Как-то я сделал такую запись: "ЛИРА - конструкторская расчетная программа, при помощи которой инженеры, не знающие основ строительной механики получают какие-то результаты."
Реакция одного из гостей нашего сайта по имени Юра была такой: «Если так рассуждать, то AutoCAD - чертёжная программа, при помощи которой не умеющие точить карандаш получают какие-то чертежи...»
Думаю, что Юра не совсем понял о чем идет речь в моей записи, так как, скорее всего, относится к тому поколению молодых инженеров, которые, научившись составлять расчетную модель для программы «Лира», не совсем в ладах со строительной механикой.
В этом сезоне пришел ко мне некий заказчик с просьбой переработать свайное поле из забивных свай, на буронабивные. На вопрос: «Зачем?», ответ: «Дорого». Свайное поле проектировал инженер с трехлетним стажем, который до этого никогда не подпускался к фундированию и у которого были большие проблемы со строительной механикой.
Понадобилось ровно пять минут, чтобы полистав геологию увидеть, что забивная свая остановится на проектном отказе в плотных песках на глубине 6-7м от дна котлована. Геология этого района, прибрежная зона р. Днепр, хорошо изучена и данные этой геологии подтверждали то, что хорошо всем известно.
Однако, молодой и рьяный «тоже конструктор» заказал составные сваи длиной от 15 до 21 метра, используя весь диапазон свай: 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21м.
Этот «специалист» благополучно пробил плотные пески, дресву, обломочную зону трещиноватых гранитов, дошел до гранитов и на всякий случай и в них зашел. Количество свай около 2000 шт. У кого есть калькулятор, тот может прикинуть стоимость такого специалиста, который принимает вместо 6-метровой сваи, 18-ти метровою в количестве 2.000шт.
Но и это еще не все. Я веду многолетнюю статистику по своим объектам, где фиксирую соотношение общей площади объекта к количеству свай. Так что мне известно, какую площадь обслуживает одна свая, на разных объектах. Имея такую статистику, всегда можно достаточно точно определить количество свай на объект, зная его общую площадь. Вот поэтому в настоящем эпизоде легко удалось определить, что свай в этом объекте на 20-25% больше чем нужно.
Впоследствии, проведя небольшое «расследование», мне удалось определить, что для этого объекта была использована «рыба» объекта с этажностью на 20-25% большей. Так что за количество свай и армирование колонн можно было не волноваться.
Хочу свою мысль развить еще на одном примере. Проектировщики из Бобруйска, объект в Урюпинске.
Метафизический шарнир…
По следам одного случая,
которого не было.
… или если вместо головы ЛИРА
(О концентрации нагрузок, нулевом моменте, центрирующих прокладках, косвенном армировании и глупости в проектировании).
Эксклюзив №1. «Нулевой момент»
Представим себе многоэтажное монолитное каркасное здание, разрезанное температурным швом (ТШ). Фундаменты свайные. Все колонны каркаса, как и положено, защемляются в ростверке, но вот в районе ТШ, один ряд парных колонн защемляется, авторой ряд ставится шарнирно. В итоге в шарнирно опертых колоннах «нулевой момент».
Когда «тоже конструктор» принимал решение с шарниром, на него, по всей видимости, накатил «потный вал вдохновения». В чем гениальность «тожеконструкторской» мысли, чего она добивалась, и какое отношение весь этот эксклюзив имеет к температурному шву и на кой ляд «тоже конструктору» «нулевой момент» на опоре. Скорее всего это навсегда останется тайной.
По крайней мере, советские каркасные серии для многоэтажных зданий ИИ-20, и ИИ-04 (связевой вариант), серия ИИ-04 (рамно-связевой вариант), а также серии для промзданий, еще не додумались до устройства шарнирных узлов при опирании на фундамент. Да и я за 35 лет проектной работы так и не овладел информацией о необходимости устраивать шарниры между колонной и фундаментом в простом многоэтажном каркасе. Как мне помнится ж.б. колонна всегда защемлялась в фундаменте или ростверке
Правда сейчас такая умная молодежь пошла, что иди-знай. Не успеешь оглянуться, а подметки у тебя уже оторвали.
Эксклюзив №2. «Центрирующая прокладка»
Шарнирно опертая колонна 500х500 ставится на ростверк через центрирующую прокладку 200х200.
Как много места в «допотопной» советской технической литературе уделяется вопросам концентрации нагрузок, разнице в напряжениях и способам борьбы со всем этим. В нашем эксклюзивном случае нагрузка на колонну хоть и небольшая, но все же 700 тонн набирается и с этим нужно считаться.
Эксклюзив №3. «Концентрация нагрузок»
Если разделить сечение колонны на площадь центрирующей прокладки, то мы получим 25:4=6.25. То есть концентрация нагрузки увеличилась в 6.25 раза, и в восприятии 700 тонн принимает участие, только одна шестая часть сечения колонны (ну может быть чуть большая часть). Далее поток сознания ведет «тоже конструктора» к очередному эксклюзиву.
Эксклюзив №4. «Полистирол»
С упорством дятла, «тоже конструктор» формирует шарнирный узел. Зазор в 20мм между торцом колонны и верхом ростверка вокруг центрирующей прокладки заполняется полистиролом. Это же нужно, такая скрупулезность, не дай бог в этот зазор попадет инородное тело.
Эксклюзив №5. «Шарнир»
Ну, хорошо, поехали дальше!. Предположим в данном месте действительно нужен «шарнир», как он будет работать. Центрирующая прокладка под нагрузкой 700т будет скрежетать по закладной пластине ростверка? Нет, - не будет! Будет вращаться, как шаровая опора? Тогда где же шары?
Эксклюзив №6. «Стальной башмак»
Ладно, шарнир так шарнир, можно как-то его и проглотить, Колонну еще не поздно вставить в мощный стальной башмак, который разгонит злополучную под прокладкой нагрузку, и включит в работу все сечение колонны. Но еще не вечер. «Тоже конструктор» продолжает громоздить эксклюзив на эксклюзив. Конечно же, никакого стального башмака нет и в помине. Не знал «тоже конструктор», что оголовки колонн серии ИИ-04 (рамно-связевой вариант), отмененный до его рождения, были когда-то стальные, на которые наваривалась продольная арматура колонн, потом они в связевом варианте перестали быть стальными, но продольная арматура колонн на стыка соединялась на ванной сварке.
Эксклюзив №7. «Косвенное армирование»
Может быть, для алиби в нижней зоне «тоже конструктор» хотя бы косвенное армирование установил? В старые советские времена в местах стыков всегда ставилось косвенное армирование. Таким образом, хоть как-то компенсировалась неизбежная потеря сечения бетона в месте стыка. Но, у наших «тоже конструкторов» косвенного армирования в колонне нет, им, скорее всего, об этом ничего не известно.
Эксклюзив №8. «Продольная арматура»
Смотрю я на этот шарнирный узел, с центрирующей прокладкой, полистиролом и зависшей над щелью в 20мм продольной арматурой и очевидно, что в продольной арматуре нулевое напряжение. И хотя расстояние до верха ростверка, всего 20 мм, но теоретически и практически эти 20мм являются бездной, так как болтающиеся ножки продольной арматуры никоим образом не включаются и не принимает участия в работе колонны. Продольная арматура может включиться в «работу», только после разрушения колонны, что к всеобщему изумлению и происходит.
Эксклюзив №9. «Усиление опорного узла хомутами»
Когда процесс разрушения в опорном узле начался, наверное, автору «метафизического шарнира» нужно взять голову в руки и пять минут подумать. Почему пять минут? Потому что больше не нужно. Тем не менее, автор «метафизического шарнира» не понимает, почему трещит колонна, и начинает ее усиливать горизонтальными обоймами из уголка. Прошу не путать горизонтальную обойму из уголка с вертикальной обоймой из уголка. Горизонтальная обойма – это рамка или что-то вроде дополнительной поперечной арматуры (хомута), а вертикальная обойма – может быть не только обоймой, но может быть и дублирующей колонной.
«Тоже конструктор», все же, хочет перехитрить строительную механику, и ставит штук шесть или больше поперечных рамок (хомутов) в нижней части колонны. Получается что-то вроде того опереточного сюжета, когда у пациента болят ноги, а ему голову перевязывают.
Эксклюзив №10. «Что говорит теория»
Теория говорит, что колонна сечением 500х500 при 3% армировании с учетом момента 10тм и классом бетона В40 несет 700т. А если такую колонну поставить нацентрирующую прокладку, исключая работу арматуры, то грубо у нас остается 700 – 240= 460т (по бетону). Если учесть, что площадь центрирующей прокладки в 6.25 раз, чтопримерно в 4 раза можно уменьшить несущую способность колонны по бетон, то мы получим 460:4=115. Можно предположить, что разрушение такой колонны будет происходить при нагрузке 115х1.4=160 тонн. 1.4, - беру как коэффициент запаса предусмотрительно заложенный в формулы отцами инженерной мысли. А если это злополучное сечение хорошо обжать, то разрушение такой колонны наступит, где-то поднагрузкой между 259-300т.
Эксклюзив №11. «Болты»
Представьте себе прямоугольную рамку из уголка (неважно какого) с ребрами жесткости по каждой из сторон. Самое сладенькое заключается в том, что рамка состоит из двух элементов, которые потом на предмете усиления соединяются болтами. Такое чудо я вижу впервые. Получается, что все эти хомуты работают по сечению болтов. Вот только как перевести вертикальную составляющую от лишних 500 тонн на эти болты. Наверное, нашему «тоже конструктору» такие задачи явно по плечу.
Эксклюзив №12. «Ребра жесткости»
Ребра жесткости на рамках (хомутах), - это не только песня, но и мычание. Стоит только представить себе, как эти ребра могут включиться в работу.
Эксклюзив №13. «До автора не дошло»
Для патентования эксклюзивности «тоже конструктором» задумывается испытание всей этой разваливающейся ****. Изготовляется четыре опытных образца опорного узла со всеми наворотами из продольного армирования и центрирующей прокладки.
Эксклюзив №14. «Испытания»
Напоминаю, расчетная нагрузка на колонну – 700 тонн. Автор требует безукоризненной точности и чистоты постановки эксперимента.
Образец без стальных рамочек (хомутов) разваливается при расчетной нагрузке в 180 тонн, а образец с рамками (хомутами) при нагрузке в 300 тонн. Болты разлетаются во все стороны по всему Урюпинску, к счастью обошлось без жертв. Нужно отдать должное автору, он все же чего-то добился, еще небольшое напряжение жил, и колонна понесет все 350 тонн.
Эксклюзив №15. «Монтаж колонны»
Я бы не вытаскивал бы это в перечень эксклюзивов, если бы «тоже конструктор» не требовал идеальной точности постановки эксперимента. Автор, наверное, забыл, что монолитные колонны для шарнирного ряда изготавливались не по месту, а где-то в стороне, а потом монтировались. Какая уж тут могла быть притирка прокладок и закладных одному Богу известно. Закладная ростверка и закладная колонны должны быть установлены в идеально горизонтальное состояние, притерты, что в условиях строительства практически невозможно.
Эксклюзив №16. «После испытаний»
«Тоже конструктор» так и не понял ничего.
Эксклюзив №17. «Выход из задницы»
Когда в Урюпинске собрался «казачий круг» по этому вопросу, то «тоже конструктора» из Бобруйска оказались в бегах. После испытаний предполагалось, что решение по усилению конструкций будут принимать не эксклюзивные «тоже конструктора», так как до них не дошло, а другие парни.
Эксклюзив №18. «Игра на Лире»
Когда мне попадаются раскованные недоросли от железобетона, надувшиеся на строительном пузыре, «считающие» каркас в «Лире», и при этом не знающие строительной механики, и не умеющие проектировать, то меня в какой-то степени должно волновать. Пусть читатель представит себя лежащим под обломками продукции «тоже конструкторов». Это совсем не смешно. Поэтому вопрос, о корректности такой статьи не вызывает у меня сомнения. Аварии и экстремальные ситуации продвигают технический прогресс.
Эксклюзив №19. «Температурный шов»
В начале этого очерка, произошедшего на необъятных просторах СНГ от Бобруйска до Урюпинска, мы говорили о частном элементе ТШ, - опоре колонны на ростверк, через центрирующую прокладку, где одна из пары колонн была защемлена в ростверке, другая свободо оперта через металлическую центрирующую прокладку. Но, метафизическая інтрига на этом не закончилась, так как в районе парных колонн перекрытия не разрезались. А это уже другая история.
Послесловие
Почему шарнир – МЕТАФИЗИЧЕСКИЙ?
Я исходил из того, что, выше сказанное, - физическими законами объяснить невозможно, наш шарнир и все вытекающее из него лежит за пределами физики и здравого смысла, его можно познать только через философию, то есть поставить ШАРНИР в один ряд с понятиями: БЫТИЕ, СВОБОДА, БОГ, БЕССМЕРТИЕ, ДУША.
Все то, что произошло, логическим путем вытекает из «метафизического шарнира» развившегося в голове «тоже конструктора» и взвесить это безбрежное море, ни на каких весах не представляется возможным.
17 ноября 2009 г.
