Қатты желге төзімді дайын шағын ғимаратты қалай таңдау керек?

Сіздің дайындалған шатырыңыз үшін неге желге төзімділік маңызды

Жоғары желді аймақтарда — жағалаулар, торнадо арналары және ашық далалар — стандартты дайындалған шатырлар үлкен бұзылу қаупіне ұшырайды. 90 миль/сағ асатын желдер әр секунд сайын қабырғаларға кіші автомобиль соққысындай жанама қысым түсіреді, яғни нығайтылмаған ғимараттар үйлерге, көліктерге немесе электр желілеріне ұшып кетуі мүмкін. Салдарлар нақты және өлшенеді:

• Мүлкке зиян : Орташа есеппен 5000–15000 доллар құнындағы жабдықтарды сақтайтын шатырлардың құлауы
• Қауіпсіздікке қауіп : АҚШ-та желді дауыл кезінде желмен ұшып кететін қирау 2023 жылы NOAA деректері бойынша жыл сайын 200-ден астам жарақатқа әкеледі
• Сақтандыру әсері расталған желге төзімділік сәйкессіздігі бар құрылымдар желге байланысты 68% сақтандыру талаптарында қамтитындықтан айырылады (Insurance Information Institute, 2022)

Желге төзімділік инженериясы бұл мәселелерді тек қана бөлшектерді берік қылу арқылы ғана емес, сонымен қатар жүйе ретінде барлығының қалай жұмыс істеуі арқылы шешеді. Сағатына 140 мильден астам желге, яғни 4-ші санаттағы дауыл деңгейіне төзімді болатындай салынған қоймалар жел күшінің біразын жұтып алатын күшейтілген бұрандалар арқасында бүтіндігін сақтайды. Пішіні де маңызды. Бұл құрылымдар біздің барлық жерде кездестіретін тік бұрышты ғимараттарға қарағанда көтеруші күштерді шамамен 40% азайтады. Жермен бекіту туралы да ұмытпау керек. Дұрыс бекіту жүйелері зертханалық тексерулерде жаңбырлы дауыл кезінде тіпті ең ауыр қоймалардың төңкерілуін болдырмауға мүмкіндік беретіні дәлелденген.

Желдерге төзімді сақтау құрылыстары күшті дауылдардан қорғанудан аса, қолайсыз климат жағдайларында пайдалану мерзімін үш есе ұзартады — осылайша құрал-жабдықтарды, маусымдық жабдықтарды және отын немесе химикаттар сияқты қауіпті материалдарды қоршаған ортаға таралудан сақтайды.

Алдын-ала жиналған сақтау құрылысының желге төзімді болуына әсер ететін негізгі құрылымдық ерекшеліктер

Нығайтылған рама және үздіксіз жүктеме беру инженериясы

Желге төзімділік ғимараттың өзінің негізінен басталады. Құрылысшылар негізгі жерлерде ағашты қалыңдатып немесе жоғары сапалы болатпен күшейткен кезде, олар жақсырақ қорғаныс қамтамасыз етеді. Бірақ шынымен маңыздысы, осы бөлшектердің бір жүйе ретінде қалай жұмыс істейтіндігі. Жел әсері шатырдан қабырғалар арқылы, едендер бойымен және соңында төменгі жерге дейін үздіксіз жылжуы керек. Бұл барлық элементтерді дұрыс біріктіретін арнайы металл байланыстырушы бөлшектер арқылы жүзеге асады. Зауытта жасалған құрылыстар объектіде салынған құрылыстарға қарағанда артықшылықтары бар, себебі өндірушілер көбірек бақылау мен қатаң стандарттарды сақтай алады. Мысалы, тіреулердің арасы 16 дюймнен аспайтындай ету, фермалар қабырғамен қосылатын жерлерге дауыл белбеулерін орнату және бұрыштарға біреуінің орнына үш қабат қосымша күшейту сияқты шараларды елестетіңіз. Мұндай егжей-тегжейлер ғимаратты өте берік етеді. Зертханалық сынақтар мұндай жүйелердің жел жылдамдығы 150 миль/сағаттан асқан кезде де төзімді болатынын көрсетті, ал қарапайым сарайлар мұны шыдай алмайды. Көрінетін жерде дұрыс сертификаттау болмаса, желге төзімділік туралы әлдеқандай өнімді пайдаланбаңыз. Шынайы беріктік — құрылым бойымен күштер қалай таралатынын көрсететін анық құжаттамадан туындайды, оны құрылыс инженериясы саласында білімі бар маман растауы керек.

Аэродинамикалық шатыр дизайны: Hip, төмен бұрышты және тұрғын жиектің артықшылықтары

Шатырдың пішіні ғимараттың айналасында желдің қалай әрекет ететініне үлкен әсер етеді. ASCE 7-22 Қосымша D-де келтірілген жел тоннелінде жасалған сынақтарға сәйкес, барлық төрт жағы көлбеу болып келетін шатырлар (hip roofs) дәстүрлі шатырларға (gable roofs) қарағанда желге төтеп беруге жақсырақ бейімделеді. Бұл шатырлар күшті желдің бағытын бүйірлерге қарай өзгертеді, ал шатырдың бөліктерін жоғарыдан көтеріп тастайтын қауіпті күштерді туғызбайды. 6:12 бұрышынан төменгі көлбеу бұрышы бар шатырлар да жел күшіне жақсы төтеп береді. Нақты металл шатырлар үшін стендинг-сіем жүйелері (standing seam systems) артықшылыққа ие, себебі олар жасырын бекіткіштер арқылы тақталарды бір-біріне бекітеді және желдің жылдамдығы сағатына 110 мильден асқан кезде де мықты ұстап тұрады. Сапалы өндірушілер тағы да еден шеттерін нығайтып және ғимараттың айналасында ауа ағынын бағыттайтын арнайы жел экрандарын орнату арқылы қосымша шаралар қолданады, осылай ауаның шатырдың астына өтуіне жол бермейді. Теңіз жағалауына жақын құрылыс салатындар міндетті түрде бұл сияқты сипаттамалар мен жаңбыр кезінде су ішке түспеуі үшін толығымен герметиктелген шеттерді іздестіруі керек.

Жоғары желдер үшін дұрыс анкерлеу және негізгі жүйелер

Топырақ пен әсерге сәйкес анкерлеу түрлерін (бетон бақандар, спиральді анкерлер, плита орнатулар) таңдау

Алдыңғы бөлменің желге төзімділігі оның жерге бекітілуіне тәуелді. Дауыл кезінде пайда болатын көтеруші күштер квадрат футына 1000 фунттан аса алады – сондықтан объектіңізге сәйкес құрылымдық негіз жүйелері қажет. Үш негізгі нұсқа бар, олардың әрқайсысы әртүрлі жағдайларға сәйкес келеді:

• Бетон бақандар терең фундаменттер тығыздалған ішкі қабаттарға дейін жететін тұрақты, жақсы дренажды топырақта жақсы жұмыс істейді. Олар жанама қозғалысты тиімді түрде ұстайды, бірақ орнатудан бұрын тіреу қабілетін растау үшін топырақты зерттеу талап етіледі.
• Спиральді анкерлер тұрақсыз, құмды немесе суға насыққан топыраққа бұрандаланып кіреді және жүктемені бірнеше қабаттарға тарату үшін спиральді пластиналарды пайдаланады. Құрылымдық инженериялық халықаралық (2023), бұл шығынды қабаттарда бетон бақандарға қарағанда спиральді анкерлердің көтеруші күшке төзімділігі 40% жоғары.
• Бетон плита орнатулар , дәнекерлендірілген J-бұрандалармен бекітіледі, жел күші жоғары аймақтарда (140+ миль/сағ) максималды қаттылықты қамтамасыз етеді. Су тасқыны басатын жерлерге қолайлы, гидростатикалық қысымның жиналуын болдырмау үшін жергілікті жазықтық пен дренаждың дұрыс болуын талап етеді.

Топырақ түрі тұрақтылық үшін бәрін шешеді. Саздан жасалған топырақ жаңбыр жауған кезде ісіп, уақыт өте келе темірбетон негіздеріне қиындықтар тудыруы мүмкін. Құмды жер басқаша - әдетте дұрыс ұстап тұрмау үшін арнайы бұрандалы анкерлер қажет. Жағалауға жақын мүлктер үшін тағы бір ескеретін нәрсе бар. Тұзды ауа металды тез бүлдіреді, сондықтан көбінесе мамандар қарапайым темірдің орнына ыстық цинковандалған болат немесе ерекше болат бөлшектерін қолдануды ұсынады. Анкерлік жүйелерді таңдаған кезде жергілікті жел карталарын тексеруді ұмытпаңыз. Өндірушінің техникалық талаптары бұл жерде үлкен маңызға ие. Мысалы, саңылауы 110 миль/сағатқа дейінгі желге шыдайтындай жасалған шеберхана. ASCE 7-22 стандартының соңғы нұсқаулығына сәйкес, егер ол шеберхана D экспозициялық категориясына (ашық далалар немесе жағалауға шығатын мүлк) жататын аймақта орналасса, басқа аймақтар үшін көрсетілгенге қарағанда анкерлер 20% берік болуы керек. Табиғат қандай қиындықтар туғызбағанмен, құрылымдардың қауіпсіз болуын қамтамасыз ететін осындай ұқыптылық.

Дайын сақталатын анбарлар үшін желге төзімді материалдар мен компоненттер

Материалды таңдау екінші дәрежелі емес — негізгі фактор. Жабынның бұзылуы, коррозияға ұшыраған бекіткіштер немесе әлсіз қабырға көбінесе жоғары жел кезінде конструкцияның істен шығуына әкеледі, сондықтан компоненттердің беріктігі құрылымдық жоспарлаумен бірдей маңызды.

Берік жабын (талшықты цемент, LP SmartSide), коррозияға төзімді бекіткіштер және құрылымдық жылу оқшауланған панельдер (SIPs)

Торнадо кезінде ұшып жүрген қалдықтарға төзімді, сонымен қатар жергілікті жерлерде немесе ылғалдылық деңгейі жоғары аймақтарда ғимарат ішіне су түсуін болдырмау үшін цементті талшық пен LP SmartSide сияқты инженерлік ағаш өнімдері сияқты материалдар жақсы көрсетеді. Бұл құрылыс материалдары сағатына 140 мильден астам жылдамдықпен соғатын жел кезінде де пішінін сақтап, беріктігін сақтайды. Бекіту мақсаттары үшін ыстық ваннада гальванизацияланған болаттан жасалған коррозияға төзімді элементтер ұзақ жылдар бойы рждету нәтижесінде бекітпелердің бұзылуын болдырмауға көмектеседі. Зерттеулер бұл бекітпелердің жағалау шарттарында отыз жыл өткеннен кейін бастапқы беріктігінің шамамен 90 пайызын сақтайтынын көрсетеді. Құрылымдық сылақталған тақталар, қысқаша SIPs — бағдарланған талшық тақтадан жасалған қабаттардың арасында орналасқан түбіртек изоляциясынан тұрады. Олар желдің қысымын белгілі бір нүктелерге шоғырландырып емес, бүкіл қабырға бетіне тең бөлетін қатты қабырғалар жасайды. ASTM E72 стандарты бойынша жүргізілген сынақтар SIPs-тің дәстүрлі каркастарға қарағанда жанама күштерді шамамен 40 пайызға жақсырақ көтере алатынын көрсетеді. Барлық осы элементтер бірігіп жұмыс істегенде сыртқы қаптама, жасырын бекітпелер мен жылу оқшаулау қабаты желдің күшті әсеріне қарсы ғимараттың төзімділігін анағұрлым арттырады.

Шынайы жел өнімділігін тексеру: бағалар, сертификаттау және ескерту белгілері

Жел жылдамдығы бағаларын (140 миль/сағ қарсы 180+ миль/сағ), ICC-500 және инженерлік есептеулер мен «желге төзімді» маркетингтік ұстанымдарды түсіну

Жел жылдамдығы бағалары тек болжам немесе теорияға негізделмейді, нақты сынақтарға негізделеді. Мысалы, 140 миль/сағ деген баға EF2 торнадосы немесе 4-ші санаттағы дауыл деңгейіндегі негізгі тропикалық циклондық жағдайларға төзе алады. Дауылдар жиі соққан жағалау аймақтарында 180 миль/сағ-тан жоғары бағаланған жабдықтар қажет, әсіресе D экспозициялық санатқа жататын аймақтарда. Бұл көрсеткіштер ASCE 7-22 нұсқаулықтарына сәйкес жел тоннельдерінде жүргізілген сынақтардан шығады. Сонымен қатар, бастапқыда қоғамдық дауыл үңгірлері үшін жасалған ICC-500 стандарты бар. Құрылысшылар оны сақтау бөлмелеріне қолданған кезде, оған қатты инженерлік жұмыстар жұмсалғанын көрсетеді. Бірақ шынын айтсам, көптеген үйлер олар өте қауіпті аймақтарда тұрмаса, ондай беріктікті қажет етпейді.

Маңыздысы, «желге төзімді» деген терминнің заңдық немесе техникалық анықтамасы жоқ және ол ешқандай шараны қамтымайды. Шын мәніндегі желге төзімділік мыналармен расталған инженерлік жобалауды талап етеді:

• Үшінші тараптық сынақ құжаттары (мысалы, Майами-Дейдтің Қабылдау Туралы Хабарламасы баяндамалары)
• Аймақтық ғимараттық нормаларға сәйкестік (IBC 16-тарау, ASCE 7-22)
• Лицензияланған кәсіби инженермен қол қойып, мөрленген объектіге лайықталған жел жүктемелерінің есебі

Қауіп белгілеріне нақты миль/сағ көрсеткіштерінсіз «жоғары желдерге арналып жасалған» сияқты жалпылау тұжырымдамалар, PE мөрінің болмауы немесе ICC-ES бағалау баяндамаларының жоқтығы жатады. Сертификаттарды өндірушінің веб-сайтына сүйенбей, ICC NTA немесе Майами-Дейд Өнімдерді Бақылау Бөлімі сияқты авторлық дерекқорлар арқылы тексеріңіз.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Дайын сақтау құрылыстары үшін желге төзімділік деген не?

Дайын сақтау құрылыстарындағы желге төзімділік — оларды жоғары жел күштеріне шыдай алатындай етіп құрастыру мен материалдарды пайдалану. Оған нығайтылған бұйымдар, аэродинамикалық шатыр конструкциялары және дұрыс бекіту жүйелері жатады.

Желге төзімді болатын сарайлар үшін негізгі жүйелер неге маңызды?

Негізгі жүйелер сарайды жерге бекітеді және дауыл кезінде квадрат футына 1000 фунттан асатын көтеруші күштерден қорғайды. Негіздің таңдалуы топырақ түрі мен әсер ету жағдайларына байланысты, жел күштеріне қарсы тұрақтылықты қамтамасыз етеді.

Сарайдың желге төзімділігі туралы мәлімдемелерді қалай тексеруге болады?

ICC NTA немесе Майами-Дейд Өнімдерді Бақылау Бөлімі сияқты авторлық дерекқорлар арқылы сертификаттарды тексеріңіз. Жауапты тараптың сынақ құжаттарын, аймақтық ғимарат кодтарымен сәйкестігін және лицензияланған кәсіби инженермен расталған объектіге лайықталған жел жүктемесінің есептеулерін іздеңіз.