книги / 50
.pdf
Техническое обеспечение конструкционной безопасности зданий и сооружений
Рассмотрим торцевую ферму. В верхнем поясе фермы усилие увеличилось на 2,04 %, в нижнем поясе — на 2,6 %, несущая способность поясов обеспечена. В раскосах усилия изменились от 0,8 до 7,2 %, несущая способность раскосов обеспечена.
Учет неразрезности настила приводит к увеличению прогиба структуры на 1,9 %.
Для учета сдвиговой жесткости профилированного настила в расчете структурного блока отдельные участки настила между узлами верхнего пояса представлены в виде шарнирно связанных перекрестных стержней-связей, эквивалентных соответствующим участкам настила по жесткости в направлении сдвига. На рис. 4 показаны диагонали между узлами верхнего пояса,
условная площадь этих стержней определена |
в соответствии |
с методикой и экспериментальными данными, |
приведенными |
в Рекомендациях ЦНИИПроектстальконструкция1.
а |
б |
Рис. 4. Стержневые пирамиды структуры с ортогональными сетками поясов: а – без диагоналей; б – с диагоналями: 1 – верхний пояс; 2 – нижний пояс; 3 – раскосы; 4 – диагонали
Сдвиговую жесткость диафрагмы из профилированного настила согласно этим Рекомендациям предлагается определять по формуле
C = Ko λo βo Co aн bo , bн аo
где Co = 1300 Н/ мм — сдвиговая жесткость эталонного прямо-
угольного участка настила с размерами аo = 3000 мм, bo = 3000 мм для настила Н75-750-0,9; λo — коэффициент, учиты-
вающий характер сдвигающей нагрузки: при ветровых нагруз-
1 Рекомендации по применению стальных профилированных настилов нового сортамента в утепленных покрытиях производственных зданий / ЦНИИПроектстальконструкция им. Мельникова. – М., 1985.
71
Вестник ПНИПУ. Урбанистика. 2013. № 2
ках λo = 1,0; при крановых нагрузках λo = 0,8; βo = 1,2, так как схема настила неразрезная и покрытие беспрогонное; Ko = = 1,0 — коэффициент, учитывающий тип опорных креплений настила (для самонарезающих винтов и дюбелей); aн = 3000 мм, bн = 3000 мм — расчетные размеры сдвигаемой части диафрагмы.
Условная площадь сечения этих стержней определяется из условия равенства сдвиговых жесткостей каждой связевой панели и соответствующего ей участка настила по формуле
А |
|
= |
|
С d3 |
|
, |
|
|
|
усл |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Е a |
2 |
|
|
|
||||
|
2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
где Е — модуль упругости стали; d = |
|
a2 |
+ b |
2 |
— длина рассмат- |
||||
|
|
|
|
|
|
н |
|
н |
|
риваемого участка по диагонали.
Проведенные исследования структурного блока с учетом включения профилированного настила в работу системы показали, что произошла незначительная разгрузка крайних продольных элементов верхнего пояса из двутавров: от 1,3 до 2,6 %. Что же касается средних верхних поясов, то здесь усилия увеличились с 0,6 до 16,8 %, большие цифры относятся к крайним малонагруженным панелям, несущая способность двутавров обеспечена. В продольных элементах нижнего пояса происходит перераспределение усилий: в крайнем поясе усилия увеличились от 0,015 до 1,06 %; в среднем произошло уменьшение усилий от 0,05 до 2,4 %. В раскосах также наблюдается перераспределение усилий от 0,13 до 16,3 %, большие цифры относятся к малонагруженным раскосам. Вертикальные прогибы уменьшились на 0,56 %.
Учет сдвиговой жесткости стального профилированного настила, работающего совместно с пространственно-стержневой конструкцией блока, приводит к увеличению общей жесткости структурного покрытия в горизонтальной плоскости от 2,0 до 9,1 %.
Таким образом, наиболее напряженными элементами структурного блока являются средняя панель верхнего продольного пояса из двутавра № 16 (элемент 27), раскос 121 из уголка 63×5, элементы торцевой фермы и центральная панель среднего продольного нижнего пояса из уголка 90×7 (элемент 69) (см. рис. 1).
72
Техническое обеспечение конструкционной безопасности зданий и сооружений
Выводы:
1.Стальной профилированный настил в структурных конструкциях типа «ЦНИИСК» с верхними поясами из прокатных двутавров обеспечивает устойчивость поясов из плоскости. Крепление листов настила к верхним поясам и между собой является ответственным местом в конструкции: от качества и надежности соединения на протяжении всего периода эксплуатации зависит несущая способность структурного покрытия.
2.Включение стального профилированного настила в рабо-
ту структурного блока типа «ЦНИИСК» размерами 18×12 м приближает расчетные схемы к действительной работе структуры.
3.Учет сдвиговой жесткости и неразрезности настила приводит к перераспределению усилий в элементах структурного блока, особенно в раскосах и поперечных элементах нижнего
иверхнего поясов. В связи с этим при подборе сечений поперечных элементов верхнего пояса и малонагруженных раскосов должна быть учтена сдвиговая жесткость настила. При расчете структурных блоков необходимо учитывать схему раскладки настила и, как следствие, расчетную схему передачи нагрузки с настила на структурный блок.
4.Несущая способность структурных конструкций обеспечивается при условии высокой культуры производства на всех стадиях: при изготовлении, монтаже и устройстве кровли. Структурные конструкции являются многократно статически неопределимыми системами, поэтому чувствительны к точности
икачеству изготовления и монтажа.
5.Как показали проведенные исследования, типовые
структурные блоки типа «ЦНИИСК» размерами 18×12 м могут быть применены для V снегового района (г. Пермь и Пермский край) при условии выполнения всех продольных элементов верхнего пояса из двутавра № 16.
Библиографический список
1.Зуева И.И. Структурные конструкции из прокатных профилей на болтах нормальной точности // Теоретические и экспериментальные исследования по строительным конструкциям: тр. ЦНИИСК им. В.А. Куче-
ренко. — М., 1976. — С. 104—111.
2.Зуева И.И., Зуев В.В. Влияние податливости болтового соединения на напряженно-деформированное состояние системы // Вестник Перм. гос. техн. ун-та. Строительство и архитектура. — 2010. — № 1. —
С. 40—46.
73
Вестник ПНИПУ. Урбанистика. 2013. № 2
3. Айрумян Э.Л. Учет жесткости профилированного стального настила в пространственной работе конструкций // Промышленное строи-
тельство. — 1979. — № 12. — С. 15—16.
References
1.Zueva I.I. Strukturnye konstrukcii iz prokatnykh profilej na boltakh normalnoj tochnosti [Structural design of rolled profiles bolt-on the normal accuracy]. Teoreticheskie i eksperimentalnye issledovanija po stroitelnym konstrukcijam. Trudy CNIISK im. V.A. Kucherenko. Moscow, 1976, pp. 104—111.
2.Zueva I.I., Zuev V.V. Vlijanie podatlivosti boltovogo soedinenija na naprjazhenno-deformirovannoe sostojanie sistemy [Influence of flexibility of the bolt connection to the stress-strain state of the system]. Vestnik Permskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Stroitelstvo i arkhitektura, 2010, no. 1, pp. 40—46.
3.Ajrumjan Je.L. Uchet zhestkosti profilirovannogo stal'nogo nastila
vprostranst-vennoj rabote konstrukcij [Account of the rigidity of profiled steel flooring in the spatial work structures]. Promyshlennoe stroitelstvo, 1979, no. 12, pp. 15—16.
Получено 14.05.2013
I. Zueva, E. Nikolaeva
INVESTIGATION OF THE STRESS-STRAIN STATE OF STRUCTURAL UNITS OF THE TYPE «CNIISK» SIZE 18×12 m
The structural design for mass application in industrial construction, the analysis of strengths and weaknesses of the systems. The example of calculation of the structural unit of the type «CNIISK» size 18×12 m for V of the snow area, a study conducted block with the inclusion of steel profiled flooring in the work of the structure.
Keywords: spatial design, structural units, steel profiled flooring, stressstrain state.
74
Техническое обеспечение конструкционной безопасности зданий и сооружений
Зуева Ирина Ивановна (Пермь, Россия) — канд. техн. наук, доцент кафедры «Строительные конструкции», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, Пермь, Ком-
сомольский пр., 29, e-mail: skstf@pstu.ru.)
Николаева Екатерина Юрьевна (Пермь, Россия) — студентка ка-
федры «Строительные конструкции», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, Пермь, Комсомоль-
ский пр., 29, e-mail: skstf@pstu.ru).
Zuevа Irina Ivanovna (Perm, Russia) — Candidate of Technics, Associate Professor, Department of Building units, Perm National Research Polytechnic University (614990, Perm, Komsomolsky av., e-mail: skstf@pstu.ru).
Nikolaeva Ekaterinа Yuryevna (Perm, Russia) — student, Department of Building units, Perm National Research Polytechnic University (614990, Perm, Komsomolsky av., e-mail: skstf@pstu.ru).
75
Вестник ПНИПУ. Урбанистика. 2013. № 2
УДК 69.05
К.В. Голубев, Н.И. Сафонов
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
ПРОБЛЕМЫ
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ
ДЛЯ СОВРЕМЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Рассмотрены актуальные вопросы обследования конструкций фундаментов
иподземной части зданий и сооружений. Предложена новая модификация геофизического метода проведения данных работ — скважинный электрический каротаж. Описан опыт его практического применения в процессе реконструкции квартала № 46а города Перми.
Ключевые слова: приспособление, памятник культурного наследия, реконструкция, геофизическое исследование, скважинный вариант метода сопротивлений, обследование конструкции фундаментов зданий и сооружений.
Всовременных экономических условиях происходит смещение градостроительных приоритетов от многоэтажного строительства к малоэтажному и индивидуальному жилищному строительству, а также реконструкции существующих зданий
исооружений. Сейчас в качестве наиболее предпочтительного
масштаба для Перми предлагается средняя этажность с высотой до 20 м. В центре города расположено много памятников истории и культуры и зданий, которые имеют архитектурную ценность и хорошо вписываются в современную градостроительную концепцию. Единственным способом продлить срок экономической жизни таких зданий является их реконструкция.
Современные памятники истории и культуры в прошлом являлись сооружениями, построенными для определенных целей. Однако в дальнейшем, в связи с неизбежными изменениями, происходящими в общественной жизни, они перестали удовлетворять своему назначению. Некоторые из таких зданий долгое время пустуют и соответственно не получают должного обслуживания, в результате их внешний облик и техническое состояние постепенно ухудшаются. В настоящее время возникает потребность в наделении памятников истории и культуры новыми функциями, соответствующими современным требованиям.
76
Техническое обеспечение конструкционной безопасности зданий и сооружений
Особенностью приспособления существующих объектов для современного использования является необходимость учета планировочных и конструктивных особенностей. Кроме этого приспособление памятника должно проводиться с учетом его дальнейшего функционального назначения, которое может повлиять на характер и объем вносимых изменений. Поэтому разработка проектов приспособления памятников истории и культуры должна производиться комплексно на основе данных, полученных при обследовании. В результате приспособления здания и сооружения оказываются гармонично вписаны в облик города, а не диссонируют с ним. В качестве примера можно привести пустующие в настоящее время здания бывшей табачной фабрики «Астра» и типографии № 2, расположенные в квартале № 46а г. Перми.
Квартал 46а располагается в центре Перми, с севера его границей является улица Советская, с юга — улица Петропавловская, с запада — улица Куйбышева, с востока — Тополевый переулок. На территории квартала располагаются два каменных корпуса бывших торговых пассажей: торговый пассаж № 1 — улица Советская, 65а, торговый пассаж № 3 — улица Петропавловская, 57, а также административное здание — улица Куйбышева, 10. Также на его территории располагается ряд хозяйственных построек и автостоянка. На данный момент разработана концепция развития этого квартала. Согласно этой концепции планируется приспособить пустующие здания бывшей табачной фабрики и типографии для современного использования. Для этого на первых этажах планируется размещение торговых площадей, а на вторых этажах — офисных помещений. В здании по адресу улица Петропавловская, 57 планируется устройство мансардного этажа, в котором будут располагаться офисные помещения. В центре квартала планируется строительство 12этажного многофункционального комплекса, в котором будет располагаться жилье, офисы, магазины, кофейня, ресторан, фитнес-центр, детский центр и т.д.
Территория квартала 46а имеет богатое прошлое. В конце ХIХ в. на этом месте располагался Черный рынок (рис. 1) — крупный торговый центр г. Перми.
77
Вестник ПНИПУ. Урбанистика. 2013. № 2
Рис. 1. Площадь Черного рынка
На территории рынка располагались разнообразные торговые ряды: лоскутный, обжорный (торговля готовыми продуктами питания), посудный, скобяной, железный, соляной, крендельный, рыбный, телячий, птичий, мыльный, зеленной (торговля овощами). Изначально рынок находился на территории Торговой площади (на пересечении современных улиц Сибирской и Петропавловской). К 1823 г. площадь рынка была полностью застроена и стала перегружена, поэтому городской думой было принято решение о переносе рынка на свободные площади на углу улиц Красноуфимской (ныне Куйбышева) и Петропавловской. Именно в то время рынок и приобрел свое название: это место было сильно заболочено, так как там находились истоки малой реки Медведки, которые засыпали к 1797 г., но это не изменило ситуацию, и территория рынка опять превратилась в болото. К этому добавлялось и то, что зачастую купцы пытались продать продукты не первой свежести, из-за чего запах в округе стоял жуткий [1, 2, 3]. Во второй половине ХIХ в. площадь считалась самым зловонным местом Перми. Мамин-Сибиряк так описывал в своих очерках Черный рынок: «Пермь — самый глухой губернский городок, особенно зимой. Но с открытием навигации он сильно оживляется, особенно во время сплава караванов, когда в Перми скопляется до десяти тысяч бурлаков, набирающихся сюда со всех притоков глубокой Камы… Главным центром, где собирается камская бурлачина, служит Черный рынок. Это недалеко от пристаней и в центре
78
Техническое обеспечение конструкционной безопасности зданий и сооружений
города. Сам по себе Черный рынок, как вместилище непролазной грязи, специально пермской вони от полусгнивших знаменитых сигов и всяческого тряпья, на которое страшно смотреть…».
В связи с тем, что состояние этой рыночной площади никого не устраивало, купцы и горожане протестовали против переноса рынка с Торговой площади. К тому же старое расположение рынка было гораздо ближе к камским причалам и к Сибирскому тракту, откуда поступали товары. Для этого они даже обратились с петицией к министру внутренних дел, однако рынок не вернулся к старому месту, но в результате вмешательства министерства было принято решение благоустроить площадь рынка. Для осушения территории было прорыто несколько глубоких канав, вся территория была покрыта деревянной гатью,
впотом площадь засыпали шлаком с медеплавильного завода. Эти работы были закончены к 1871 г. [3]. А в 1899 г. площадь Черного рынка даже замостили булыжником.
На рынке часто замечалось жульничество, и практически повсеместно царила антисанитария. Цитаты из думского постановления 1892 г. это подтверждают: «Не дозволяется держать в мясных лавках и балаганах разный хлам»; «Запрещается надувать мясо, чтобы придать ему лучший вид»; «Для пробы молочных продуктов у продавца должны быть чистые ложки. Пробовать молоко через край сосуда, а сметану и творог пальцем воспрещается».
Позднее были построены каменные корпуса, которые и по сей день стоят на этом месте. В них была сосредоточена мануфактурная, галантерейная, кожевенная, меховая, москательная торговля.
Один из каменных корпусов, расположенных на территории развиваемого квартала, — торговый пассаж № 1 (ул. Советская, 65а) построен купцом Юговым Виктором Тимофеевичем
в1899 г. В результате Октябрьской революции 1917 г. и на-
чавшейся в 1918 г. муниципализации здание было изъято у бывшего владельца. В 1928 г. здание сдано Пермскому центральному рабочему кооперативу ЦРК в арендное пользование на 24 года. С 1942 г. оно выделено под производственные и административные помещения Пермской табачной фабрики. В 1988 г. здание было принято под охрану государства как памятники архитектуры и градостроительства областного значе-
79
Вестник ПНИПУ. Урбанистика. 2013. № 2
ния. Здание находилось на балансе табачной фабрики и использовалось как производственное. В 2000 г. решением губернатора здание по ул. Советская, 65 включено в государственный список памятников архитектуры и градостроительства Пермской области местного значения. В 2006 г. здание было выкуплено частной структурой.
Второй корпус на территории квартала 46а — торговый пассаж № 3 (Петропавловская, 57). Он построен в 1912 г. Так же как первый корпус, в результате Октябрьской революции 1917 г. и начавшейся в 1918 г. муниципализации здание было изъято у бывшего владельца. В 1920—1930-е гг. здание торгового корпуса № 3 занимали магазины Уралторга, конторы Уралмедторга, Окркомпром и Волгокаспийлес. В 1941 г. в здании разместили эвакуированную из Ленинграда типографию им. М. Горького. В начале 1960-х здание было реконструировано и полностью приспособлено для типографии. В 1988 г. здание в составе комплекса памятников «Ансамбль Черного рынка» было принято под охрану государства как памятники архитектуры и градостроительства областного значения. Здание находилось на балансе типографии № 2 и использовалось как производственное и административное. В 2000 г. решением губернатора здание по улице Петропавловской, 57 было включено в государственный список памятников архитектуры и градостроительства. В 2006 г. здание было выкуплено частной структурой.
В народе бытует устойчивое мнение о существовании подземных ходов, ведущих от торговых пассажей до побережья реки Камы. Эти ходы служили для облегчения процесса доставки товаров на рынок с берега Камы, куда их доставляли по воде.
Недавно пермские диггеры нашли на территории, где раньше располагался Черный рынок, остатки подземного холодильника, который в то время называли ледник. В нем хранили рыбу и мясо местные торговцы. Это строение были расположены под землей в склоне холма. После закрытия рынка его перестали использовать и забросили. Со временем вход в него оказался замурован и про него окончательно забыли. Еще одним свидетельством существования пустот под землей в границах квартала 46а является провал в асфальтовом покрытии, образовавшийся в середине июня 2011 г. на пересечении улиц Куйбышева и Советской. Коммунальщики в качестве причины об-
80