EN
Балалық кезеңіндегі болашақ құрылыс құрылымдарының тарихи кезеңдері
Балалық құрылымдар тарихы шынымен-ақ адамдар ғимараттарда темірді пайдалана бастаған кезден басталады, мысалы, біздің заманымызға дейін 400 жыл шамасында Делиде салынған әйгілі Темір бағана — ол бүгінге дейін тұр. Бірақ темірдің бір ерекшелігі бар: ол уақыт өте келе жеңіл сызылады және шіріп кетеді, сондықтан темірден ірі масштабта құрылыс салу мүмкін болмады, әзірге металл өңдеу бойынша қандай да бір маңызды жақсартулар жасалғанға дейін. Содан кейін 1856 жылы Бессемер атты адам болды, ол болатты тезірек және арзанырақ өндірудің әдісін ойлап тапты. Осы кезден бастап құрылысшылар құрылыс жобаларына қолдануға болатын, әрі беріктігі жоғары, әрі иілуге қабілетті материалдарға қол жеткізе бастады, бұл құрылыс шығындарын арттырмады. Бұл өзгеріс де бір күннің ішінде болған жоқ — барлық адамдар жаңа әдістердің қандай мүмкіндіктерін ашатынын түсіну үшін уақыт кетті.
- Бірінші шойын ғимарат (Филадельфия, 1820) көпірлерден тыс металдық каркастың қолданылуын көрсетті
- Алғашқы болат көпір (Вена, 1828) жоғары көтергіш қабілетін көрсетті
- Америкада болат өндірісі өте күшті өсті 380 000 тоннан (1875 жыл) 60 миллион тоннаға (1920 жыл)
Балалардың құрылысында болған болашаққа бағытталған жетістіктер Нью-Йорктегі 1913 жылдан бері 60 қабатты Уулворт ғимараты сияқты белгілі ғимараттардың салынуын мүмкін етті, одан кейін 1928 жылы Крайслер ғимараты салынды. Бұл ғимараттар барлық адамдарға болат тек қана металл емес, сонымен қатар қалалардың жоғарыдан қарағандағы көрінісін шынымен өзгерте алатын нәрсе екенін көрсетті. Құрылысшылар темірден күштірек болат материалдарына ауысқан кезде, олар архитекторлар үшін толығымен жаңа әлемді ашты. Енді аралықтарға созылатын арқалықтардың ұзындығы, аспанға қарай көтерілетін ғимараттардың биіктігі немесе ғимараттардың салынуының тиімділігі бойынша қатаң шектеулер болмады. Қазіргі заманғы болат каркастар осы алғашқы тәжірибелердің тікелей тұқымдары болып табылады: олар дәлелденген беріктікті қазіргі заманғы жетілдірілген инженерлік әдістермен ұштастырады, сондықтан ғимараттар қауіпсіз де, күнделікті қолдануға ыңғайлы болып табылады.
Болат құрылымдарын жобалаудағы негізгі технологиялық жетістіктер
Заманауи болат құрылымдары материалдар ғылымы мен цифрлық инженерия саласындағы синергетикалық жетістіктер арқылы ешқашан болмаған деңгейде өнімділікке қол жеткізеді — бұл тұрақты, тиімді және архитектуралық тұрғыдан көрнекті құрылыс салуға мүмкіндік береді.
Жоғары өнімділікті материалдар: ТМЦП, атмосфералық коррозияға төзімді болат және тұрақты болат өндірісі
TMCP болаты өзінің салмағына қатысты әдеттегі болат өнімдерге қарағанда шамамен 22% аз материал қолданылатын, бірақ жер сілкініс кезінде ғимараттардың тұрақтылығын арттыратын өте әсерлі беріктікке ие. Табиғи қорғаныс қасиеті бар болат түрі уақыт өте келе қорғаныс қабаты ретінде қызғылт қабық түзеді, ол әртүрлі бояу жұмыстарын жасаудың қажетін жоғалтады және қатты ауа-райы жағдайларына ұшырайтын құрылыстардың өмір сүру мерзімі бойынша жөндеу шығындарын шамамен 35% азайтады. «Жасыл» өндіріс әдістері де үлкен жетістіктерге жетті. Қазіргі кезде кейбір болат қорытпаларында 90%-дан астам қайта өңделген материалдар бар, сонымен қатар көптеген зауыттар жаңартылатын энергия көздерінде жұмыс істейтін электр доғалы пештерді қолданады. Бұл ауысу әлемдік болат әдістерінің негізгі өндіріс процестерінен көміртегі шығынын ғасырдың басынан бері шамамен екі есе азайтты, деп хабарлады Дүниежүзілік болат әдістері ассоциациясы.
Сандық инженерлік құралдар: BIM интеграциясы, параметрлік CAD және автоматтандырылған дайындау
Басқару ақпаратын модельдеу немесе жиі қолданылатын BIM термині әртүрлі топтардың уақыт бойынша бірлесіп жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, ол құрылымдық болат элементтерді координациялаған кезде қиындық туғызатын жобалау қайшылықтарын шамамен 40% қысқартады. Параметрлік CAD бағдарламалық құралдары да осы жерде өте тиімді: керілу құрылымдары мен диагридалық жүйелер сияқты күрделі геометриялық пішіндерді автоматты түрде құрады. Бұл дизайнерлердің итерациялар арқылы кері-алға қозғалып отыруына кететін уақытты аптамен қысқартады. Ал өндіріс орындарында роботтық қолдар плазмалық кесу мен дәнекерлеу жұмыстарын шамамен 0,5 мм дәлдікпен орындайды. Сол уақытта автоматтандырылған CNC станоктары адамдардың қолмен орындай алатынынан шамамен сегіз есе тезірек күрделі қосылу нүктелерін шығарады. Барлығы дұрыс жұмыс істеген кезде бұл біріктірілген процестер көбінесе өндіріс қателерін 1/16 дюйм (шамамен 1,5875 мм) дәлдік шегінен төмен ұстайды, сондықтан құрылыс нақты объектіде басталғаннан кейін қателерді түзетуге әлдеқайда аз қажеттілік туады.
Қазіргі заманғы болат құрылымдық жүйелері арқылы іске асырылатын дизайн мүмкіндіктері
Ашық кеңістікті ішкі көлем, модульді масштабталу және гибридті материалдарды интеграциялау
Қазіргі заманғы болат құрылымдар кеңістікті жоспарлау саласында таң қалдыратын нәрселерді ұсынады. Олар қиындық туғызатын көпшілік тіреу бағандарынсыз үлкен ашық аймақтарды құруға мүмкіндік береді. Мұндай кеңістіктер жиі 100 метрден астам ұзындыққа созылады, сондықтан олар әдетте ұшақтардың қоймалары, ірі қоймалар мен қазір барлық жерде кездесетін үлкен сауда орталықтары сияқты объектілер үшін өте қолайлы. Бұл құрылымдардың модульді сипаты кәсіпорындарға жылдам кеңейіп кетуге немесе қажет болған кезде жоспарлауды өзгертуге мүмкіндік береді. Дайын бөлшектерді пайдалану құрылыс уақытын ескі әдістермен салыстырғанда әдетте жартысына дейін немесе одан да көп қысқартады. Алайда, қазіргі заманғы құрылыста әртүрлі материалдардың қалай ықпалдасып жұмыс істейтіні — бұл өте қызықты. Болат қиылысу ағашынан (CLT) немесе көміртегі талшығымен күшейтілген пластиктер сияқты басқа материалдармен біріктіріледі. Бұл араласым ғимараттардың жер сілкінісіне төзімділігін арттырумен қатар, құрылыс кезінде көміртегі шығынын 2024 жылы Америкалық болат құрылысы институтының есептеріне сәйкес 30–40 пайызға дейін азайтады. Сонымен қатар, құрылыс ақпаратын модельдеу (BIM) да маңызды рөл атқарады: инженерлер құрылым ішінде салмақтың қалай таралатынынан бастап, материалдар ішінде жылу қалай қозғалатынына дейін барлығын салынуға дейін симуляциялай алады.
ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)
Балқыту өндірісіндегі бірінші ірі жетістік не болды?
Бірінші ірі жетістік — 1856 жылы Бессемердің әдісі болды, ол болат өндіруді тездетті және арзанлатты.
TMCP болаты құрылысқа қандай пайда әкеледі?
TMCP болаты салмағына қарағанда әсерлі беріктік көрсетеді, сондықтан ғимараттар жер сілкінісіне төзімдірек болады және қолданылатын материал көлемі 22%-ға азаяды.
Болат құрылыста BIM-ді қолданудың артықшылықтары қандай?
BIM командаларға уақыт бойынша бір уақытта жұмыс істеуге мүмкіндік береді, бұл дизайндағы қиылысуларды 40%-ға азайтады және конструкциялық элементтердің тиімдірек және дәлірек координациялануын қамтамасыз етеді.