10936

наращиванию материалоемкости узла, а к усовершенствованию его конструкции.

Работа выполнялась при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 18-08-00715)

Литература

1.Зинькова, В. А. Исследование напряженно-деформированного состояния бесфасоночных узлов трубчатых ферм / В.А. Зинькова, Н.В. Солодов [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 6. - Режим доступа: Ьир:/Лу\т.зс1епсе- education.ru/113-11776.

2.Кузнецов И.Л., Гайнетдинов Р.Г. Центральный узел верхнего пояса строительной фермы из стержней холодногнутого профиля // Известия КГАСУ. 2019. № 1 (47). С. 140-146.

3.Митрофанов С.В., «Работа узловых элементов структурной конструкции (научная статья)». Металлические конструкции. Сб. науч. работ. — Макеевка : ДонНАСА, 2012. — № 1 (42). — С. 17—25.

4.Митрофанов С.В., «Работа узловых элементов структурной конструкции с элементами решетки выполненных из круглой трубы». Строительство, материаловедение, машиностроение. Сб. науч. трудов. — Днепропетровск : ПГАСА, 2012. — № 48. — С. 390—395.

5.Хазов П.А. Анализ деформативно-прочностных характеристик монтажного узла ребристо-кольцевого купола из трубчатого профиля / П.А. Хазов, И.В. Шкода, Е.Н. Облетов, И.А. Самохвалов // Приволжский научный журнал /Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Нижний Новгород, 2020. – № 3. – С. 28-34.

6.Левенсон Я.С. Рациональные узлы стальных трубчатых конструкций / Я.С. Левенсон // За технический прогресс. – 1960. - № 12. – С. 25-32.

7.Цетлин, Б.С. Исследования напряженного состояния узловых соединений трубчатых конструкций: автореф. дис. … канд. тех. наук: 05.23.01 / Цетлин Б.С. – М., 1972. – 23 с.

8.Кархин В.А. Концентрация напряжений в стыковых соединениях / В.А. Кархин, Л.А. Копельман // Сварочное производство. –

1976. - № 2. – С. 6-7.

9.Левенсон Я.С. Стальные трубчатых конструкции в строительстве / Я.С. Левенсо – Новосибирск, 1957. – 127 с.

10.Зинькова В.А. Совершенствование трубчатых ферм с бесфасоночными узловыми соединениями: дис. …канд. тех. наук: 05.23.01

/Зинькова Виктория Анатольевна. – Белгород, 2014. – 137 с.

290

11.Ильясевич С.А. Стальные конструкции из труб: экспериментально-теоретические исследования / С.А. Ильясевич. – М.: Стройиздат, 1973. – 193 с.

12.Брудка Я. Трубчатые стальные конструкции / Я. Брудка. – М.: Стройиздат, 1975. – 209 с.

13.Шмидт Д. Стальные трубы: справ. изд., пер с нем. / Д. Шмидт.

–М.: Стройиздат, 1982. – 424 с.

14.Czehowski A. Etude de la resistance statique des assemblaqes sondes en croix de profiles / А. Czehowski, J. Bzudrka // Construction Metalligue. – 1977. – № 3. – S. 17-26.

15.EN 1993-1-5 (2006) (English): Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-5: General rules - Plated structural elements [Authority: The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC].

16.EN 1993-1-6 (2007) (English): Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-6: Strength and stability of shell structures [Authority: The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC]

17.EN 1993-1-1 (2005) (English): Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings [Authority: The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC]

Лапина О.А.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В СЕЙСМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ РАЙОНАХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Древесина – это единственный самовозобновляемый и легкодоступный материал. Он применяется на протяжении многих сотен лет и даже веков за счёт его несложной обрабатываемости, относительно небольшого веса и хороших теплоизоляционных свойств. А конструкции из данного материала являются надежными, стойкими и экологичными. Но наибольшим спросом деревянные конструкции пользуются в сейсмически активных зонах, так как дерево деформирует энергию землетрясений.

291

Рис. 1 – План литосферных плит

Разберёмся, за счёт чего же образуется землетрясения. Землетрясения распространены в местах, находящихся на подвижных тектонических плитах - огромных частях литосферы. Эти плиты постоянно перемещаются. Иногда они с лёгкостью проскальзывают мимо, иногда - сталкиваются. Поскольку, сталкиваясь, тектонические пласты, оказывают давление друг на друга - в результате давления, образуется трещина. Это явление провоцирует сейсмические и звуковые волны, которые и вызывают землетрясения. Вибрационные платформы созданы для того, чтобы воспроизводить все возможные типы сейсмических волн, которые влияют на дом. [1] По плану литосферных плит можно увидеть их движение, а по карте сейсмически опасных зон можно определить, где чаще всего происходят землетрясения.

Проведём анализ землетрясений в России.

Территория Российской Федерации в целом характеризуется умеренной сейсмичностью. Но есть и более опасные зоны: Европейская часть, зона Дальнего Востока и Сибири.

К Европейской части относится территория Северный Кавказ, а именно:

Республика Дагестан (1830 г. и 1971 г.) – землетрясения 8-9 баллов; Чеченская республика (1976 г.) – 8-9 баллов. Восточно-Европейская равнина и Урал характеризуются более слабой и редкой сейсмичностью в 6- 7 баллов. Сильные землетрясения возникают в Среднем Урале, Поволжье, в районе Азовского моря и Воронежской области. Также наблюдались

292

сейсмические колебания в Москве и Санкт-Петербурге от очагов землетрясений в Восточных Карпатах.

КДальнему Востоку относится Курило-Камчатская зона, где возникают самые крупные в Северной Евразии землетрясения в 10 баллов,

издесь же происходят извержения Камчатских вулканов. Также есть повышенная сейсмическая опасность в Южной части острова Сахалина. Приамурье характеризуется умеренной сейсмичностью: здесь на севере Амурской области было одно землетрясение в 9 баллов.

КСибири относится Алтай и Саяны, которые являются наиболее сейсмоактивными внутриконтинентальных регионов мира. Самыми сильными землетрясениями характеризуется Восточный Саян, которые оценивается в 9 баллов.

На Алтае же землетрясения в 9-10 баллов. Верхояно-Колымский регион: в республике Саха два сильнейших землетрясения в 9 баллов и в низовьях реки Лена тоже 9 баллов.

Данные представлены на рисунке 2:

Рис. 2 – Карта сейсмически опасных зон Российской Федерации

Рассмотрим, какие же особенности конструкций позволяли сохраниться деревянным зданиям и сооружениям ранее.

293

1. Рис. 3 - Пагода

Рис. 4 – Деревянный дом сибирской рубки

В Японии и Китае землетрясение – это нередкое природное явление, поэтому люди придумали конструкцию пагоды (Рисунок 3). Она заключается в наличии гибких элементов – деревянных колонн. Одна из них, а именно центральная, крепиться либо к основанию или перекрытию, либо к потолку, работая подобно маятнику. Такие пагоды выдерживали толчки до 9 баллов. Также, деревянные дома сибирской рубки (Рисунок 4) выдерживали землетрясения в 7 и более баллов.

Причинами серьёзных повреждений деревянных зданий и сооружений могут быть:

Трещины в углах домов, сдвиг здания с фундамента, перекос сруба и другие – в рубленных и бревенчатых зданиях.

Рис. 5 – Сборно – щитовой дом

294

Выпадение стен из щитов, недостаточно жёсткая связь с основанием, раскрытие швов между щитами – в сборно – щитовых домах. (Рисунок 5)

Недостаточная жёсткость гибкого нижнего пояса, недостаточное сечение несущих стоек, недостаточная прочность узловых соединений, отсутствие в конструкции диагональных связей – для здания каркасного типа. (Рисунок 6)

Рис. 5 – Здание каркасного типа

Также, на сейсмостойкость здания влияет процесс гниения, неудовлетворительное состояние грунтового основания или конструкций фундамента и другое. [4]

Чтобы обеспечивать устойчивость деревянных конструкций нужно обеспечить пространственную жёсткость, плоскостную жёсткость. И, конечно же, прочную связь с фундаментом и со всеми элементами в целом.

Пространственной жёсткости можно добиться следующими способами:

•Надёжное крепление стен и стоек к фундаменту

•Более лёгкая и низкая крыша

•Повышение жёсткости стен, перекрытий, усиление связей между ними

•Достаточное количество продольных и поперечных стен, расположенных симметрично и находящихся на примерно одинаковом расстоянии друг от друга.

Взаключении, рассмотрим противосейсмические мероприятия. Во – первых, в местах опирания наземных частей на фундамент необходимо наличие противосдвиговых или других мер, чтобы обеспечить прочность и неизменяемость конструкции. Во – вторых, стены должны быть замкнуты по контуру и сверху и снизу.

Взданиях с рублеными бревенчатыми и брусчатыми стенами сейсмостойкость обеспечивается за счёт надёжной связи в местах примыкания и сопряжения или же рубкой стен с «нахлестом» не менее 35 см

295

Всборно – щитовых домах сейсмостойкость можно обеспечить несколькими факторами: центрирование нижней обвязки относительно фундамента и надёжная связь с ним или обеспечение жёсткости коробки здания в целом.

Вкаркасных зданиях – заполнение стен лёгким материалом, прочная связь с фундаментом, постановка раскосов в плоскости стен, жесткое соединение элементов здания. [5]

На основе вышесказанного можно сделать выводы:

1.На территории Российской Федерации достаточно много сейсмоактивных зон, наиболее опасны такие регионы, как Северный Кавказ, юг Сибири и Дальний Восток, где интенсивность землетрясений достигает 8-9 и 9-10 баллов по 12-балльной шкале. Также, есть угроза в зонах Европейской части России, где интенсивность 6-7 баллов.

2.Ранее были придуманы конструкции деревянных зданий для сейсмических районов, и эти конструкции пользуются популярностью по сей день.

3.Рассмотренные меры противостояния деревянных зданий землетрясениям эффективны, но, по моему мнению, более эффективно будет комбинировать различные материалы, чтобы еще больше обезопасить здания.

Литература

1.География – планета Земля/ Литосферные плиты на карте мира/ Dmitry/

2019/ [Интернет – источник]: https://geographyweb.ru /lithosp heric-plates-on- the-world-map/

2.РИА Новости/ Сейсмиески опасные зоны России/ 2020/ [Интернет – источник]: https://ria.ru/20110822/421554789.html

3.ЧС – ник/ Про землетрясения/ Школа ремонта/ 2013/ [Интернет – источник]: https://чс-ник.kz/about-earthquakes/sejsmostojkost/item/316-kakoj- zhom-vyderzhit-zemletryasenie

4.Сyberleninka/ Обеспечение надёжности и безопасности деревянных зданий, применяемых для строительства в сейсмоактивных районах/ Иванова Ж.

В./ 2016-2020/ [Интернет – источник]: https://cyberleninka. ru/article/n/obespechenie-nadezhnosti-i-bezopasnosti-derevyannyh-zdani y- prime nyaemyh-dlya-stroitelstva-v-seysmoaktivnyh-rayonah

5.Каталоги перспектив/ Сейсмостойкость деревянного дома/ 2012-2020/

[Интернет – источник]: https://dom.ukr.bio/ru/articles/1400/

296

Лапина О.А.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ CLT – ПАНЕЛЕЙ

Человечество никогда не стоит на месте и всегда совершенствует индустрию во всех направлениях. На современном рынке большое количество вариантов строительных материалов. Но все ли они отвечают безопасности и экологичности для окружающей среды?

Если забегать наперед, а именно – утилизация зданий и сооружений, то не секрет, что срок разложения строительных материалов довольно долгий. К примеру, срок разложения кирпича и бетона – свыше ста лет, а железной арматуры – не менее 30 лет. С деревянными материалами всё намного проще, а если усовершенствовать, то это будет не только экологичный материал, но еще и стойкий. Данным требованиям отвечает новый строительный материал – CLT – панели.

Панели CLT – это строительный материал, который представляет собой склеенные между собой разнонаправленные ламели. Ламели, в свою очередь, состоят из пиломатериалов хвойных или лиственных пород. От разных производителей количество слоев ламелей и их толщина может варьироваться.

Рис. 1 - Разнонаправленные ламели

К примеру, у австрийской компании KLH минимальное количество ламелей – 3, а максимальное 8. В зависимости от количества и толщины ламелей меняется и толщина панели, которая максимально может быть 500 мм. Эти панели имеют заводские размеры: ширина 2400/2500/2720/2950 мм, максимальная длинна 16 500 мм. При желании можно создать индивидуальные размеры.

297

Рис. 2- Зависимость толщины панелей от количества ламелей от компании KLH

Помимо экологичности панели обладают такими преимуществами,

как:

1.Высокая несущая способность – не теряет несущую способность при воздействии огня

2.Высокая сейсмоустойчивость – толчки 7-8 баллов не навредят конструкции

3.Низкая теплопроводность

4.Утилизация конструкций, отслуживших срок, обходится дешевле, чем утилизация железобетонных конструкций.

5.Высокая стойкость геометрических размеров при изменении влажности, что позволяет хранить материал на строительной площадке.

6.Древесина обладает пароизоляционным и акустическим

эффектом

CLT – панели могут выполнять роль стен, перекрытий, покрытий, балконных консолей. Это представлено в моем дипломном проекте, где здание полностью запроектировано из данного материала.

Тема диплома – «Эко – ресторан» в городе Санкт – Петербург. Количество этажей ресторана – 4, высота 17 метров. Коротко о нем, толщина конструкций здания была рассчитана исходя из нагрузок, приходящиеся на них. Также, для усиления были созданы ребра жесткости. Расчёты показали, что панели выдерживают большие нагрузки. В связи с чем можно сделать вывод, что здание безопасно как для людей, так и для природы.

298

Рис. 3 - Фасад «Эко – ресторана»

Рис. 4 - Планы 1-ого и 2-ого этажей «Эко – ресторана»

Также, деревянный материал может быть использован в комбинации с другими материалами и может занимать до 2/3 конструкции. В Таблице 1 представлены здания и сооружения с применением деревянного материала.

299