Проектирование конструкций многоэтажных зданий

Проектирование строительства

Высотные стальные конструкции представляют собой окончательное достижение профессии инженеров-строителей. Многие профессионалы дизайна заинтересованы в том, чтобы узнать, как работают эти великолепные сооружения и чем они отличаются от других зданий.

Продолжающееся экономическое процветание и рост населения в городских районах указывают на будущее с ростом активности в высотном строительстве жилых и офисных зданий. Тем не менее, строительство высотных зданий может быть экономически привлекательным только в том случае, если инженеры-строители могут иметь всестороннее понимание структурного поведения различных систем, с одной стороны, и практического смысла проблем строительства, с другой.

Проектирование конструкций многоэтажных зданий

Стальному строительству всего около 100 лет, и с самого начала достигнут огромный прогресс. Использование чугуна и кованого железа уже давно заменено высокопрочной сталью. Методы изготовления и монтажа были значительно улучшены и механизированы. Тем не менее, несмотря на то, что прочность стали возросла, модуль упругости остается таким же, каким он был, когда человек впервые обнаружил железо. Инженеру-строителю остается поставить под угрозу современную высокую прочность стали с ее «доисторической» упругостью по модулю, с одной стороны, и не очень продвинутые технологии изготовления и монтажа с повышенными затратами на рабочую силу, с другой.

Проектирование конструкций многоэтажных зданий

Нет сомнений в том, как трудно определить плотность населения, особенно в городах, где горизонтальное строительство ограничено, а удобно расположенная недвижимость стала предметом роскоши. Нехватка места из-за экспоненциального роста населения в городских районах не только уступила место более высоким зданиям с большим количеством этажей, но также подчеркивает тот факт, что строительство должно выполняться быстрее. Применение стали в высотных зданиях входит в моду.

Высотные здания или многоэтажные здания, построенные полностью из стали или, в основном, из стали, довольно ограничены в Индии и могут даже рассматриваться как некая «новая концепция в строительной отрасли», но, как известно, первый небоскреб со стальным каркасом было Здание по страхованию жилья (первоначально 10-этажное здание высотой 42 м или 138 футов) в Чикаго, штат Иллинойс, в 1885 году. Даже Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке и многие популярные достопримечательности мира были построены десятилетия назад с использованием стальных конструкций.

Проектирование конструкций многоэтажных зданий

Сталь в моде для высотных многоэтажных зданий

Для строительства многоэтажных или многоэтажных зданий требуются легкие, но прочные материалы. Сталь, благодаря высокому соотношению прочности и веса, обеспечивает большие пролеты и облегченную конструкцию. Стальные конструкции могут иметь различные конструктивные формы, такие как скрепленные рамы и противоударные рамы, подходящие для удовлетворения особых требований более высоких зданий. Более высокие здания также сталкиваются с более высокими ветровыми нагрузками, и, следовательно, сталь, будучи гибкой, позволяет зданию перемещаться и отклоняться от сил ветра, а не делать его жестким, как бетон.

Проектирование конструкций многоэтажных зданий

Высокое здание из стали также позволяет больше этажей на общую высоту здания. Это связано с тем, что стальная конструкция здания более легкая и эффективная, имеет балки, которые необязательно должны быть такими же глубокими, как бетонные, для поддержки полов. Возможность иметь более легкие секции, обеспечивающие одинаковую несущую способность на этаже, позволяет разместить почти 1,5 дополнительных этажа на той же общей внешней высоте здания.

Предварительно спроектированные стальные системы, которые являются нашей специализацией, позволяют проводить дальнейшую оптимизацию и повышать эффективность при проектировании многоэтажных стальных зданий. Углубившись в механику высотного строительства, мы видим, что внедрение горячекатаных стальных профилей с использованием стали более высокого качества увеличивает прочность здания. Улучшение стального настила как строительного материала вызвало революцию в стальном строительном пространстве. Композитная стальная опалубка, уложенная на каждом этаже, добавляет способность более эффективно передавать поперечные нагрузки через конструкцию, помогая конструкции быть более прочной, чем обычные жесткие материалы. Эта добавленная прочность на пол позволяет всей стальной структуре сердечника быть более легкой и даже более эффективной. Высотные рамы состоят из H-колонн или коробчатых колонн (вертикальные опорные элементы) и H-балок (горизонтальные опорные элементы). Поперечные крепежные или сдвиговые стенки используются для придания каркасу конструкции большей боковой жесткости, чтобы противостоять ветровым нагрузкам.

Проектирование конструкций многоэтажных зданий

Использование стали позволяет создавать большие внутренние пространства без колонн; таким образом, они особенно выгодны для офисов с открытой планировкой и больших аудиторий и концертных залов. Стальная рама по сравнению с C рамой приводит к достаточному дополнительному пространству для размещения всех служебных каналов без существенных потерь в головной комнате.

Другим важным аспектом сборных стальных зданий является то, что они быстрее возводятся по сравнению с железобетонными рамами. Элементы каркаса предварительно изготавливаются на заводе под эффективным контролем качества, что позволяет получить лучший продукт. Соединения для каждой части встроены и предварительно пробиты в элементы, и, следовательно, предварительно спроектированная конструкция сокращает время, деятельность на месте, материалы и трудозатраты, вызывая незначительные нарушения нормальной жизни сообщества, в отличие от процесса строительства из мокрого бетона.

Проектирование конструкций многоэтажных зданий

Наличие здания в более короткий период времени приводит к экономическим преимуществам для владельца из-за более короткого периода размещения капитала без возврата. По сравнению с бетонной конструкцией стальные рамы значительно легче. Это приводит к значительному снижению нагрузки на фундаменты. Не стоит забывать, что фундамент высотного здания обычно состоит из бетонных опор, свай или кессонов, утопленных в землю. Последующие изменения или укрепление полов в стальных рамах относительно легки по сравнению с бетонными рамами. Каркас не подвержен задержкам из-за медленного увеличения прочности, как в бетонной конструкции.

Подведем итоги

Хотя такие строительные технологии в России все еще находятся на начальной стадии, структурные проекты и технологическое развитие в российской сборной строительной промышленности уже разработаны и готовы предоставить такие строительные решения в течение почти 2-3 лет. Эта форма строительства будет широко применяться в высотных зданиях, инфраструктуре и жилье в ближайшие годы. Это логическая прогрессия.

ЛСТК здания: проектирование, строительство