Проектирование зданий и сооружений – это составная часть инвестиционного процесса. С инженерной точки зрения, проектирование зданий, - это последовательность инженерных расчетов, которые в конечном итоге оформляются в виде рабочих чертежей будущего здания, являющихся графической интерпретацией произведенных расчетов. Работа по проектированию здания выполняется с целью реализации архитектурной идеи, заложенной в архитектурной концепции здания, созданной архитекторами по заданию заказчика и утвержденной местными органами власти.
Проектирование зданий - это отработанная практика решения инженерных и конструкторских задач в процессе архитектурной деятельности. Если архитектура, которую также называют застывшей музыкой, - это часть искусства и культуры, а ее произведения – здания, ансамбли, площади, набережные - это произведения пластического искусства, то проектирование зданий, - это сугубо утилитарная сторона архитектурной деятельности, которая заключается в инженерном обеспечении архитектурного процесса.
Стоимость проектирования зданий зависит в основном от трех факторов: от площади объекта, от сложности объекта, и от уровня затрат проектной организации. Возможно, вам будет полезна более подробная информация о поиске оптимального сочетания цены и надежности, а также о ценообразовании при проектировании зданий.
С юридической точки зрения процесс проектирования зданий регулируется Градостроительным кодексом Российской Федерации и 37 главой Гражданского кодекса Российской федерации. По закону проектировщик может приступать к проектированию здания (на стадии Проект) в границах принадлежащего застройщику земельного участка только при наличии у заказчика ГПЗУ (Градостроительного плана земельного участка). В ГПЗУ, разработанном местными органами архитектуры в соответствии с Генеральным планом развития города, содержится информация о всех видах разрешенного использования участка застройки. А именно - границы участка застройки, границы публичных сервитутов, ограничительные параметры проектируемого здания, технические условия подключения проектируемого здания к сетям инженерно-технического обеспечения (энергия, теплоснабжение, газоснабжение, водоснабжение, водоотведение, телефонные сети).
Задавайте вопросы нашему консультанту, он ждет вас внизу экрана и всегда онлайн специально для Вас. Не стесняемся, мы работаем совершенно бесплатно!!!
Также оказываем консультации по телефону: 8 (800) 600-76-83, звонок по России бесплатный!
Проектировщик может проектировать здание только на основании ГПЗУ и в строгом соответствии с ГПЗУ, а также в точном соответствии с утвержденным заказчиком Заданием на проектирование и предоставленными заказчиком Исходными данными. Важность задания на проектирование обусловливается статьей 760 Гражданского кодекса Российской Федерации, предписывающей проектной организации выполнять работы в строгом соответствии с утвержденным заказчиком заданием.
Проектные работы, произведенные на основании договора на проектирование, который не содержит задания на проектирование, как неотъемлемой части договора, являются незаконными, а договор на проектные работы, как показывает судебная практика, может быть обжалован и признан ничтожным (не имеющим законной силы) в судебном порядке. Более того, даже содержащий задание договор может быть признан ничтожным, если задание на проектирование не утверждено Заказчиком.
Помимо задания, заказчик проектных работ должен предоставить проектировщику исходные данные, в числе которых материалы геологических и геодезических изысканий, технические условия на подключение инженерных сетей и другие документы.
Одной из сложностей, при проектировании зданий и сооружений в Российской Федерации является запутанное и постоянно меняющееся нормативное регулирование процесса проектирования, находящееся в переходном состоянии от советских норм проектирования зданий, многие из которых потеряли актуальность, к современным нормам;
Состав и содержание проектной документации регламентируется специальным постановлением правительства Российской Федерации. Проектная документация на строительство зданий разрабатывается в две стадии.
Основными заинтересованными участниками процесса проектирования здания являются Заказчик, Застройщик, Инвестор, Девелопер, Собственник, Проектировщики, Строители и Конечные потребители. Некоторые из этих ролей могут совмещаться.
На процесс проектирования также оказывают большое влияние и другие его участники - собственники инженерных сетей и коммуникаций, снабжающие проектируемое здание электричеством, газом, водой, централизованным отоплением, и другими удобствами, местные органы власти, органы архитектурного и строительного надзора, экспертизы, эксплуатирующие организации, различные городские службы и инстанции с которыми необходимо согласовывать проект, в результате чего он может существенно изменяться или в самых драматических случаях может быть остановлен.
Технологический порядок проектирования зданий и сооружений от этапа выполнения инженерных изысканий, до выдачи разрешения на ввод в эксплуатацию здания регламентируется главным документом в области градостроительной деятельности – Градостроительным кодексом Российской Федерации, а также статьей 759 Гражданского кодекса РФ, а также рядом законодательных и нормативных правовых актов, нормативно-технических документов (около 20), положения которых, определяют отдельные требования.
В работе по проектированию зданий принимают участие архитекторы, инженеры-конструкторы, инженеры-проектировщики, технологи, инженеры-проектировщики инженерных систем и другие специалисты.
Самая важная и ответственная работа в процессе проектирования здания - разработка конструктивных решений. Эта работа выполняется специалистами конструкторами и заключается в подборе конструктивной схемы здания, идеально отвечающей его архитектурной модели, разработанной архитекторами и выполнении прочностных расчетов несущих элементов здания.
Например, при проектировании многоэтажного здания из железобетонных конструкций, конструкторы должны на первом этапе:
- выбрать конструктивную схему здания (рамный каркас, связевый каркас, смешанный каркас, рамно-связевый каркас);
- выполнить температурный расчет железобетонного каркаса здания, учитывающий температурные нагрузки на конструкцию здания для конкретных климатических условий. Произвести расчеты параметров температурно-усадочных и осадочных швов здания, в ходе которых определяются необходимые расстояния между швами, предотвращающие деформацию и разрушение конструкций, вследствие того, что железобетонные здания и сооружения, будучи статически неопределенными системами, помимо усилий от множества внешних нагрузок, принимают на себя также и внутренние нагрузки, вызванные изменением температуры бетона и усадкой (осадкой) здания.
На втором этапе:
- Выбрать шаг разбиения конструкции здания на конечные элементы;
- Построить матрицу жесткости и подготовить расчетную модель для проектирования здания;
- при необходимости проверить и откорректировать расчетную модель;
- произвести грубый предварительный расчет, который должен выявить и исключить наличие явных ошибок;
- выровнять узлы построенной модели и сгенерировать результирующий проект;
- смоделировать пилоны и балки;
- рассчитать жесткость элементов конструкции здания в первом приближении;
- выполнить первый оценочный расчет с целью исключения грубых ошибок;
- смоделировать и оценить качество совместной работы всего сооружения (каркаса здания) с его основанием (фундаментом);
- смоделировать плитный фундамент и (или) свайное основание здания.
- определить и проанализировать все возможные виды нагрузок, которые будут действовать на проектируемое здание, по степени вероятности их воздействия в процессе эксплуатации здания. (Список и классификация видов нагрузок очень велики: при проектировании здания учитываются нагрузки постоянные, временные и кратковременные, снеговые, ветровые, гололедные, температурные, нагрузки от людей в помещениях, автомобилей на стоянках и в других частях здания, мебели, складируемых материалов и стационарного оборудования, вес частей и собственных конструкций здания, вес и давление грунтов, горное давление, гидростатическое давление, давление газов, жидкостей и сыпучих тел в емкостях и трубопроводах, вес отложений производственной пыли, нагрузки, обусловленные деформациями основания, оттаиванием вечной мерзлоты, изменением влажности, усталостью, усадкой и ползучестью материалов, изменением структуры грунта, а также сейсмические и взрывные воздействия, нагрузки, возникающие в случае пожара, нагрузки от возможных столкновений транспортных средств с частями проектируемого здания и т.д. и т.п.).
- выполнить расчет сочетания нагрузок, в том числе вариантов наиболее неблагоприятного и критического сочетания нагрузок;
- рассчитать значение коэффициента надежности и применить его в зависимости от типа проектируемого здания (уровни ответственности - высокий, особо высокий, нормальный и пониженный).
На четвертом этапе:
- определяется общая устойчивость здания. Любое здание только внешне выглядит абсолютно неподвижным. В реальности каждое здание под влиянием множества разнообразных внешних и внутренних воздействий (нагрузок) постоянно отклоняется от своего идеального вертикального положения. В каждом из таких, визуально не заметных, отклоненных состояний, вертикальные нагрузки на здание возрастают и, в свою очередь, создают дополнительные воздействия, увеличивающие деформацию конструкций. У больших зданий, в следствие их огромного веса в случае недостаточной жесткости конструкций, возрастание нагрузок от вышеуказанных невидимых колебаний при определенных условиях может достичь критических значений и привести к обрушению здания. Поэтому при проектировании здания инженерами-конструкторами рассчитывается критический вес здания - вес, при котором становится возможной и вероятной потеря строением устойчивости. Также требуется рассчитать изгибные и крутильные критические веса, для чего предварительно определяется параметр плана здания, центр изгиба и центр массы здания с учетом совместной работы подземной и надземной части конструкции;
- выполняется расчет здания на динамические нагрузки (динамический расчет несущих конструкций). Поскольку на здание действуют не только статические (постоянные) нагрузки, такие, например, как собственный вес здания, но и временные, и переменные, такие как ветер, снег, вибрация (в некоторых случаях рассчитывается влияние взрывов - при проектировании некоторых видов сооружений - плотины, мосты, капониры, укрытия, оборонительные сооружения), учитывается возможная сейсмическая активность. Также необходимо учесть при проектировании воздействие на здание максимальных положительных и отрицательных температур, рассчитываемых для данного региона, - температурные воздействия приводят к значительным движениям и напряжениям конструкции;
- при расчете динамических нагрузок современных, в том числе высотных зданий особый упор делается на расчете ветровых нагрузок с учетом аэродинамики здания и максимально возможных ветровых пульсаций (порывов ветра) для конкретной климатической зоны. Это связано с тем, что у современных зданий прослеживается тенденция к облегчению веса собственной конструкции (по мере прогресса строительных материалов и технологий) вместе с увеличением этажности, объема и парусности. Допустимая амплитуда колебаний верхней части современных высотных зданий растет. Это придает особое значение качественным ветровым расчетам (иногда применяются специальные аэродинамические расчеты и испытания модели здания подобные применяемым в самолетостроении);
- учитываются нагрузки от неравномерного промерзания и оттаивания грунта, возможных деформаций основания, нагрузки от людей и грузов внутри здания, а также многие другие нагрузки и неблагоприятное одновременное сочетание различных нагрузок;
- выполняется нелинейный расчет, а также ряд расчетов, называемых специальными, в число которых входят сейсмический и температурный расчеты, расчет на огнестойкость конструкций и расчет на прогрессирующее обрушение здания. Нелинейный расчет - это вычисление состояний равновесия и проверочные расчеты разными методами достаточности армирования при различных вариантах нелинейного поведения конструкции здания, в том числе при неблагоприятных комбинациях напряжений, деформаций и перемещений конструкции при возможном одновременном воздействии тех или иных нагрузок с учетом незначительных эффектов.
На пятом этапе выполняются расчеты и вычисления:
- длины внецентренно сжатых элементов; влияния случайного эксцентриситета на прочность железобетонных элементов конструкции; предварительная оценка перемещений системы; расчет предельных прогибов; расчет плит перекрытий, колонн, стен, балок и проверка подобранного армирования; уточнение перемещений системы с учетом армирования;
- нормальных, наклонных и пространственных сечений по предельным состояниям, по действиям продольных и поперечных сил, крутящих и изгибающих моментов;
- местного действия нагрузок (местное сжатие, сдавливание, продавливание);
- устойчивости формы и положения конструкции;
- особенностей образования и раскрытия трещин;
- расчет по деформациям.
На шестом этапе выполняются расчеты:
- расчеты длин внецентренно сжатых элементов;
- влияния случайных.
Определяются:
- расчетные площади поперечного сечения арматуры и масса арматуры;
- показатели минимального продольного армирования стен и плит;
- максимальный процент армирования с учетом последующего возникновения усадочных трещин;
- способы анкеровки арматуры, места стыковки и радиусы загиба арматуры в зависимости от свойств арматуры и прочности бетона в месте загиба;
- способы стыковки, нахлеста и фиксации арматуры.
Выполняется конструирование фундаментных плит, ростверков, колонн, стен и балок.
На последнем этапе проектирования здания конструкторы должны подробно описать технологию укладки и фиксации арматуры, заливки бетона и выдержки его до момента достижения проектной прочности, определить способы температурно-прочностного контроля бетона в процессе заливки.
Работа конструкторов не заканчивается на этапе проектирования. В процессе строительства здания команда конструкторов участвует в проведении авторского надзора и практически постоянно присутствует на строительной площадке чтобы лично проконтролировать все самые ответственные операции, такие, например, как укладка арматуры, заливка бетона, проведение испытаний прочности конструкций.
Помимо конструкторов, в процессе проектирования здания принимают участие архитекторы, архитекторы-визуализаторы, ландшафтные архитекторы, дендрологи, генпланисты, генпланисты-вертикальщики, специалисты по пожарной безопасности, инженеры-электрики, инженеры по водоснабжению и водоотведению, инженеры по системам вентиляции, кондиционирования и отопления зданий, инженеры по слаботочным системам, технологи, специалисты по разработке разделов "Проект организации строительных работ", "Проект, специалисты по энергоэффективности, сметчики.
Конечным продуктом проектирования являются детальные чертежи здания, которые основываются на данных геодезических, геологических и экологических исследований участка строительства и выполняются проектными организациями – членами профессиональных объединений проектировщиков. По рабочим чертежам и в точном соответствии с ними строители возводят здание под контролем авторов проекта (авторский надзор). В рамках авторского надзора в ходе строительства здания проектировщики по просьбе строителей или заказчика могут вносить небольшие изменения в рабочий проект здания, которые фиксируются в листах авторского надзора.
Результатом работ по проектированию зданий является проектная документация на строительство здания, согласованная в установленном законом порядке с органами местного самоуправления и архитектурного надзора.
Статью подготовила доцент кафедры социально-гуманитарных дисциплин Волгушева Алла Александровна. 
