Устойчивость металлоконструкций: способы достижения — информационные статьи «Пресснастил»

Большое влияние на надёжность и долговечность строительных конструкций, а также возможность их нормальной эксплуатации, оказывает такой параметр как устойчивость. Потеря устойчивости приводит к значительному росту деформаций и может грозить обрушением всего здания.

Несмотря на то, что устойчивость, подобно прочности и жесткости вычисляется, исходя из значений нормативных и расчетных нагрузок, данные характеристики следует чётко разграничивать. Под устойчивость в строительстве понимается способность конструкции сохранять форму равновесия после устранения внешних сил. Различают местную (для конкретного элемента, например стенки стальной двутавровой балки) и общую (для всего строения/каркаса).

Причины потери устойчивости металлоконструкций

• Сжатие листового проката. Деформирование вследствие потери устойчивости является типичной проблемой при использовании в металлоконструкциях элементов, сечение которых отличается малой шириной или высотой. Примером такого профиля может служить швеллер, двутавровая балка или стальной решетчатый настил. Листовые элементы, из которых они состоят, отлично работают на растяжение и изгиб, но при возникновении сжатия они быстро выгибаются, для этого достаточно напряжений от сварки.
• Геометрически изменяемые системы. Общая устойчивость сооружения также обеспечивается на стадии создания каркаса. Колонны, балки, настилы, фермы должны объединяться в геометрически неизменяемую систему, т. е. должна полностью отсутствовать возможность перемещения указанных частей без их предварительной деформации.
• Разрушение одного или нескольких элементов. В условиях критического нагружения какой-либо элемент каркаса или стена при бескаркасной схеме дома могут получить столь сильные повреждения, что фактически перестанут нести запланированную нагрузку. Последняя перераспределится на соседние несущие элементы, снова произойдёт сильный перегруз, и ситуация повторится.

Способы увеличения устойчивости

Целям общей устойчивости зданий и сооружений с металлическим несущим каркасом служат связи. Эти элементы представляют собой стержни крестообразно скрепляющие соседствующие стойки или балки. Выполняются они из прокатного профиля, в расчётных схемах работающим считается только растянутый стержень. Благодаря добавлению в каркас промышленного цеха, склада, технологической площадки или металлической лестницы строителям удаётся добиться геометрической неизменяемости системы.

Устойчивость полок и стенок двутавров, швеллеров, уголков и прочего проката обеспечивается ввариванием ребер жесткости. Эти пластины легко заметить на стальных колоннах в производственных помещениях. Толщина, шаг и ширина зоны расположения определяются, исходя из расчётов и конструктивных соображений.

В сварных и прессованных настилах площадок несущие полосы раскрепляются покровными с небольшим шагом. Это не только устойчивость, но и общую надёжность таких изделий.

От чего зависит устойчивость конструкции. Расчет. Потеря устойчивости

Строительством объектов различного назначения человек занимается всегда. Возводимые сооружения должны быть прочными и долговечными. Для этого нужно обеспечить устойчивость конструкции. Об этом читайте в статье.

Что такое устойчивость?

Это способность конструкции или отдельных ее элементов сохранять одно из двух состояний: равновесие или движение во времени при воздействии небольших возмущений. Другими словами, способность, при которой сохраняется форма или первоначальное положение конструкции, называется устойчивостью.

Неустойчивость – способность конструкции, характеризующаяся получением больших перемещений при незначительных колебаниях.

Потеря устойчивости

Это явление очень опасно для конструкции в целом и для ее отдельных элементов в частности. Если конструкция из устойчивого состояния переходит в неустойчивое, такое явление называется потерей устойчивости. Бывает, что причину, по которой разрушаются конструкции и сооружения, нужно искать не в нарушении их прочности. Это случается тогда, когда происходит потеря устойчивости конструкции. Известны случаи, когда из-за этого разрушались целые сооружения. Причиной такой крупной катастрофы может быть потеря устойчивости отдельно взятых элементов.

Причины потери устойчивости

Устойчивость конструкций и сооружений свойственно терять листовым элементам, так как они обладают способностью сжиматься. Поэтому перед их использованием нужно обязательно определить, будет или нет теряться устойчивость элементов конструкции после сварки. Если этого не сделать, сжимающее напряжение, оставшееся после сварки, может быть причиной, по которой листовые сварные элементы конструкции потеряют устойчивость.

Элементы конструкций имеют первоначальную форму равновесия. Если устойчивость конструкций здания теряется, то и равновесие элементов нарушается, а это влечет за собой потерю их работоспособности и в дальнейшем приводит к аварии всей конструкции. В практике строительства таких случаев немало.

Вязкоупругим элементам, присутствующим в конструкции, свойственно деформироваться и прогибаться. Такие характеристики принято называть функциями времени. В этой связи устойчивость конструкции разделяется на мгновенную и длительную. Поэтому в требованиях, предъявляемых к элементам конструкции, кроме ее массы, нагрузки на нее, указывается срок эксплуатации.

Потеря устойчивости может произойти из-за сжимающего напряжения в элементах конструкции. Это актуально для авиационной техники со сверхзвуковой скоростью, так как обшивка летательного аппарата нагревается неодинаково. Это приводит к неравномерному распределению температур.

Устойчивость конструкции нарушается при воздействии на нее критической нагрузки. В большинстве случаев это приводит к ее разрушению. Поэтому очень важно при возведении сооружения делать расчет конструкций на устойчивость, а не только на прочность элементов и узлов.

Местная устойчивость

Это устойчивость элементов конструкции. Если происходит их выпучивание в результате воздействия на них напряжений сжимающего или касательного характера, о таком явлении говорят, что происходит потеря местной устойчивости.

Прочность конструкции снижается, когда теряется устойчивость стенки. Если она находится рядом с опорой, то на нее воздействует касательное напряжение. Под ее влиянием стенка перекашивается. По укороченным диагоналям она сжимается, а по удлиненным – вытягивается. Происходит вспучивание стенки, образование волн. Препятствовать этому явлению можно с помощью установки по вертикали ребер жесткости. Они будут пересекать вспученные места, выпрямляя стенку.

Устойчивость конструкции, а именно стенок и пояса может быть потеряна не только от касательных напряжений. Они в малой степени влияют на стенку середины балки, здесь на нее воздействуют нормальные напряжения, которые могут стать потерей устойчивости конструкции.

Расчет строительных конструкций

Целью расчета является обеспечение заданных условий эксплуатации конструкции с соблюдением ее прочности и минимальных затрат. При расчете учитывается воздействие силовых и других воздействий на элементы конструкции с учетом предельных состояний, которые делятся на две группы. Первая – когда потеряна несущая способность конструкции или она полностью непригодна к эксплуатации; вторая – когда нормальная эксплуатация сооружения затруднена.

Воздействия и нагрузки

Во время эксплуатации любая конструкция испытывает определенные нагрузки и воздействия на нее. На работу всей конструкции влияет природа, продолжительность и характер воздействий. От них зависит устойчивость конструкции.

Нагрузки бывают:

• От веса самой конструкции.
• От веса оборудования, людей, материалов, давления газов и жидкостей.
• Нагрузки атмосферные – ветер, снег, гололед.
• Температурные и сейсмические воздействия.
• Биологические (процесс гниения), химические (коррозийные явления), радиационные воздействия, в результате которых изменяются свойства материалов. Это влияет на срок эксплуатации конструкции.
• Нагрузки аварийные, которые возникают, если нарушается технологический процесс, поломка оборудования, линии электропередач и прочее.

Сооружения из железобетонных конструкций

Железобетон – комплексный материал для строительства, в состав которого входит бетон и сталь. Используя природные свойства веществ, получают материал, который способен воспринимать усилия сжимающего и растягивающего характера.

Железобетонные конструкции используются в строительстве как основные конструкции. Они обладают высокой прочностью, долговечностью, стойкостью. Для их производства можно использовать строительные материалы данной местности, они просты в образовании желаемых форм, не требуют больших расходов.

Железобетонные конструкции имеют ряд недостатков. Они обладают большой плотностью, высокой тепло- и звукопроводностью. При усадке конструкции и силовом воздействии со временем могут появиться трещины.

Сборные конструкции из железобетона

Конструкции и элементы из железобетона бывают монолитными и сборными. Монолитные производят прямо на строительной площадке, а сборные – на заводах с использованием специального оборудования. Особой группой выделяются конструкции с внешним армированием профилями из металла.

Конструкции из железобетона, изготовленные в заводских условиях, используются для строительства помещений различного назначения, благоустройства территорий, изготовления труб, свай, шпал, опор для линий электропередач и многого другого.

Монолитные железобетонные конструкции (сборные) используются для возведения гидротехнических сооружений, в транспортном и подземном строительстве, в малоэтажном и многоэтажном строительстве жилых домов и административных зданий.

Преимущества и недостатки

Сборные строительные конструкции имеют неоспоримое преимущество — их производство осуществляется на заводах, оснащенных специальным оборудованием. За счет этого уменьшаются сроки изготовления производимых конструкций, и увеличивается их качество. Изготовить предварительно напряженные конструкции из железобетона возможно только на заводе.

Строительные конструкции не так безупречны. Их недостатком является то, что выпускать их в широком ассортименте невозможно. Это касается, в первую очередь, разнообразия форм. На заводах же производят конструкции для массового использования. Поэтому в городах и других населенных пунктах появляется много однотипных сооружений: жилых и административных. Это приводит к тому, что архитектура региона застройки деградирует.

Изготовление железобетонных конструкций и их элементов осуществляется по следующим технологиям:

• Конвейерной, когда выполнение технологических процессов происходит последовательно.
• Поточно-агрегатной. Эта технология предусматривает осуществление технологических операций в отдельных помещениях, формы с конструкциями или элементами перемещаются кранами.
• Стендовой технологии. Здесь все происходит наоборот. Неподвижными остаются изделия, а перемещаются агрегаты.

Сооружения из монолитных конструкций

Строительство по такой технологии – трудоемкий процесс, но очень понятный. Монолитные конструкции можно сделать своими руками.

Этапы строительства:

• Устанавливается каркас из арматуры.
• Обустраивается опалубок, внутри него размещается арматура.
• Заливается смесь из бетона, который уплотняется специальными вибраторами. Это делается для того, чтобы в опалубке не образовались пустоты.
• Бетон зачищается.
• Опалубка снимается.

Монолитные постройки: преимущества

В последнее время все чаще при постройке жилого дома используют технологию, разработанную для возведения монолитных построек, которые имеют ряд преимуществ:

• Нет необходимости использовать тяжелую технику, в частности краны. Для работы нужны бетононасосы, при помощи которых бетон будет заливаться в формы и укладываться в нужное место. На участке, где строится дом, сохранится ландшафт.
• Методика монолитного строительства позволяет возводить сооружения любой формы и этажности. Потолки и стены уже готовы к отделке, сокращаются сроки строительства.
• Несущие стены монолитного дома в 2,5 раза тоньше кирпичных, хотя по теплопроводности не уступают им. На отопление расходы сокращаются в 4 раза. За счет уменьшения толщины стен увеличивается площадь внутреннего пространства.
• Монолитные постройки отличаются прочностью и жесткостью. На фундамент нагрузки снижаются за счет небольшой толщины стен.
• При монолитном строительстве допускается использовать несъемную опалубку и традиционные материалы. Это позволяет застройщикам реализовать проект в любом стиле.
• В таких домах нет стыков, на них не влияют осадки, возводить их можно в любое время года.
• Усадка фундамента осуществляется равномерно.
• На стенах и перекрытиях не образуются трещины.
• Дверные и оконные проемы не деформируются.
• Монолитные постройки звуконепроницаемы.

Монолитные постройки: недостатки

Обладая массой преимуществ, у таких сооружений имеются минусы:

• Для строительства дома требуется привлекать дополнительную рабочую силу.
• Создание проекта монолитного дома является дорогой услугой.
• Заливку бетона нужно производить непрерывно, иначе он загустеет.
• В процессе проживания в таком доме без инструмента отверстие в нужном месте стены сделать невозможно.

Стабильна ли ваша дизайн-система?. 4 способа упростить тестирование… | по дизайну лучше | Design Better

Опубликовано в

·

Чтение: 4 мин.

·

12 июня 2019 г.

Ценность дизайн-системы заключается в том, что она позволяет быстрее создавать более качественные продукты, делая дизайн многоразовым.

По словам Кэти Сайлор-Миллер, старшего инженера-программиста в группе систем проектирования в Etsy, систему можно понимать как комбинацию двух концепций: компонентов и стандартов. В «Руководстве по системам проектирования» она объясняет, что разработка на основе компонентов снижает технические накладные расходы за счет повторного использования кода, а стандарты определяют назначение, стиль и использование компонентов.

Руководство представляет собой исчерпывающий обзор того, как создать гибкую, ремонтопригодную, стабильную, масштабируемую и успешную в долгосрочной перспективе систему. В этом посте мы сосредоточимся только на одной из этих характеристик: стабильность .

Когда речь идет о дизайн-системах, стабильность — это прежде всего технический вопрос.

Он вступает в игру после того, как вы установили свои стандарты цвета, формы, шрифта, значков, пространства и движения. И после того, как вы написали многоразовые компоненты, соответствующие этим стандартам.

Стабильность — это знание того, что когда разработчик помещает один из этих компонентов в контекст новой страницы, приложения или функции, он будет отображаться так, как предполагалось. И это не нарушит компоновку или не приведет к тому, что интерфейс выйдет из строя.

К сожалению, стабильность — это не то, чего можно достичь и вычеркнуть из списка дел . По мере изменения технологий, лежащих в основе клиентских интерфейсов, и развития вашей системы проектирования вам потребуется регулярно проверять стабильность компонентов.

Из-за того, что платформы и интерфейсы обновляются так быстро, регулярное тестирование стабильности страниц, приложений и функций может легко стать работой на полный рабочий день. К счастью, есть лучший способ.

Документация вашей системы проектирования должна включать пример кода для различных состояний каждого компонента. Так что тестируйте эти приборы вместо сложного пользовательского интерфейса.

Проверка стабильности компонентов вашей дизайн-системы сузит область тестирования и упростит процесс . Это не только повысит уверенность в вашем пользовательском интерфейсе, но и в интерфейсном коде всего сайта.

Эта уверенность также поможет стимулировать внедрение системы дизайна, поскольку пользователи знают, что они могут обновить или изменить свой пользовательский интерфейс без неожиданных поломок.

Вообще говоря, существует четыре типа тестов, используемых для проверки стабильности систем проектирования:

1. Модульное тестирование подтверждает, что небольшие блоки кода (обычно отдельные функции JavaScript) ведут себя должным образом. Эти тесты выполняют функции с набором предопределенных входных данных, а затем проверяют, возвращают ли они ожидаемый результат. Некоторые популярные фреймворки для модульного тестирования включают в себя:

• Mocha
• Jasmine
• Jest

2. Функциональное тестирование запускает примеры вашего кода или «фикстуры» в виртуальном «безголовом» браузере. Затем они тестируются путем имитации действий пользователя и проверки нового состояния браузера на наличие ожидаемых результатов. Среды функционального тестирования включают:

• Nightwatch
• Protractor
• Casper

3. Визуальное регрессионное тестирование помогает выявить непреднамеренные визуальные изменения в стилях компонентов. Платформы тестирования обычно делают скриншоты ваших фикстур как до, так и после внесения изменений. Затем алгоритм сравнивает их для обнаружения визуальных различий. Платформы с открытым исходным кодом для этого тестирования включают:

• Wraith
• Gemini
• BackstopJS

К популярным платным сервисам относятся:

• Applitools
• Percy. io

900 55

Ознакомьтесь с ресурсом Кевина Лэмпинга «Визуальное регрессионное тестирование» для получения дополнительной информации и вариантов.

4. Автоматическое тестирование доступности гарантирует, что ваши компоненты оптимизированы для пользователей с ограниченными возможностями, низкой скоростью Интернета или старых компьютеров. Кроме того, хорошая доступность улучшает опыт для всех пользователей и становится все более важным для SEO и предотвращения судебных исков. Варианты запуска автоматических аудитов a11y:

• Paypal AATT
• A11y от Addy Osmani
• axe от Deque Systems

Поиск инструментов и процессов, которые лучше всего подходят для ваших нужд тестирования, потребует некоторых усилий. Но это инвестиции, которые окупятся, сэкономив вам много времени и нервов в долгосрочной перспективе.

Чтобы иметь актуальные примеры кода для тестирования стабильности, необходимо, чтобы у вас были упорядоченные процессы ведения документации.

Кэти Сайлор-Миллер подробно описывает документацию в Справочнике по системе проектирования, но вы можете бегло просмотреть приведенные ниже выводы, чтобы определить, соответствуете ли вы ее основным рекомендациям.

• Сократите расстояние между вашей документацией и кодом . Совместное размещение документации и кода повышает вероятность того, что вы не забудете обновить документацию при изменении компонента.
• Делайте себе напоминания. Добавление хука перед фиксацией в репозиторий системы дизайна может напомнить участникам, когда их корректировки кода не содержат обновлений документации.
• Автоматизируйте документацию. Если и когда вы решите создать полнофункциональный веб-сайт документации, используйте автоматизацию для упрощения процесса. Github перечисляет множество вариантов.

Важно иметь в виду, что тестирование стабильности не является задачей по принципу «все или ничего». В идеальном мире у вас был бы надежный процесс и временные рамки для тестирования.