О строительных расчетах

В большинстве случаев все строительные расчеты выполняют инженеры отдела ПТО и инженеры конструкторских бюро. Они решают разные по своей направленности задачи. Тем не менее раз и те и другие относятся к строительству, то мы решили поговорить о них в одной статье.

Наиболее важная составляющая инженерного дела. Расчёты конструкций выполняются в строгом соответствии со сводами правил на основе полученных исходных данных по чётко регламентированным алгоритмам. Инженером - проектировщиком собираются необходимые исходные данные для вычислений, влияющие на работу конкретной конструкции. Учитываются факторы, внешних воздействий окружающей среды, эксплуатационных нагрузок. При необходимости учитываются дополнительные факторы, например, воздействия от нагрузок, вызванных чрезвычайными погодными условиями (наводнениями, цунами, землетрясениями и т.д.), а в некоторых случаях даже от воздействия взрывной или акустической волн.

Расчет железобетонных конструкций сооружений

В настоящее время подобные расчёты выполняются специализированными расчётно-аналитическими программно-вычислительными комплексами. Конструктор может рассчитывать, как отдельные конструктивные элементы, так и железобетонный каркас здания в целом, учитывая взаимозависимую работу ответственных конструкций.

Расчет фундаментной плиты

Наиболее трудоёмкий из строительных расчётов, поскольку работа данной строительной конструкции связана с восприятием нагрузок не только эксплуатационных и внешних факторов, но и зависит от правильно подготовленного основания. Учитываются так же факторы, не позволяющие применить в разрабатываемой конструкции именно данный тип фундамента.

Расчет строительных лесов

При проведении строительно-монтажных работ в ряде случаев (например, плотная жилая застройка, сложные погодные условия, сложная архитектура объекта, в случаях применения лесов в качестве временных несущих элементов и т.п.) требуется подтверждение устойчивости строительных лесов, чтобы исключить их падение или разрушение и вследствие этого причинение ущерба. А вот как выглядит проект строительных лесов с расчетами: https://vk.com/wall420873357_88

Расчет строительной балки

Основными факторами, учитывающимися в вычислениях, помимо вышеперечисленных, являются прогибы, изгибающие моменты, моменты кручения и эксцентренное нагружение балки. Существует зависимость алгоритмов расчёта и материала, из которого изготовлена балка. Например, для железобетонных балок учитывается трещиностойкость, а для металлических фактор текучести металла при воздействии длительных нагрузок.

Расчет металлических конструкций

Составляющими факторам расчёта являются нагрузки от собственного веса конструкции, веса вышележащих конструкций, эксплуатационных нагрузок и нагрузок, связанных с пространственной устойчивостью системы и т.п. В ряде случаев, связанных с реконструкцией или перевооружением зданий и сооружений, принимается во внимание фактор «усталости металла» и степени износа, принимается решение о дальнейшей возможности эксплуатации. Как правило выполняется на стадии проектирования раздела проектной документации – КМ.

Производственно-технические и технологические расчеты, производимые для осуществления строительных процессов не менее важны, чем для строительных конструкций. Важнейшее влияние они оказывают на экономику и сроки строительства. При грамотном планировании времени поставок материалов, движения трудовых ресурсов, машин, механизмов, и много другого значительно снижаются накладные расходы строительства, справедливо и обратное, когда отсутствие полноценного инженерного сопровождения строительства приводит к значительным потерям прибыли.

Расчет строительных материалов

Одна из основных задач ПТО. В современной рабочей документации применяют типовые решения и зачастую не учитываются полностью либо частично те или иные материалы необходимые для конкретного строительства. В ряде случаев заказчик принимает решение о замене одного материала на другой. Для подобных случаев подготавливается соответствующий расчёт.

Составление проектных спецификаций

Данную задачи могут решать как проектировщики так и инженеры отделов ПТО (в случаях доработки спецификаций). В ряде случаев замена материалов, принятых проектом, переданным в производство работ, не находит решения сложившейся проблемы и требует изменение конструкции. Кроме того, изменения могут вноситься в оперативном порядке Заказчиком, что требует составления дополнительных спецификаций.

Создание ведомостей объемов работ

Современные договоры строительных подрядов часто допускают передачу обязательств в какой-либо части субподрядным организациям. Для этих целей подготавливаются ведомости объёмов работ на основе проектных ведомостей, согласно объёмам разграничения ответственности.

Когда возникает потребность в выполнении строительных расчетов в составе ППР? Расчеты в ППР выполняются по требованию заказчика и в связи с отсутствием данных в проекте организации строительства, при этом есть обязательные расчеты, выполнение которых исключить из состава разработки ППР нельзя.

Расчеты выполняются для составления:

Календарного плана производства работ;
График поступления строительных конструкций, изделий и материалов;
Графика потребности в рабочих кадрах;
График потребности в строительных машинах;
Строительного генерального плана;
Подбора строительной техники и вспомогательных конструкций.

Строительные расчёты можно разделить по следующим видам:

Технико-экономические – необходимые для определения количественно-качественного состава работ в укрупнённом, коэффициентном или детализированном варианте для определения стоимости выполнения работ. В некоторых случаях результаты подобных расчётов обосновывают корректировку сметной стоимости работ в большую или меньшую сторону из-за выявления дополнительных работ неучтённых в расценках, или излишков. Позволяют скорректировать бюджет строительства с учётом возможных дополнительных затрат, за счёт перераспределения средств. В ряде случаев рабочая документация (РД) не содержит развернутых расчётов материалов и основывается только на укрупнённых коэффициентах расценок, например указано только кв.м навесного фасада от конкретного производителя, в данном случае технико-экономические расчёты в ППР или ТК могут являться основой для подсчёта стоимости работ и материалов.
Технические – обязательный вид расчетов выполняемых при разработке ППР и иной организационно-технологической документации. Данные расчёты связанны с обеспечением работоспособности конструкций для монтажных и строительных работ, вспомогательных оборудования, машин/механизмов иных приспособлений. К таковым относятся расчёты рабочей и опасной зон подъёмного сооружения (например, подъёмного крана), расчёт нагрузок на анкерное соединение консолей лесов, расчёт давления воды или грунта на шпунтовое ограждение. Результатом подобных расчётов становиться обоснование для заказчика применения дополнительного оборудования или материалов, что при крупном производстве значительно экономит средства.
Технологические – расчёты необходимые для, обеспечения предусмотренной РД последовательности и технологичности работ, необходимой и достаточной для качественного возведения строительных конструкций. Немаловажные расчёты, о которых задумываются в процессе строительства, а не на этапе проектирования и совершенно напрасно, поскольку данные расчёты являются основой экономии бюджета строительного производства. К подобным расчётам относятся: расчёты потребности в рабочих кадрах для конкретных периодов строительства, вспомогательных конструкций, расчеты параметров прогрева или охлаждения конструкций из монолитного железобетона в период набора прочности. Результаты перечисленных расчётов требуют управленческих решений, прямо влияющих на стоимость, сроки и качество выполняемых работ, сопровождающиеся дополнительными затратами на их выполнение.
Подборные – можно выделить подвид технологических расчётов связанный с выбором необходимых машин/механизмов с рабочими параметрами, полученными в результате технологических расчётов, если предусмотренные ПОС машины/механизмы использовать по каким-либо причинам нельзя или не целесообразно. К таковым возможно отнести подбор подъёмного сооружения (например, крана), мощности землеройной техники или дополнительного навесного оборудования, например для производства земляных работ в зимний период, также в качестве примера можно привести подбор насосов для откачки воды из котлована, что зачастую не прорабатывается на этапе ПОС. Кроме того, подобные расчёты или проверки расчётов ПОС могут значительно повлиять на стоимость возведения всего здания или сооружения, так нередки случаи формального подхода к проработке возведения здания где в ПОС принят кран обеспечивающий монтаж наиболее крупногабаритных и тяжеловесных элементов и конструкций и иных ПС не предусмотрено. В таком случае согласно ПОС на строительной площадке для всех операций с подъёмом, и тяжеловесных, и легковесных грузов, а так же погрузо-разгрузочных работах будет задействован 1 кран большой грузоподъёмности, стоимость работы которого значительно выше работы малотоннажных кранов.

Расчеты на прогрев и охлаждение конструкций из монолитного железобетона в период бетонирования и набора прочности

Подбор метода обеспечения условий твердения бетона и расчёт параметров производиться в ППР, зависит от типа конструкции и модулей их поверхностей и условий твердения. Для качественного возведения монолитных железобетонных конструкций необходимо обеспечивать оптимальные условия твердения бетонной смеси в период набора прочности. В идеальных условиях (без воздействия извне) бетон набирает 100% прочности в течение 28 суток после заливки. Период твердения монолита сопровождается выделением большого количества тепла, вследствие изотермической реакции. Тем не менее, ожидание оптимальных условий в большей части районов строительства не целесообразно ни экономически, ни технологически, так как это приведёт к значительным перерывам в работе и технологическим швам в готовой конструкции. Поэтому монолитные работы выполняются максимально непрерывно, для чего предусматриваются мероприятия по прогреву или охлаждению бетонной смеси в зависимости от сложившихся условий. Важно понимать, что при бетонировании массивных конструкций одинаково важно не допустить их переохлаждения или перегрева. Посмотреть информацию о таких проектах можно здесь: https://vk.com/wall-146832940_38

Расчеты анкерных линий и анкерных точек в составе ППР и плана производства работ на высоте

Расчеты СИЗ от падения с высоты производят в случаях, когда в состав ППР входит план или технологическая карта производства работ на высоте. Данный расчет необходим для подбора анкерного устройства и расчета его прочности, для определения места монтажа, на основе учета комплекса силовых факторов, а также особенностей основания. Обеспечение целостности конструкции в месте крепления анкерной точки обеспечивается соблюдением конструктивных требований производителя к расположению анкеров, а именно: расстояниями между осями анкеров, расстояниями между осью анкера и гранями конструкции, максимальной толщиной прикрепляемой детали, глубиной и диаметром отверстия под анкер. Подбор анкера выполняем, исходя из условия прочности его материала. Посмотреть как выглядят данные вычисления можно здесь.

Расчеты вспомогательных технологических конструкций в составе ППР

Выполняется в случаях, когда для монтажа/демонтажа оборудования или строительства конструкции необходимо установить дополнительную конструкцию вспомогательного назначения. Таковыми конструкциями могут выступать фермы, балки, порталы др. Такие конструкции зачастую являются несущими, могут устанавливаться как самостоятельно, так и передавать нагрузку на основание (пол, стена, колонна, потолок покрытие и др.), на котором они установлены или к которому прикреплены. Естественно, что подобные конструкции и основания, на которых они устанавливаются, требуют расчётов на прочность, устойчивость. Пример по ссылке: https://vk.com/wall420873357_25

Расчеты из ПОС в составе ППР

Расчеты из ПОС в составе ППР разрабатывают в ППР на подготовительный период. Как правило это происходит если отсутствует проект ПОС, но остается потребность в качественной организации строительный площадки.

Необходимые расчеты для определения потребности:

в электроэнергии, топливе, паре, воде, сжатом воздухе и кислороде;
в строительных машинах, транспортных средствах;
во временных зданиях и сооружениях (в площадках для складирования материалов, конструкций, оборудования);
в жилье и социально-бытовом обслуживании персонала, участвующего в строительстве.
в организации медицинской помощи, питания и гигиены персонала, при необходимости.

Кроме того, рассчитываются расстояния от строительного объекта до населенных пунктов и оперативных служб, пунктов снабжения и вывоза отходов строительного производства, мест проживания персонала и обеспеченности транспортной инфраструктурой.