенными ранее сооружениями — более гибкие, легкие и характеризуются меньшим демпфированием, могут находиться в том же интервале, что и средние частоты повторения интенсивных порывов ветра. Следовательно, при расчетах необходимо учитывать значительные резонансные колебания, к которым может привести воздействие ветра. Если точка приложения результирующей ветровой нагрузки не совпадает с центром жесткости сооружения, то возникают аэродинамические моменты. В этом случае сооружение подвергается действию крутящих моментов. При определенных условиях они могут оказать значительное влияние на его расчет.

Аналитические методы оценки реакции высотных зданий поперек воздушного потока и при кручении еще не разработаны, поэтому испытания в аэродинамической трубе — единственно возможное средство для предсказания таких реакций. Динамические гасители колебаний, используемые для снижения возникающих от ветра колебаний гибких башен, возможно могут быть использованы для уменьшения деформаций высоких зданий.

Значительный опыт создания и проведения испытаний моделей высотных сооружений, в том числе, и динамически подобных, накоплен за последние 25 лет в ЦНИИПСК им. Мельникова. В результате проведенных испытаний получена не только картина колебаний сооружений при взаимодействии с ветровым потоком, но и режимы аэродинамической неустойчивости, эффективность установки динамических гасителей колебаний, а также распределение давления как по стволу сооружений, так и по поверхности витражей зданий, размещаемых на телебашне в Алма-Ате, и по облицовочным панелям Главного монумента памятника Победы.

Приложение

рис1

Общий вид крана:

тележка ходовая рама опорная опора поворотная поворотная платформа механизм поворота грузовая лебедка противовес башня расчальная система стрела тележечная лебедка грузовая тележка крюковая подвеска кабина машиниста рама кабины устройство подъема секции башни монтажная обойма электрооборудование грузовой канат монтажный канат канат подъема секции башни тяговый канат опора блок фундаментный Заключение Итак, в работе были рассмотрены и описаны самые различные машины и механизмы. Это и спецтехника, и подъемники. И даже вертолеты. Забавно как тяжелый труд заставляет людей придумывать такие незаменимые машины и механизмы.

А также Морозов Е. П. и Барон P.M. упомянули о машинах, с помощью которых осуществляются монтажные работы. И авторы не ошиблись в актуальности их применения в строительстве.

Несомненно и многие другие механизмы, подробно описанные в работе очень практичны и служат людям в помощь. Но главное умело применять их. Для этого и обучают специалистов разных профилей. Рассмотрим на примере случая обрушения зданий Всемирного торгового центра как углубление знаний помогло — бы избежать ужасных последствий.

Обрушение зданий Всемирного торгового центра, произошедшее в Нью-Йорке, — первый случай полного разрушения высотного здания. Несмотря на нетипичную и случайную причину обрушения, это событие само по себе должно быть использовано для углубления знаний о последствиях, вызванных разрушением конструкции, и, таким образом, будет способствовать возрастанию значения фактора принятия решений, касающихся оптимального расчета подобных сооружений в будущем. Атаки на высотные здания представляют огромную потенциальную опасность. Соответствующее адекватное конструктивное решение, по-видимому, будет заключаться в увеличении запаса живучести. Например, если происходит обрушение одной из опор или одного из перекрытий, то вся конструкция не обрушится (немедленно) — другие конструктивные элементы возьмут на себя функцию обрушившегося элемента (по меньшей мере, временно). Подробнее проблема возведения высотных зданий рассматривается в работе.

В заключение хотелось бы добавить, что в настоящее время готовятся новые проекты в помощь возведения высотных зданий и кто знает, что нас ожидает в мире новых технологий. Остается только гадать и размышлять на эту тему.

Хочется верить в лучшее, но как это возможно, если в погоне за осуществлением своих целей люди зачастую не ценят того, без чего не создаются ни машины, ни здания — своей жизни и окружающих его людей. Посмотреть только как не соблюдаются законы и общепринятые нормы при возведении зданий и к чему это приводит.

Только не все это замечают, а многие эгнорируют…

Так будем же честны и осторожны в отношении с людьми. Тогда новые здания и технологии приобретут новый смысл в мире и будут актуальны вечно.

1. Морозов Е. П. Гиперболоиды инженера Шухова // Монтажные и спец. работы в стр-ве. — 2001. -?2.

3. Барон P.M., Макаров К. Н. Производство монтажных работ с помощью вертолетов. — М.: Стройиздат, 1984.

4. www. stone-expo.ru

5. www. um-2.ru

6. www.stroi.ru

7. www. auto-ural.com

www.stone-expo.ru

Морозов Е. П. Гиперболоиды инженера Шухова // Монтажные и спец. работы в стр-ве. — 2001.

Барон P.M., Макаров К. Н. Производство монтажных работ с помощью вертолетов. — М.: Стройиздат, 1984.

См. рис1

www.um-2.ru

www.auto-ural.com

www.stroi.ru