EN
Нью-Йорк штатының Буффало қаласының сыртында орналасқан 120 000 квадрат футтық тарату орталығы бес жыл ішінде екі рет көтерме жабынының құлауын бастан өткерді. Бірінші құлау кеш қыста 48 сағат ішінде 28 дюйм (71 см) қар түсірген солтүстік-шығыс желінің (нор’эстердің) кезінде болды. Екінші құлау келесі маусымда қар үстіне жаңбыр жауған кезде пайда болды — бұл қар жиналуының үстіне қосымша 15 фунт/квадрат фут (729 кг/м²) салмақ қосып, құрылымға күтпеген жүктеме тудырды. Екі оқиғаның да түбірлі себебі бірдей болды: ғимарат өңірдің нақты ауа-райы режимін ескермейтін, ескірген жүктеме нормалары бойынша жобаланған еді.
Мұндай әңгімелер әр жылы Американың солтүстік аймағында және жағалаулық желді аймақтарда орын алады. Ондай ғимараттардың бірі ондаған жылдар бойы тұрақты тұрады, ал екіншісі бірнеше жыл ішінде қирауы мүмкін — бұл тек бір нәрсеге байланысты: жел мен қар жүктемесін дәл есептеу керек, басынан бастап. Жуық емес. «Бұл аймақ үшін жеткілікті» емес. Дәл емес.
Неге жергілікті климаттық деректер жалпы бағалауларға қарағанда маңыздырақ?
Сатып алушылар арасында кездесетін кеңінен таралған қате — белгілі бір жел жылдамдығы немесе қар қалыңдығы үшін рейтингіленген болса, болат ғимараттың кез келген жерде бірдей жұмыс істейтінін елестету. Бұл қате қолданыстағы шынайы жағдайларда дәлелденбейді. Жел жүктемесі жер бетінің рельефіне, ғимараттың биіктігіне және ашықтық категориясына қарай әлдеқайда өзгереді. Қансонды Канзаста ашық далада орналасқан ғимарат пен батыс Пенсильваниядағы аңғарға орналасқан дәл сол ғимарат әртүрлі жел әсерін түсінеді. Қар жүктемесі жер бетіндегі қар тығыздығына, биіктікке және крыша жүйесінің жылу қасиеттеріне тәуелді.
Жүктеу стандарты ретінде ASCE 7-22 стандартын сілтеме ретінде қолданатын 2024 жылғы Халықаралық Ғимараттар Кодексі аймақтық жалпылама карталардан нақты орналасқан жерге бағытталған тәсілге ауысты. Бұл өзгеріс көркемдік сипатта емес. Жаңа стандарт бойынша ұлттық орташа жердегі қар жүктемесі шамамен 12 пайызға көтерілді, ал кейбір таулы және солтүстік аймақтарда ол әлдеқайда қатты көтерілді. Сонымен қатар жел жүктемесі талаптары да ғимараттың жиектері мен бұрыштарында, мұнда көтеруші қысымдар өз ең жоғары деңгейіне жетеді, қатаңдауға ұшырады. ASCE 7-16 немесе одан ескірек стандарттар бойынша жобаланған болат ғимарат қазіргі кодекстерге сәйкес қабылданбауы мүмкін.
Жүк кестелерін кәсіби деңгейде оқу
Болат ғимараттың жинақталған жабық тобымен берілетін инженерлік сызбалар толық әңгімені айтады — егер сіз неге назар аудару керектігін білсеңіз. Екі санға ерекше назар аудару керек: жобалық жел жылдамдығы мен жердегі қар жүктемесі. Бұлар ұсыныстар емес. Олар әрбір конструкциялық элементті, қосылатын бөлікті және фундаменттің ерекшеліктерін анықтайтын негізгі көрсеткіштер.
Жел үшін маңызды көрсеткіш — негізгі желдің жылдамдығы, ол миль/сағатпен өлшенеді және белгілі бір қауіп санатымен байланысты. ASCE 7-22 стандарты желдің жылдамдығын анықтау үшін нақтырақ карталар енгізді, олар орынға тән әсер ету шарттарын ескереді. 170 миль/сағат желдің жылдамдығына шыдайтын ғимарат автоматты түрде желдің күшті болатын әрбір аймаққа сәйкес келмейді. Бұл реттеу әсер ету санатына, ғимараттың орташа шатыр биіктігіне және орынның топографиялық факторларына сәйкес келуі тиіс.
Қар үшін жер бетіндегі қар жүктемесі — фунт/шаршы футпен өлшенеді — бастапқы нүкте болып табылады. Одан кейін қар жүктемесі шатырдың көлбеулігіне, жылулық коэффициентіне және әсер ету деңгейіне қарай түзетіледі. ASCE 7-22 стандартында енгізілген жаңа норма — қар үстіндегі жаңбырдан туындаған қосымша жүктеу — күрделілікті тағы да арттырады. Бұл коэффициент қар жиналуы үстіне жаңбыр түскен кезде пайда болатын тез салмақ өсуін ескереді; соңғы жылдары бұл құбылыс Американың солтүстігіндегі бірнеше шатырдың қирауына себеп болды.
Нақты әлемдегі таңдау процесі: Mountain Warehouse жобасы
Rocky Mountain аймағындағы бір жоба таңдау процесінің іс жүзінде қалай жүзеге асатынын көрсетеді. Тапсырыс берушіге 7 200 фут биіктікте орналасқан, ауданы 40 000 квадрат фут болатын сақтау құрылысы қажет болды. Алаңда қыста желдің жылдамдығы 100 миль/сағаттан асады, ал жылдық қар жауысы 200 дюймнен асады. Үш тарадырушыдан алынған бастапқы баға ұсыныстары әртүрлі болды — тек бағалар ғана емес, сонымен қатар сандық көрсеткіштердің артындағы инженерлік қабылдаулар да әртүрлі болды.
Бір тарадырушы ескі ASCE 7-10 карталарындағы жер бетіндегі қар жүктемесіне негізделген ғимарат бағасын ұсырды, бұл талаптарды шамамен 30 пайызға аз қылды. Екіншісі жел жүктемесін қанағаттандыратын, бірақ желдің қарды бір шатыр бөлігінен үрлеп, оның басқа бөлігіне жинауы нәтижесінде пайда болатын тең емес қар жиналуын (қардың ығысуы) ескермейтін жобаны ұсырды. Үшінші тарадырушы ғана қазіргі заманғы ASCE 7-22 қауіп-қатерлілік құралы арқылы сандық есептеулерді жүргізді және алаңның нақты ендігі мен бойлығын, сондай-ақ ашықтық жағдайларын ескерді.
Сол ғимарат кедергісіз салынды және қазірше үш ауыр қыс мезгілін төтеп берді. Басқа екі жоба салынған болса, олар ауыр құрылымдық қауп-қатерлерге ұшыраған болар еді. Сабақ анық: ең арзан баға негізінде ең агрессивті — және ең қауіпті — инженерлік қысқартулар жатады.
Қауіпсіз бен Қиналатынды ажырататын сандар
Келесі кестеде солтүстік климаттық аймақта орналасқан типтік ғимарат үшін ескі және жаңа стандарттар бойынша жобалау жүктемелерінің айырмашылығы көрсетілген:
|
Жүктеме параметрі
|
ASCE 7-10 (Алдыңғы)
|
ASCE 7-22 (Қазіргі)
|
Айырмашылық
|
|---|---|---|---|
|
Жердегі қар жүктемесі (psf)
|
55
|
62
|
+12.7%
|
|
Жобалау жел жылдамдығы (mph)
|
115
|
120
|
+4.3%
|
|
Қар үстіне жауған жаңбырдан туындайтын қосымша жүктеме
|
Қажет емес
|
+5 psf
|
Жаңа талап
|
|
Шеткі аймақтағы жел қысымы (psf)
|
28
|
34
|
+21.4%
|
Бұл академиялық айырымдар емес. Олар тікелей ауырлаған болаттың қалыңдығына, бекіткіштердің тығыз орналасуына және бұрыштар мен еңістіктердегі берік рамаларға әсер етеді. Ескі стандартқа сәйкес жобаланған ғимарат қағазда бірдей көрінуі мүмкін, бірақ ол шынымен кездесетін жүктемелерді ұстау үшін қажетті құрылымдық қабілетке ие болмайды.
Өндірушінің ұсынуы керек нәрселер
Кез келген сенімді болат ғимаратын жасаушы құрылысқа дайындау басталмас бұрын үш нәрсе ұсынуы тиіс. Біріншіден, есептеулер үшін қолданылған жобалық жел жылдамдығы мен жерде жиналатын қар жүктемесі көрсетілген, мөрленген инженерлік сызбалар. Екіншіден, жергілікті құрылыс нормаларында сілтеме берілген қазіргі ASCE 7 стандартына сәйкестігін растайтын сертификат. Үшіншіден, құрылымдық элементтердің осы талаптарға сай өлшемдерін көрсететін жүктеме кестелері немесе есептеулердің қорытындысы.
Егер тағамдық қамтамасыз етуші осы құжаттарды ұсынудан бас тартса немесе олардың маңызын азайтуды тырысса, бұл — қауіпті белгі. Инженерлік жинақ — бұл қағаз-қүрал емес, ол ғимараттың жұмыс істеуінің негізі. Бұл қадамды өткізіп жіберу немесе қысқарту — Буффало сауда орталығы сияқты ғимараттардың бірінші күннен бастап қауіпті болуына себепші болады.
Соңғы шешімді қабылдау
Жоғары жел және қар жүктемесіне шыдайтын дұрыс болат ғимаратты таңдау — алдын-ала жұмыс істеуге байланысты. Бұл орынға тән конструкциялық жүктемелерді білу, тағамдық қамтамасыз етушінің инженерлік есептерінің осы көрсеткіштерге сәйкес келетінін тексеру және конструкциялық есептеулерде қысқа жолдарға жүгіретін кез келген ұсынысты қабылдамау дегенді білдіреді. Ауыр рамалар мен тығыз бекітпелер үшін қосымша шығындар — құлаған ғимаратты жөндеу немесе қайта орнату шығындарымен салыстырғанда елемейтін шығын.
Huaying Weiye Steel Structure сияқты өндірушілер әрбір жобаның орналасқан жеріне арналған нақты жүк талаптарына сәйкес ғимараттарын жобалайды, негізгі стандарт ретінде қазіргі ASCE 7 стандарттарын қолданады. Жобалау пакеті ғимараттың комплектімен бірге жеткізіледі, ол иелер мен жұмыс орындаушыларға рұқсат алу үшін және ұзақ мерзімді тыныштық үшін қажетті құжаттаманы қамтамасыз етеді. Жоғары жүктемелі аймақтарда осындай мұқияттылық міндетті — бұл ғимараттың тұруы немесе тұрмауы арасындағы айырмашылық.
