Монтаж железобетонных конструкций: Монтаж сборных железобетонных конструкций — технология проведение работ

Содержание

Монтаж железобетонных конструкций: металлических, сборных, стальных

С точки зрения распространения в строительной отрасли на данный момент лидируют два способа возведения зданий и сооружений. Это:

  • Монтаж с применением металлических конструкций
  • Монтаж с применением конструкций из железобетона.

Оба эти способа давно зарекомендовали себя за счет простоты исполнения, придания зданию любой формы, долговечности, надёжности и относительно низкой себестоимости.

Компания VSGROUP за 10 лет работы в строительной отрасли накопила достаточный опыт в возведении зданий и сооружений с применением стальных элементов и конструкций из железобетона. Мы предлагаем весь пакет услуг в данном сегменте от проектирования (здания, сооружения, объекта или комплекса) до ввода в эксплуатацию с гарантийным обслуживанием. 10 лет продуктивной работы принесли свой результат. Компания VSGROUP возвела ряд крупных промышленных комплексов, выполненных с использованием металлических и железобетонных несущих элементов. Среди наших партнеров крупные предприятия Тулы, тульской области, других регионов России.

Монтаж конструкций из металла.

Широко применим при возведении зданий каркасного типа, специальных сооружений, сложных инженерных строений (опоры ЛЭП, вышки, хранилища для нефтепродуктов, радиомачты). В большинстве случаев представляет собой монтаж колонн каркаса, балок перекрытия, ферм покрытия, связевых элементов и технологических конструкций в зависимости от назначения здания. Специальные сооружения имеют более сложную схему монтажа. Он зависит от проектных, конструктивных, технологических особенностей, характера сооружения.

Монтаж конструкций из железобетона.

Конструкции из железобетона делят на:

  1. Сборные.
  2. Монолитные.
  3. Сборно-монолитные.

Область применения железобетона несколько шире по сравнению с металлом. Железобетон используется в каркасных и бескаркасных зданиях. В железобетонном исполнении можно смонтировать все основные несущие элементы здания.

Компания VSGROUP выполнит монтаж металлических и железобетонных конструкций всех уровней сложности. Новейшие технологии, большой парк строительной техники,применение инновационных материалов позволят выполнить монтажные работы качественно, надёжно и в соответствии с графиком выполнения.

Другие строительно-монтажные услуги от VSGROUP:

Строительство по генподряду

Монолитные работы

Строительство и монтаж объектов теплоснабжения

Монтаж систем вентиляции и кондиционирования

Железнодорожное строительство

Монтаж буровых вышек

Специальное строительство

Строительство объектов водоснабжения и водоотведения

Строительство электросетей

Строительство инженерных сетей


Монтаж железобетонных конструкций

Монтаж сборных фундаментов

Монтаж сборных фундаментов обычно осуществляют отдельным опережающим потоком в период возведения подземной части здания. Разбивку мест установки фундаментов производят с использованием продольных и поперечных осей, фиксируемых с помощью проволоки.

При монтаже фундаментов под колонны на дно котлована отвесом переносят положение осей, фиксируя их штырями или колышками, забитыми в грунт. На фундаментах стаканного типа определяют середину боковых граней стакана и наносят осевые риски на верхнюю грань. При опускании блока на основание контролируют по рискам положение блока.

Установку фундамента стаканного типа необходимо производить сразу в проектное положение, чтобы избежать нарушения поверхностного слоя основания. Положение фундаментного блока по высоте выверяют с помощью нивелира, контролируя отметку дна стакана. Положение блока в плане проверяют при неснятых стропах путем совмещения рисок (установочных и разбивочных осей) по двум взаимно перпендикулярным осям, небольшое отклонение устраняют, передвигая блок монтажным ломиком.

По окончании монтажа фундаментных блоков проводят геодезическую съемку их положения — высотную и в плане. По результатам съемки составляют исполнительную схему, на которой указываются возможные смещения блоков.

Допускаемые отклонения установленных фундаментных блоков стаканного типа от проектного положения: смещение осей блоков относительно разбивочных осей не более ± 10 мм, отклонение отметок дна стаканов — 20 мм.

Монтаж колонн

Монтаж фундаментов стаканного типа и в целом возведение конструкций подземной части здания относятся к работам нулевого цикла и выполняются самостоятельным монтажным потоком. Надземная часть здания обычно монтируется смешанным методом, когда самостоятельными потоками монтируются колонны и навешиваются стеновые панели, а комплексно осуществляется установка подкрановых, подстропильных и стропильных ферм, укладка панелей покрытия.

Для одноэтажных промышленных зданий разработана номенклатура сборных железобетонных колонн высотой до 19,35 м массой до 26,4 т, монтируемых в фундаменты стаканного типа.

Монтаж стеновых ограждений

Стеновые панели устанавливают в самостоятельном монтажном потоке после монтажа каркаса и покрытия всего здания или части его. Панели наружных стен приняты длиной 6 и 12 м при высоте 1,2 и 1,8 м.

Монтаж стеновых ограждений обычно выполняют самоходными стреловыми кранами на гусеничном или пневмоколесном ходу с прямыми стрелами, со стрелами с гуськом или со специализированным башенно-стреловым оборудованием. Наибольшее применение находят гусеничные краны, так как для них проще подготавливать основание под проезды.

Монтаж железобетонных и металлических конструкций

Одним из самых востребованных материалов для строительства зданий и сооружений различного назначения являются железобетонные и металлоконструкции. Их популярность обеспечивается рядом преимуществ: низкой себестоимостью, долговечностью, надежностью и возможностью придать конструкциям любую форму, благодаря современным технологиям  бетоноформования.

По способам возведения железобетонные конструкции подразделяются на сборные, монолитные и сборно-монолитные. Сборные железобетонные конструкции изготавливают на заводе и затем собирают как конструктор и крупноразмерных элементов. Возведение зданий из сборных железобетонных конструкций не зависит от погодных условий и подходит для многих строительных объектов. Монолитные конструкции возводят непосредственно на строительных площадках – заливая бетоном опалубку каркасов и фундаментов зданий. Заливка бетона производится строго с одного раза. Сборно-монолитные конструкции – это сочетание сборных железобетонных элементов и бетона. Этот способ применяется в строительстве путепроводов, перекрытий многоэтажных зданий, мостов и прочих сооружений.

Методы монтажа стальных и железобетонных конструкций принципиально не отличаются. Однако применяемые приспособления и отдельные технологические процессы имеют некоторые особенности. Монтаж металлических конструкций ведут двумя методами: методом пространственной и укрупнительной сборки.

Первый случай предусматривает предварительную сборку на земле с последующей установкой на проектное положение (при монтаже башен, линий электропередач и радиоантенн), во втором же — конструкции поставляют на строительную площадку в разборном виде и затем собирают и соединяют с помощью сварки, болтов или заклёпок (при монтаже каркасов зданий).

Все строительно-монтажные работы: монтаж металлических конструкций, монтаж железобетонных конструкций, монтаж сборных конструкций, а также монтаж сборных железобетонных конструкций, выполненные специалистами нашей компании, производятся в сжатые сроки и на высочайшем качестве, благодаря умениям квалифицированных специалистов, применению современной и надежной техники, а также материалов и оборудования ведущих мировых производителей.

Справочник по монтажу железобетонных конструкций промышленных зданий. Калинин Б.П. (ред.). 1960 | Библиотека: книги по архитектуре и строительству

В справочнике излагаются сведения, необходимые при монтаже сборных железобетонных конструкций промышленных зданий и при разработке проектов производства этих работ. В справочнике приводятся типовые конструктивные схемы, принятые для промышленных зданий из сборного железобетона, схемы монтажных соединений, характеристики типовых монтажных элементов зданий; даются сведения по организации транспортных и складских работ, по сборке предварительно напряженных конструкций, заделке стыков цементными смесями, монтажной сварке, а также рекомендуемые методы монтажа отдельных конструктивных элементов и примеры организации работ по монтажу некоторых типов зданий. Значительное место отводится обзору рекомендуемых для монтажа железобетонных конструкций оборудования и приспособлений. Освещаются вопросы, связанные с техникой безопасности на этих работах. Справочник рассчитан на инженеров и техников, занятых на монтаже сборных железобетонных конструкций промышленных зданий и проектированием производства этих работ.

Предисловие

Глава I. Промышленные здания из сборных железобетонных конструкций
1. Типы и основные характеристики зданий
1) Одноэтажные здания
2) Многоэтажные здания
2. Элементы сборных железобетонных конструкций
1) Типовые элементы для одноэтажных зданий
а) Элементы, предназначенные к применению в массовом промышленном строительстве
б) Элементы, имеющие применение в строительстве, но подлежащие замене более прогрессивными
2) Типовые элементы для многоэтажных зданий
3. Монтажные соединения
1) Монтажные соединения в одноэтажных зданиях
2) Монтажные соединения в многоэтажных зданиях

Глава II. Перевозка и хранение конструкции
1. Общие требования
2. Перевозка конструкций

3. Укладка и хранение конструкций

Глава III. Сборка составных предварительно напряженных конструкций на монтажных площадках
1. Общая часть
2. Рабочая арматура
1) Характеристики стали
2) Изготовление стержневой арматуры
3) Изготовление пучковой арматуры
3. Сборка конструкций
1) Место сборки
2) Приемка конструкций
3) Сборка балок
4) Сборка ферм
4. Натяжение рабочей арматуры
1) Натяжение арматуры домкратами
2) Электротермический метод натяжения арматуры
5. Инъекция цементного раствора
6. Производство работ в зимних условиях

Глава IV. Монтажное оборудование
1. Блоки, домкраты и лебедки
1) Блоки
2) Домкраты и домкратные подъемники
3) Лебедки
2. Монтажные краны
1) Автомобильные краны
2) Пневмоколесные краны
3) Гусеничные краны
4) Железнодорожные краны
5) Башенные краны
6) Козловые краны
7) Мачтово-стреловые краны
3. Транспортное оборудование

Глава V. Монтажные приспособления
1. Стальные канаты и инвентарные детали к ним
2. Монтажные приспособления
1) Приспособления для подъема элементов
а) Захваты и подвесные детали для стропов
б) Стропы
в) Специальные подъемные приспособления
2) Приспособления для установки, временного закреплении и выверки элементов
3) Подмости, люльки, лестницы

Глава VI. Методы производства монтажных работ
1. Общие положения
1) Монтаж фундаментов под колонны
2) Монтаж колонн
3) Монтаж балок и ферм
4) Монтаж плит перекрытий и стеновых панелей
5) Выбор монтажных кранов
2. Монтаж одноэтажных промышленных зданий
3. Монтаж многоэтажных промышленных зданий
1) Монтаж типовых многоэтажных зданий с каркасом из стержневых элементов
2) Монтаж многоэтажных зданий с каркасом из П-образных рам среднего веса
3) Монтаж многоэтажных зданий с каркасом из П-образных рам тяжелого веса

4. Монтаж зданий смешанной этажности
5. Монтаж промышленных зданий с покрытиями из оболочек

Глава VII. Монтажная сварка
1. Оборудование
2. Электроды
3. Способы дуговой сварки
1) Сварка швами
2) Сварка ванная
3) Сварка ванношовная
4. Организация монтажной сварки
5. Качество и контроль сварки

Глава VIII. Заделка стыков
1. Общие положения
2. Способы заделки стыков в зимнее время
3. Приборы для прогрева стыков

Глава IX. Организация производства монтажных работ
1. Проекты производства работ
2. Подготовительные работы
3. Поставка конструкций
4. Организация производства
5. Техника безопасности
1) Общая часть
2) Основные мероприятия
6. Качество работ. Сдача-приемка работ

Литература

Монтаж железобетонных конструкций

В мелиоративном строительстве выполняется большой объем монтажных работ при укреплении откосов каналов и устройстве переездов через них, производстве погрузо-разгрузочных работ и прокладке магистральных трубопроводов (коллекторов) и др.

Выполнение работ по монтажу гидротехнических сооружений из сборных железобетонных конструкций разрешается производить только при наличии утвержденного проекта производства работ, привязанного к конкретному месту и условиям. В проекте должны быть учтены требования техники безопасности, производственной санитарии и противопожарных норм. Без такого проекта производства работ приступать к монтажным работам не разрешается.

К выполнению монтажных работ допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр, а также обучившиеся по установленной программе, сдавшие экзамены и получившие соответствующие удостоверения.

Все рабочие, прежде чем приступить к работе, обязаны пройти инструктаж по технике безопасности. При этом рабочие комплексных бригад должны быть проинструктированы и обучены безопасным приемам по всем видам работ, выполняемых бригадой.

При наличии особо опасных условий работ по монтажу гидромелиоративных сооружений из сборных железобетонных элементов (работа вблизи действующих линий электропередачи, находящихся под напряжением, работа на крутых и высоких косогорах и откосах и др.), рабочим должны быть выданы письменные наряд допуски, определяющие безопасные условия работы и указывающие опасные зоны и необходимые мероприятия по технике безопасности.

Степень опасности работ устанавливает главный инженер организации. Он же подписывает наряд-допуск.
Наряд-допуск при работе вблизи линии электропередачи, находящейся под напряжением, может быть выдан только при наличии письменного разрешения на производство работ от организации, эксплуатирующей эту линию.

Наряд-допуск выдается на срок, необходимый для выполнения данного объема работ.

В случае перерыва в производстве работ более суток наряд-допуск аннулируется и при возобновлении работ выдается новый.

При производстве работ на высоте (при монтаже сборных железо­бетонных гидромелиоративных сооружений к ним относятся работы на крутых откосах выемок на высоте 5 м и более от подошвы выемки и сооружений на высоте 5 м и более от поверхности грунта) следует помнить, что к самостоятельным работам допускаются лица не моложе 18 и не старше 60 лет, прошедшие медицинский осмотр, имеющие стаж работ на высоте не менее одного года и тарифный разряд не ниже третьего. При производстве верхолазных работ рабочий обязан применять предохранительный пояс, прошедший надлежащее испытание.

Учащиеся производственно-технических училищ не моложе 17 лет допускаются к работе на высоте только для прохождения производственной практики с условием постоянного наблюдения за ними мастера-инструктора учебного заведения. Рабочие не моложе 17 лет, окончив­шие профессионально-технические училища, допускаются к работе на высоте только под непосредственным руководством мастера или производителя работ.

Все рабочие, занятые на монтаже железобетонных конструкций, должны быть обеспечены спецодеждой, а в необходимых случаях и защитными средствами в соответствии с установленными нормами. Работать без спецодежды запрещается.


Рис. 10. Схема подачи плиты при облицовке откосов канала:
1 — откос канала;  2 — железобетонные плиты;  3 — неравносторонний строп;  4 — крюк крана.

Прежде чем приступить к монтажу сборных железобетонных конструкций гидромелиоративных сооружений, необходимо выполнить все земляные работы. Вдоль бермы канала, подлежащего облицовке железобетонными плитами, и траншеи, в которой должен быть смонтирован трубопровод из железобетонных труб, со стороны подвоза материалов и изделий очищается и планируется полоса шириной, равной ширине монтажного крана, проезжей автодороги и бермы шириной не менее 1 м. Вдоль этой полосы должны быть подготовлены площадки для складирования материалов и железобетонных изделий согласно проекту производст­ва работ. Такая же полоса должна быть сделана по периметру котлована под фундаменты гидромелиоративных сооружений и зданий.

Железобетонные изделия и конструкции (каждый тип и отдельности) складывают в штабеля высотой не более 1,5 м на деревянных подкладках. Проход между штабелями устраивают не менее — 2 м.

Железобетонные изделия (плиты, лотки, блоки оголовки и др.) следует транспортировать на специально оборудованных автомобилях и прицепах к ним с обеспечением надежной установки и крепления изделий. Не допускается перевозка этих изделий без прокладок между ними и под ними, а также без подкладок под тросами или цепями обвязки в местах их соприкосновения с острыми ребрами изделий.

Погрузка и транспортировка указанных изделий должна, как правило, производиться в рабочем положении. Кантование их в рабочее положение на месте монтажа не допускается.

Строповку железобетонных изделий нужно производить так, чтобы они подавались к месту установки в положении, максимально близком к проектному (рис. 10).

Строповку железобетонных колонн, как правило, производят при помощи траверсы, находящейся выше верхнего торца, что дает возможность подавать колонны к фундаменту отвесно и наводить их на установочные оси непосредственно краном. Работы по наводке колонны на ось стакана фундаментов следует вести при минимальных скоростях опускания груза, осторожно, без рывков, не допуская удара верха колонны о стрелу крана во время перехода колонны из наклонного положения в вертикальное.

Строповка железобетонных блоков, оголовков и плит откосов про­изводится при помощи «пауков» за монтажные петли монтируемых конструкций.

Сборные железобетонные конструкции (плиты откосов и дна каналов, прямоугольные балки, стеновые панели и др.) должны имен, маркировку и надписи, обеспечивающие их правильную строповку и монтаж в рабочем состоянии. Стропить конструкции в произвольных местах или использовать для этого выпуски арматурных каркасов запрещается.

Элементы и конструкции во время перемещения необходимо удерживать от раскачивания и вращения оттяжками из пенькового каната или тонкого гибкого троса. При перемещении элементов, устанавливаемых в горизонтальное или наклонное положение, применяют две оттяжки, прикрепляя их к нижним концам элемента.

Не допускаются при подъеме железобетонных изделий толчки и удары их о смежные элементы или другие предметы и раскачивание элементов при их подъеме. Нельзя подавать железобетонные изделия поворотом стрелы крана через рабочие места монтажников, а также выдергивать краном защемленные грузозахватные приспособления и железобетонные изделия, элементы, прижатые приваленными другими изделиями и примерзшие, или подтягивать их путем косого натяжения подъемного каната.

При выявлении неправильного положения поднимаемого груза его необходимо опустить на землю, заново перестропить и только потом поднять. До начала подъема груза машинист обязан подать сигнал. Поднимая груз, по массе близкий к разрешенной грузоподъемности при данном вылете стрелы, следует предварительно поднять его на высоту не более 20-30 см и убедиться в устойчивости крана и исправности тормозов, а затем произвести дальнейший подъем.

Прежде чем опускать или поднимать груз со дна траншеи, котлована или колодца, необходимо предварительно опустить на дно пустой крюк н убедиться, что на барабане остается еще не менее 1,5 витка каната, не считая витков, находящихся под зажимным устройством, только после этого можно приступать к грузоподъемным операциям.

При строительстве лотковых каналов монтаж лотка на седло ведут двое рабочих. Один из них находится на ранее установленном лотке, а второй — со стороны свободного конца лотка (по ходу монтажа) за седлом. Находиться между седлами, на которые устанавливают лотки, не разрешается. При высоте опор более 1 м все операции (укладка гидролизации, направление лотка на седло, заливка стыков битумом или другим составом) ведут с переносных лестниц-площадок.

Расстроповку установленных лотков производят после надежного закрепления их на рабочем месте. Монтаж последующего лотка допускается только после окончания монтажа и прочного закрепления предыдущего лотка.

Ответственность за соблюдение правил техники безопасности при производстве грузоподъемных работ, связанных с монтажом конструкций и ведением изоляционных работ, возлагается на инженерно-технических работников, руководящих этими работами.

Монтаж железобетонных и стальных конструкций


Основным материалом в современной строительной индустрии по праву является бетон. Это основа, из которой в заводских, полевых и домашних условиях производятся конструктивные элементы различного функционального назначения. Железобетонные конструкции формируют архитектурные особенности и внешний вид объектов недвижимости, построек, сооружений. Монтаж железобетонных конструкций регламентируется нормативными документами и рядом практических требований, о которых и пойдёт речь ниже.

Разновидности железобетонных конструкций
Существует несколько разновидностей железобетонных конструкций, распространенных в современном строительстве.


Соответствующие изделия подразделяются на:

  • сборно-монолитные;
  • монолитные;
  • сборные.
Последние – представители заводских изделий, образующие каркас. В некоторых случаях для их соединения применяют сварку и бетонирование. Что касается вторых решений, то их отлив осуществляется непосредственно на строительной площадке. Эти каркасы способы выдерживать большие механические нагрузки (самонесущие каркасные решения, фундаментные плиты).
Первые – изделия, объединяющие элементы второго и первого типов. Отличительная черта заводских конструкций – оснащение изделий напряженной арматурой. Что касается монолитных изделий, то в их основе присутствует только стандартный арматурный каркас.

Нормативные документы

  1. Технология монтажа железобетонных конструкций и сопутствующих материалов нормируется СНиП-м 3.03.01-87.
  2. Рекомендуемые условия по формированию арматурных изделий, сварки закладных элементов устанавливаются ГОСТ-м 10922-90.
  3. Геометрические параметры сварочных соединений, стандартизация конструктивных изделий, арматуры и закладных деталей представлены в ГОСТ 14098-91.

Монтаж железобетонных конструкций: последовательность действий
Монтаж монолитных железобетонных конструкций включает несколько последовательных этапов:
  • предварительное складирование и последнее перемещение готовых конструктивных элементов;
  • установка изделий на основе сборных элементов;
  • заливка конструкций бетонными составами;
  • армирование конструкций монолитного типа;
  • заливка основания и последующий уход за бетоном до набора заявленных прочностных характеристик;
  • обработка основания.
Рекомендации по складированию и перемещению железобетонных изделий
Опытные специалисты рекомендуют размещать сборные изделия на строительной площадке, исходя из последовательности монтажных работ. Готовую продукцию укладывают штабелями, при этом граничное значение прокладок составляет 3 см. Каркасные компоненты располагаются в зоне строительных работ, непосредственной доступности крана. Что касается перемещения структурных и конструктивных решений, оно осуществляется специальной грузоподъемной техникой.
Стропы фиксируют у монтажной арматуры, придерживаясь имеющихся чертежей.
Ручной перенос возможен только при условии, если вес груза не превышает 50 кг, при этом максимальная удаленность такой ручной транспортировки составляет 30 м.

Непосредственно перед монтажными работами допускается расположение в горизонтальной плоскости однотипных изделий – балок, колонн и т.п. Это важно с целью оценки и визуального осмотра арматурных, железобетонных решений.

Монтаж железобетонных конструкций – бетонные работы
Композиционные компоненты бетона строго дозируются по своим массам. Количество модифицирующих добавок корректируется исходя из объема, используемой воды. Именно эти вещества отвечают за гидрофобность, текучесть, пластичность и морозостойкость готового изделия. Превышать количество воды категорически запрещено. В табл.1 представлены требования, предусмотренные в действующих СНиП-х 3.03.01-87:


Формы под укладку, рабочие поверхности и швы обрабатываются с целью очистки от жирных пятен, остатков мусора, грязи и сезонной осадочной влаги, затем изделия промываются жидкостью, подаваемой под давлением, а после – высушиваются. Размер фракций заполнителя должен быть больше 1/3 от размеров шовного сечения в самых узких местах. Между армирующими прутьями минимальное расстояние составляет ¾. Заливка бетона выполняется послойно.
Если инструмент погружается на 50-100 мм, рекомендуется использовать технологию вибротрамбования.
Категорически запрещено использовать в качестве опоры арматуры, опалубки и закладных деталей. Рекомендуемый шаг перемещения по обрабатываемой поверхности составляет не более 1.5 радиусов от функционирования оборудования.

Рекомендации по установке сборных элементов, конструктивных изделий


Монтаж железобетонных и металлических конструкций осуществляется пролётами, при этом особое внимание уделяется соблюдению рекомендуемых расстояний, благодаря чему обеспечивается конструктивная прочность каркасных сооружений. Профессионалы собирают изделия, в соответствии с технологическими картами под конкретный проект.
Каждый последующий ярус с конструкционными элементами монтируется исключительно по факту завершения фиксации каркаса и набора железобетонной конструкцией 70% прочности. Отдельные элементы предварительно осматриваются на предмет отсутствия раковин, сколов, трещин. Помимо этого, уточняются выпуски и закладные отверстия, габаритные размеры.
В подготовленные стаканы помещают колонны, затем они заливаются жестким выравнивающим раствором. Категорически воспрещается устанавливать конструктивные элементы на металлические изделия. Толщина зависит от необходимой высоты изделия. Что касается строп, то их безопаснее снять с колонн, исключительно по факту закрепления основания специальными клиньями.
Стеновые панели и приваренные колонны категорически воспрещается нагружать до момента набор оптимальной прочности монолитным бетонным составом. В случае необходимости железобетонную колонну можно вернуть в вертикальное положение, для чего безопаснее всего использовать домкраты.

Важные рекомендации опытных строителей:

  1. Перед тем как замонолитить арматуру, её необходимо защитить от воздействия коррозии.
  2. В гнездах стаканов раствор в обязательном порядке подвергают виброуплотнению.
  3. Нагружаемые области формируют при помощи бетонов марок М400 и выше.
  4. Что касается вкладышей, то их предпочтительнее удалять только после набора конструкцией заявленной производителем прочности.
  5. В ППР акцентируется внимание на особенностях конструкции – монолитная, раствор, используемая арматура.
Плиты перекрытий, балки, колонный и ригели крепятся сварным швом с несколькими закладными пластинами. Что касается плит перекрытия, то их укладывают при помощи раствора. Первую плитку фиксируют в 4-х точках, предпочтительнее, по периметру. Если говорить о последующих плитах – в 3-х точках.

Подводя итоги
Актуальные требования к изготовлению и последующему монтажу железобетонных конструкций указаны в нормативных документах. При качественном монтаже каркасных элементов обеспечивается и гарантируется высокая нормативная прочность готовых объектов.

Монтаж сборных железобетонных конструкций многоэтажных промышленных зданий

Специфика применяемых конструкций

Колонны имеют квад­ратное сечение от 40 х 40 до 60 х 60 см или прямоугольное ана­логичной площади. Высота колонн зависит от принятой их вы­сотной разрезки и может составлять 1…5 этажей, но с учетом условий изготовления, транспортирования и монтажа элементов редко превышает 20 м. Стыки колонн предусмотрены на высоте 1 м от отметки перекрытия и проектируются жесткими.

Ригели для зданий с перекрытиями, опирающимися на их полки, имеют высоту 80 и ширину 65 см. При сопряжении с колонной выпуски арматуры обоих элементов сваривают, при­варивают и закладные детали ригеля и консоли колонны с по­следующим замоноличиванием стыка.

Перекрытия выпускают в виде основных плит шириной 150 и 300 см и доборных плит шириной 75 см. Доборные плиты размещают только по наружным рядам колонн. Основ­ные межколонные (распорные) плиты располагают по осям колонн и приваривают к закладным деталям ригелей в четы­рех точках.

Стеновые панели навесные, основная номенклатура высо­той 1,2 и 1,8 м при ширине на пролет 4,5 и 6 м. Цокольные панели первого этажа устанавливают на фундаментные балки, панели последующих этажей на стальные столики, приварива­емые к закладным деталям колонн.

Варианты статической работы зданий

Рамная схема представляет собой жесткую и устойчивую пространственную систему колонн, ригелей и плит перекры­тий, соединенных между собой. Все вертикальные и горизон­тальные нагрузки воспринимаются узлами колонн и ригелей, которые выполнены жесткими. Такая система очень трудоемка и требует повышенного расхода металла. Ее применяют в тех случаях, когда по условиям технологии не допускается уста­новка поперечных и продольных перегородок или связей меж­ду колоннами.

Связевая схема отличается от предыдущей тем, что колон­ны работают только на вертикальные нагрузки, а горизонталь­ные воспринимаются системой вертикальных дисков и ядер жесткости.

Рамно-связевая схема является промежуточной и для много­этажных каркасных зданий включает плоские рамы, располо­женные в поперечном направлении относительно продольной оси здания, и диафрагмы жесткости. Продольная устойчивость здания создается за счет вертикальных дисков жесткости, кото­рые выполняют в виде металлических решеток или железобе­тонных плоскостей.

Способы монтажа зданий

Горизонтальный поярусный (поэтажный) способ является наиболее распространенным, так как обеспечивает большую жесткость и устойчивость каркаса на всех стадиях монтажа, а также более равномерную осадку фундамента. Этот способ применяют при монтаже сборных железобетонных элементов с заделкой стыков вслед за установкой конструкций. При этом после окончания сборки этажа (яруса при двух- или трехэтаж­ной разрезке колонн), когда бетон в стыках конструкций на­берет 70% проектной прочности, начинают монтаж следующе­го яруса (этажа).

Вертикальный монтаж предусматривает возведение здания отдельными частями, обычно 2…4 шага колонн сразу на всю высоту здания. Достоинство метода в том, что предполагает значительно меньшие размеры строительной площадки, так как предусматривает расположение монтажного крана и складов конструкций в габаритах строящегося здания. Монтаж части здания на всю высоту позволяет на этой части сразу выполнить кровлю и приступить к осуществлению всех послемонтажных и отделочных работ, что значительно сокращает сроки возведения здания с отделкой.

Колонны первого яруса, обычно самые тяжелые в каркасе, монтируются чаще всего в самостоятельном потоке. Для уско­рения производства работ, сокращения технологических пере­рывов могут применяться фундаменты стаканного типа «с пеньками» высотой 1 м, заделанными в стакан в заводских условиях.

В целом, с точки зрения последовательности установки элементов, метод монтажа многоэтажных промышленных зда­ний можно признать смешанным. Раздельно можно устано­вить все колонны на монтажном участке, навесить стеновые панели всего яруса захватки и рационально комплексно мон­тировать ригели и панели перекрытий. Такая относительная свобода в последовательности установки элементов характерна только для башенного крана. Если для монтажа задействован самоходный стреловой или башенно-стреловой кран, то он четко должен выполнять принцип монтажа «на кран», избе­гать последовательной установки большого числа многоярус­ных колонн.

В зависимости от очередности монтаж делят на три этапа:

  • устройство фундаментов и монтаж подземной части зда­ния, иногда колонн первого яруса;

  • монтаж каркаса и плит перекрытия с выверкой и закреп­лением;

  • навеска стен из крупных панелей.

Целесообразно, чтобы навеска стеновых панелей отставала не менее чем на один ярус (этаж) от монтажа других элемен­тов каркаса.

Конструкции надземной части здания, как правило, мон­тируют после завершения всех работ по подземной части дан­ного объекта, включая прокладку подземных коммуникаций, устройство дорог и проездов, засыпку пазух фундаментов, цо­коля и др.

В зданиях протяженностью в два и более температурных блока конструкции монтируют захватками, каждая в пределах температурного блока. При этом совмещают монтаж конструк­ций на одной захватке с общестроительными и специальными работами на другой захватке. Конструкции захваток могут быть смонтированы и предъявлены к приемке независимо друг от друга.

Размеры монтажных захваток обычно принимают следую­щими:

  • по длине здания — один температурный блок длиной до 72 м;

  • по ширине здания – все здание или его половина при расположении кранов по продольным сторонам, несколько шагов колонн – при расположении внутри здания.

Для возведения зданий используют все три метода монта­жа: раздельный, комплексный и смешанный. Их выбор зави­сит от многих факторов, в том числе и от применяемой мон­тажной оснастки. Основой оснастки являются кондукторы, используемые для установки одно- и многоэтажных колонн.

Метод монтажа и монтажное оснащение должны устанавли­ваться проектом производства работ (ППР) или технологиче­ской картой в зависимости от этажности здания, объема мон­тажных работ и конструктивных особенностей элементов. Монтаж каркасов многоэтажных зданий с колоннами двухэтаж­ной (и более) разрезки рекомендуется производить с помощью групповых кондукторов и рамно-шарнирных индикаторов (РШИ). Для монтажа каркасов малоэтажных и двухпролетных зданий удобнее применять одиночные кондукторы.

В комплексный монтажный процесс входят сам монтаж, сварка и заделка стыков, только в этом случае можно обеспе­чить пространственную жесткость и прочность конструкций. Поэтому специфика возведения многоэтажных промышленных зданий состоит в том, что требует своевременного и качест­венного выполнения работ по сварке и заделке всех стыков и швов. В этих целях в пределах, каждой захватки следует предусмотреть, что в зоне монтажа одновременно осуществляется временное закрепление и точечная сварка установленных кон­струкций, а в примыкающих, ранее смонтированных ячей­ках — выверка, окончательное соединение элементов на свар­ке, заделка монтажных узлов и швов. Так, при установке колонны на нижестоящую стык между ними первоначально прихватывают точечной сваркой. После укладки ригелей и распорных плит между колоннами можно выполнять оконча­тельную сварку по периметру колонны.

В соответствии с условиями доставки и складирования сборных элементов в основном применяют монтаж со склада. Монтаж непосредственно с транспортных средств осуществля­ют при использовании плоских П-, Ш- или Н-образных рам заводского изготовления.

Перед началом монтажа каркаса на очередном ярусе (эта­же) необходимо:

  • закончить установку всех конструкций каркаса нижележа­щего яруса, осуществить сварку и замоноличивание узлов всех смонтированных элементов;

  • перенести основные разбивочные оси на перекрытие или оголовки колонн нового яруса, определить монтажный гори­зонт и составить исполнительную схему элементов каркаса ра­нее смонтированного этажа.

При применении одиночных кондукторов для колонн пер­вого и последующих ярусов и при длине колонн более 12 м необходимо дополнительно предусматривать растяжки или под­косы.

Монтаж конструкций при использовании одиночных кондукторов

При наличии монтажной оснастки в виде одиночных кон­дукторов монтаж каркаса лучше выполнять по раз­дельной схеме. Сначала в пределах монтажного участка уста­навливают все колонны, выверяют их, закрепляют на сварке и заделывают стыки.

Как арматура армирует бетон в строительстве

Включение арматурных стержней («арматуры») в бетонные конструкции — это метод, который увеличивает длительную прочность бетона, используемого для строительства фундаментов, стен, бассейнов, площадок и других конструкций. Бетон хорошо справляется со сжатием, но без арматуры он будет хуже работать при растяжении или кручении (растяжении и скручивании). Несущие конструкции, такие как фундаменты или стены, должны выдерживать несколько давлений от бокового и горизонтального растяжения, сжатия и кручения.Арматура хорошо работает с бетоном, потому что эти материалы расширяются и сжимаются с одинаковой скоростью при изменении температуры.

Как и при выполнении многих наших земляных и буровых работ, инженеры-строители рассчитывают количество арматурных стержней, необходимых для конкретного фундамента или другой бетонной конструкции, а также форму, размер и структуру устанавливаемой арматуры. Арматурный стержень укладывается в бетон по заданному шаблону, чтобы максимально улучшить его сцепление с бетоном и его эксплуатационные характеристики.

Как арматура поддерживает железобетонные конструкции

У подкрепления есть несколько ролей:

  • Первичная арматура — это арматурный стержень, необходимый для обеспечения того, чтобы конструкция в целом могла выдерживать нагрузки, которые элементы конструкции и окружающая среда будут оказывать на нее.
  • Вторичное армирование , которое также известно как распределительное или термическое армирование, увеличивает долговечность и эстетику: эти элементы обеспечивают достаточное локальное сопротивление, чтобы ограничить растрескивание и противостоять напряжениям, вызванным изменениями температуры и усадкой.
  • Арматурный стержень
  • также используется в определенных местах, чтобы придать сопротивление сосредоточенным нагрузкам, обеспечивая локальное сопротивление и жесткость, которые распределяют воздействие нагрузки на более широкую площадь.
  • Rebar также может удерживать другие стальные стержни в правильном положении, чтобы выдерживать назначенные им нагрузки.

Арматура также может использоваться для армирования каменных конструкций, так как кладка и раствор имеют свойства, аналогичные свойствам бетона, а также нуждаются в армировании для выдерживания растягивающих нагрузок. Каменные блоки, такие как блоки и кирпичи, могут быть сделаны с пустотами для размещения арматуры, которая закрепляется на месте с помощью раствора.

Инструменты, используемые для установки арматуры

Три основных операции, связанных с резкой, гибкой и связыванием арматуры. Диаметр применяемых арматурных стержней железобетонных работ может составлять от 6 до 42мм. В результате у нас есть ряд оборудования для резки, гибки и связывания материала.

Инженерные планы содержат конкретные указания для бригады по установке стержней.

Безопасность при установке арматуры

Открытая арматура опасна для перемещения.Во избежание травм концы арматурных стержней должны быть закрыты пластиковыми крышками, чтобы предотвратить прокол.

Установка бассейна и бетонной подушки в Северной Калифорнии

Компания Lassiter Excavating занимается монтажом железобетонных конструкций в районе залива Сан-Франциско и Сакраменто с 1989 года. У нас большой опыт работы с инженерами-строителями и проектировщиками по установке опор, бетонных опор и других несущих конструкций в жилых и коммерческих объектах. .

Свяжитесь с нами, чтобы получить более подробную информацию о наших услугах и бесплатную смету.

Укрепление бетона и установка водопропускной трубы в Омахе

Бетонные конструкции, которые являются неотъемлемой частью хорошо функционирующей инфраструктуры, требуют навыков, опыта и материалов высшего уровня, чтобы работать эффективно и прослужить достаточно долго, чтобы приносить пользу сообществам, которым они служат. Наши услуги по бетонным конструкциям, включая железобетонные коробчатые водопропускные трубы, бордюры, бетонные плотины, ливневые коллекторы и различные другие конструкции, предназначены для обеспечения надежного и прочного фундамента для самых разных строительных проектов общего назначения.

Коробчатые культиваторы, ливневые коллекторы и сооружения из железобетона

Бетонные конструкции — одни из самых важных и полезных элементов, используемых в современном строительстве. Это означает, что они должны быть изготовлены качественно и надежно, а также установлены с точностью и умением. Наша команда годами занимается установкой бетонных конструкций и разработала эффективный процесс, предназначенный для обеспечения оптимального потока и поддержки.

Герметичные культиваторы коробчатого типа

Когда вам необходимо контролировать поток воды под конструкциями, такими как дорожные переходы и тропы, или при строительстве служебных и инженерных туннелей, железобетонные коробчатые кульверты универсальны, надежны и легко устанавливаются нашей командой экспертов по бетонным конструкциям.Природу никогда не бывает легко приручить, но с нашими услугами по установке коробчатых водопропускных труб мы, по крайней мере, можем помочь вам работать с природой для достижения ваших строительных целей.

Ливневая канализация

Одна из важнейших составляющих полноценно функционирующего города или общины — это хорошо спланированная, хорошо смонтированная система ливневой канализации. Ливневые стоки, если их не направлять должным образом, могут вызвать множество проблем, от загрязнения до материального ущерба. В Valley Corporation менеджеры наших проектов проходят обучение по вопросам эффективности и воздействия на окружающую среду, гарантируя, что устанавливаемые нами системы ливневой канализации работают с землей для достижения наилучших возможных результатов.

Конструкции

Если вам нужны полностью построенные конструкции с нуля или требуется ремонт существующей конструкции, Valley Corporation может предоставить услуги генерального подрядчика, необходимые для быстрого и эффективного запуска ваших бетонных конструкций. Предоставляя услуги по сооружению таких сооружений, как бордюры, бетонные дамбы, водосливные сооружения, и даже работая над восстановлением мостов, мы знаем, что есть больше, чем просто график, основанный на нашем опыте. Мы делаем ставку на скорость монтажа, не жертвуя при этом качеством материалов и точностью исполнения.Наша команда готова и рада оценить ваши структурные потребности и предоставить вам дружелюбное и квалифицированное обслуживание, которого заслуживаете вы и ваша компания.

Продление срока службы железобетонных конструкций

10.31.16 Хайдер Х. Аль-Хилал, PE, SMSI, CIP-1, CCI-2, термографист уровня 1, ICRI CSMT | Еще от этого автора

Продление срока службы железобетонных конструкций

Человеку свойственно откладывать расходы на техническое обслуживание до тех пор, пока ситуация не станет неотложной, но информированные владельцы знают, что могут сэкономить в долгосрочной перспективе и избежать многих лет разочарований, планируя заранее.Независимо от того, насколько хорошо спроектированы и построены, бетонные конструкции необходимо время от времени и должным образом оценивать и обслуживать, чтобы продлить срок их службы и снизить необходимость в дорогостоящем капитальном ремонте. Понимание наиболее распространенных причин износа, этапов срока службы, видов ремонта и типичных затрат, связанных с ними, важно для принятия обоснованных и рентабельных решений по техническому обслуживанию и ремонту.

Ухудшение — Кто наибольший вкладчик?
На севере Соединенных Штатов коррозия металла, залитого в бетон, в первую очередь арматурной стали, является основной причиной разрушения бетона, особенно внешних бетонных конструкций, таких как парковочные площадки и мосты.Эти конструкции наказываются круглогодичным воздействием элементов, в сочетании с коррозионным воздействием кислотных дождей и противообледенительных солей, циклами замораживания-оттаивания, иногда плохими конструктивными и проектными недостатками, а также отложенным техническим обслуживанием.


Износ железобетона в результате коррозии закладной арматуры.

Без надлежащего обслуживания коррозия неизбежна. Однако есть практические способы отсрочить его и смягчить его последствия.

Как коррозия влияет на срок службы железобетонных конструкций? Можно ли предсказать оставшийся срок службы и что можно сделать, чтобы его продлить? Модели срока службы бетона Tuutti (1982) и Song (2007) решают эти вопросы и могут использоваться для прогнозирования срока службы бетона на основе степени коррозии стали и наглядно демонстрируют преимущества активного обслуживания и своевременного ремонта.


Фазы срока службы бетона — модели Туутти и Сонга

В модели Туутти срок службы железобетонных конструкций делится на две фазы: начало и распространение. Фаза инициирования — это промежуток времени, необходимый для начала коррозии арматурной стали. Скорость карбонизации и миграции хлоридов через бетон определяет продолжительность фазы инициирования. На этом этапе происходит потеря пассивного слоя, который покрывает и защищает закладную арматурную сталь, значительно снижая скорость коррозии до очень небольшого количества, которое происходит, когда карбонизация достигает поверхности армирующей стали.

Когда пассивный слой разрушается в результате эффекта карбонизации, снижающего pH, коррозия встроенной арматурной стали будет происходить быстрее, особенно в присутствии ионов хлора (коррозия, вызванная хлоридом), что приведет к фазе распространения. Коррозия, вызванная хлоридом, возникает, когда значение концентрации хлорид-иона на поверхности армирующей стали превышает определенное количество, известное как критический пороговый уровень (CTL). Надлежащее проектирование, строительство и обслуживание железобетонных конструкций, которые учитывают минимизацию эффектов карбонизации и миграции хлоридов, значительно продлят фазу инициации.Во время фазы распространения происходит ускоренная коррозия и объемное расширение (накопление ржавчины), что приводит к высоким растягивающим напряжениям в бетоне, которые могут привести к растрескиванию и расслоению окружающего бетона и вызвать сколы, то есть отслоение бетонного материала. Эти условия сменяются фазами ускорения и ухудшения, позже идентифицированными в модели Сонга. Возникающее в результате расслоение и выкрашивание имеют тенденцию ухудшать эксплуатационные качества бетона и, если их не ремонтировать, могут повлиять на прочность, что приведет к разрушению конструкции.


Ремонт, выполненный во время фазы запуска, по сравнению с фазами распространения, ускорения и ухудшения

Ремонт на начальном этапе обычно состоит из местной обработки поверхности, такой как нанесение поверхностного герметика и / или покрытия, наряду с местной обработкой трещин. Это отличается от ремонта во время фаз роста, ускорения и разрушения, которые обычно включают удаление бетона для обнажения и очистки корродированной арматуры и замену карбонизированного, богатого хлоридами бетона.

Стоимость местной обработки поверхности обычно колеблется от 2 до 7 долларов за квадратный фут площади бетонной поверхности. Стоимость ремонта во время фаз распространения, ускорения и разрушения обычно составляет от 25 до 200 долларов плюс за квадратный фут. Следовательно, очевидно, что более экономично инициировать профилактическое обслуживание и мелкий ремонт во время фазы запуска, до того, как жизненный цикл бетона достигнет фазы распространения. Проиллюстрированы четыре этапа срока службы бетона с ориентировочными затратами на техническое обслуживание.


Иллюстрация фаз инициирования, распространения, ускорения и разрушения для срока службы железобетона (на основе моделей Тутти и Сонга).

Заключение
Продление срока службы железобетонных конструкций рентабельным способом возможно, если понять основные причины ухудшения, понять их влияние на срок службы и принять меры по профилактическому обслуживанию и ремонту в течение срока службы железобетона, когда затраты на ремонт относительно низкий.Внедрение программы активного мониторинга и технического обслуживания, позволяющей регулярно проверять состояние железобетонных элементов, может минимизировать затраты на ремонт за счет обнаружения и решения проблем, которые могут быть обнаружены до того, как они перерастут в дорогостоящий ремонт и возникнут потенциальные проблемы безопасности.

Если вас беспокоит дорогостоящий ремонт железобетонных конструкций? Есть еще вопросы о том, как решить проблемы? Инженеры SME оценили и составили спецификации восстановления бетонных конструкций по всему миру.Мы можем помочь!

За дополнительной информацией обращайтесь к Хайдеру Аль-Хилалу.


(PDF) Расчет моментоустойчивых железобетонных соединений с использованием арматурных стержней, установленных после установки

Джоваккино Дженезио, Стелла Нербано и Роберто Пиччинин

В заключение, в этом документе ясно показано, что для удовлетворения требований проекта

к проекту

можно принять несколько вариантов. реальные железобетонные моментные соединения.Однако высокая вариативность и непоследовательность результатов

подчеркивает острую необходимость в едином подходе, способном

объединить армирование и закрепление в конкретных теориях.

Ссылки:

1. EN 1992-1-1: 2004 Еврокод 2: Проектирование бетонных конструкций — Общие правила и правила для зданий

, 2004 г.

2. CEN / TS 1992-4-5: 2009: Конструкция креплений для использования в бетоне — Часть 4-5: Монтажные детали

после установки — Химические системы.

3. EN 1993-1-8: 2005 Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций — Часть 1-8: Проектирование соединений.

4. ACI 318-14: Строительные нормы и правила для конструкционного бетона (ACI 318-14) и

Комментарий, Американский институт бетона.

5. EOTA TR 023: Оценка соединений арматуры после установки, ноябрь 2006 г.

6. EOTA EAD 330087: Системы для соединений арматуры после установки с применением раствора, в стадии подготовки.

7. ICC-ES AC 308: Оценка соединений арматуры после монтажа, июнь 2016 г.

8. Хамад, Б.С., Аль-Хаммуд, Р., Кунц, Дж .: Оценка прочности сцепления приклеенной или установленной арматуры после

, Технический документ, Структурный журнал ACI, март-апрель 2006 г., стр. 207 -218.

9. Купфер, Х., Мюнгер, Ф., Кунц Дж., Йеринг, А .: Nachträglich verankerte gerade Bewehrungsstäbe

bei Rahmenknoten (Прямые стержни после установки для узлов каркаса), Bauingenieur, Band 78 (2003),

с. 24–38.

10. Mahrenholtz, C., Akgüzel, U., Элигехаузен, Р., Пампанин, С.: Новая методология проектирования соединений сейсмической колонны и фундамента

, Технический документ, Структурный журнал ACI,

сентябрь-октябрь 2014 г., стр. 1179-1190.

11. Herzog, M .: Beitrag zur Vereinheitlichung der Bemessung im Stahlbetonbau und in der

Befestigungstechnik (Вклад в гармонизацию дизайна железобетона

технологии строительства и крепления), Ph.Докторская диссертация, Штутгартский университет, Германия, 2015.

12. Чарни Ф.А., Пал К., Сильва Дж .: Рекомендуемые процедуры разработки и сращивания арматурных стержней, установленных после

, в бетонных конструкциях, ACI Structural Journal, Т. 110, № 3,

Май-июнь 2013 г., стр. 437-447.

13. Пал К .: Рекомендуемая процедура проектирования для разработки и сращивания адгезивно склеенной арматуры

в бетонных конструкциях, магистерская диссертация, Технологический институт штата Вирджиния, 2011.

14. Рандл, Н., Кунц, Дж .: Установленные после установки арматурные соединения на пределе прочности и эксплуатационной пригодности

состояний, Конструкционный бетон, 15 (2014), № 4.

Revit Best Practices in Cast-in- Строительные и сборные конструкции | от Autodesk University | Autodesk University

Ник Макарев, Autodesk University

Современная архитектура требует сложных форм и нетипичных решений для конструкций. С ростом темпов роста строительной отрасли время, отводимое на проектирование здания, сокращается, и проектировщики также должны принимать быстрые и быстрые решения.Традиционные методы 2D-проектирования не удовлетворяют потребности заказчиков ни по качеству, ни по скорости. Все эти факторы способствуют переходу проектных организаций на полный цикл BIM-проектирования. В этой статье мы выясним, как объединить 3D-модель конструкции, набор чертежей и оценку материалов на одной платформе — Revit — и поддерживать эту взаимосвязь на протяжении всего проекта.

Текущая ситуация

Часто для проектирования железобетонных конструкций требуется наличие 3D модели железобетонного каркаса, которая используется для пространственного расчета и согласования со смежными отделами.Обычно все чертежи разрабатываются в AutoCAD с использованием традиционных методов без прямой привязки к элементам 3D-модели.

Revit создавался как инструмент для сложного BIM-проектирования с очень гибким интерфейсом и инструментами для моделирования и подготовки набора чертежей. Более того, процесс этой подготовки во многих отношениях удобнее и логичнее по сравнению с AutoCAD.

Разработка проекта (3D — LOD 200 + 2D)

Revit начинает работать на стадии DD:

1.Концептуальная модель дорабатывается, чтобы стать аналитической моделью, и отправляется на расчет.

2. Одновременно мы приступаем к проектированию основных форм конструктивных элементов в Revit.

3. На этапе DD нет необходимости моделировать арматуру и соединения в 3D. Но это не означает, что мы должны вернуться к AutoCAD, поскольку Revit имеет очень удобную функцию аннотаций.

В результате мы получаем неделимую BIM-модель с набором чертежей в зависимости от нее.Мы исключаем двойную работу, связанную с корректировкой 3D-модели, 2D-чертежей и всех связанных с этим несоответствий.

Строительная документация и рабочие чертежи (3D — LOD 350)

На этапе строительной документации мы должны правильно оценить объем бетона, конкретное количество металла на конструкцию и элементы других соединений. Для этого мы разрабатываем 3D модель железобетонных конструкций в LOD 350.

В результате мы получаем подробную 3D модель бетонного каркаса, набор чертежей и правильно рассчитанные графики.В результате при внесении изменений все данные как в чертежах, так и в модели и в спецификациях остаются актуальными, что значительно улучшает качество набора чертежей и всего проекта.

Строительная поддержка (3D — LOD 450)

Мы дорабатываем модель, полученную в процессе проектирования. После этого заказчики могут использовать его в процессе строительства:

1. Планирование строительной площадки

2. Планирование потребности в материалах

3.Надзор за процессом строительства

Нам необходимо разделить модель конструкции в Revit на несколько звеньев, если общая площадь здания превышает 5000 квадратных метров (53000 квадратных футов). Размер рабочих файлов обычно составляет 200–400 МБ, но не более 500 МБ. Иначе будет невозможно работать даже с мощным и дорогим компьютером.

Отдельно стоящие здания и сооружения площадью менее 53000 квадратных футов (5000 квадратных метров)
Как правило, небольшие здания и сооружения, в которых отсутствуют стандартные и дублирующие элементы, разрабатываются в отдельном файле.

Здания площадью 53 000–160 000 квадратных футов (5 000–15 000 квадратных метров)
Стандартные элементы обычно появляются в объектах с такой площадью, но количество участников проектирования не превышает одного-трех человек. Для увеличения скорости подготовки набора чертежей мы разрабатываем и выполняем чертежи для каждого элемента конструкции в отдельном файле.

Нет необходимости каждый раз создавать листы, подготавливать виды, составлять чертежи и корректировать спецификации.Достаточно скопировать уже разработанный элемент и внести изменения.

Здания площадью более 160 000 квадратных футов (15 000 квадратных метров)
Для работы с крупными объектами характерны:

1. Большие объемы и сжатые сроки

2. Большое количество участников

3. Большое количество участников. количество типовых проектов и, как следствие, разделение труда

В Revit необходимо создать процесс «потокового проектирования». Таким образом, мы разделяем здание на отдельные файлы по типу конструкции (все вертикальные конструкции на уровне первого этажа, все плиты перекрытия первого этажа).Несколько дизайнеров работают над каждым файлом с помощью инструментов совместной работы Revit.

Этот метод считается наиболее эффективным: мы значительно ускоряем процесс проектирования и создаем единую BIM-модель для согласования со всеми участниками проектирования.

Углубляясь в тему, рассмотрим практические методы 3D армирования монолитных бетонных конструкций.

Обычный метод армирования с использованием стандартных инструментов Revit

Каждый год разработчики Revit добавляют новые функциональные возможности к арматурным стержням.В свою очередь, мы широко используем этот инструмент на практике, особенно при проектировании монолитных конструкций.

Работа с семействами «IFC-арматура»

Под «армированием IFC» мы понимаем использование параметрических семейств для армирования. В связи с тем, что в монолитных конструкциях имеется большое количество сборных элементов (каркасов, матов, закладных деталей), проектировщики нашли способ создать семейство категории структурной арматуры Revit, которое может быть частью других семейств.

Использование таких параметрических семейств значительно ускоряет работу по сравнению с использованием групп и сборок и позволяет создавать комбинированные семейства закладных деталей.

Комбинированный метод с использованием как общих методов, так и методов IFC

В настоящее время широко используется комбинированный метод. Вся арматура, устанавливаемая отдельными стержнями на объекте, разрабатывается с помощью системных семейств, а сборные арматурные узлы и закладные детали изготавливаются из арматуры IFC.

Я хотел бы разделить проектирование сборных железобетонных конструкций на сборку 3D модели каркаса здания и подготовку комплекта рабочих чертежей объекта.

Сборка 3D-моделей и установочный чертеж

1. Чтобы построить 3D-модель, вы должны сначала создать семейство бетонных блоков. Важной особенностью является то, что на этом этапе мы не добавляем в семейство 3D-армирование; в противном случае 3D-модель утяжелится до такой степени, что невозможно будет работать даже на высокопроизводительном компьютере.

2. Затем мы готовим монтажные чертежи, рисуем их в Revit и корректируем спецификации.

3. Стыки для соединения отлитых элементов — это параметрические семейства, которые мы дополнительно размещаем на монтажном чертеже.

В результате у нас есть разработанная 3D модель всего здания:

• Мы точно знаем, что элементы подходят друг к другу.

• У нас есть четкое представление о том, как будут выглядеть определенные дизайнерские решения.

• Мы точно знаем, сколько и каких продуктов поставить на строительную площадку.

• Мы можем точно рассчитать количество материалов, необходимых для соединения панелей.

Разработка набора рабочих чертежей

Разработка набора рабочих чертежей отличается от подготовки монтажных чертежей.Многое зависит от завода производителя, от объемов выпуска, от того, оборудован он роботизированными машинами или нет, и, конечно же, от того, готов ли заводской персонал принимать файлы, сделанные в Revit. Из этого можно сделать два способа создания рабочих чертежей:

1. 3D — в случае, если заказчику нужна 3D-модель, разработка продукта выполняется в отдельном файле в Revit, а чертежи для каждого продукта выполняются в тот же файл.

2. 2D — В случае наличия у производителя собственной отлаженной системы создания чертежей и файлов для роботизированных машин, необходимость в 3D армировании изделий отпадает.В этом случае мы передаем производителю семейства блоков 3D, а они, в свою очередь, разрабатывают документацию в 2D.

Случаи, которые используют 3D-арматуру более эффективно, чем 2D

Из всего вышесказанного становится очевидным, что полный цикл 3D-проектирования превосходит по качеству и скорости традиционные 2D-методы. В таком случае, почему он не получил широкого распространения в отрасли?

Стоимость 3D-подхода к работам

Для эффективного проектирования железобетонных конструкций в полном цикле BIM необходимо:

1.Иметь эффективные компьютеры и программное обеспечение.

2. Внедрение технологии BIM и обучение персонала.

3. Накопленный опыт, библиотека элементов и решений. Этот опыт достигается большими усилиями в течение двух-трех лет. И многие организации и проектировщики сдаются после первых неудачных попыток внедрения BIM.

Плюсы работы в 2D

1. Широкий спектр программного обеспечения, такого как AutoCAD и аналоги.

2. Огромный багаж знаний, которые Берт начал в 1990-х годах.

3. Относительная простота работы в 2D программном обеспечении (для базового обучения AutoCAD достаточно трех-пяти дней, а для Revit — трех-пяти недель).

4. Подавляющее большинство современных инженеров знают, как использовать AutoCAD. В результате складывается ситуация, когда гораздо проще ничего не менять и работать по-старому, чем тратить силы и деньги на изучение новых технологий.

Стоит ли переходить с 2D на 3D?

На мой взгляд, оно того стоит, поскольку при достаточном опыте проектирование в 3D всегда происходит быстрее и эффективнее, специалисты высоко ценятся на рынке, а организации имеют конкурентное преимущество.Ключевым фактором является получение достаточного опыта. Если вы никогда не попробуете, вы никогда не узнаете.

Узнайте больше с полным классом.

Ник Макарев имеет степень бакалавра строительства. Он является руководителем компании TrueBIM и автором Principe по проектированию крупнопанельных зданий в Revit, автором Principe по проектированию зданий из монолитного бетона в Revit и автором Principe for проектирование систем вентилируемого фасада в Revit.Он имеет трехлетний опыт проектирования BIM, двухлетний опыт консультирования в области BIM и имеет Сертификат достижений за успешное завершение строительства AEC Building for Technical (июнь 2018 г.). Он является сертифицированным профессионалом Autodesk Revit.

Рекомендуемые процедуры разработки и соединения арматурных стержней, склеенных после установки в бетонных конструкциях

Использование анкеров после установки для соединений как в новых, так и в существующих конструкциях является обычным явлением и продолжает расти.Связанный с этим тип соединения после монтажа, который используется в течение десятилетий, — это приклеивание арматурных стержней к просверленным в бетоне отверстиям для облегчения расширения и усиления железобетонных конструкций. Хотя ACI 318-11 включает положения о конструкции клеевых анкеров в бетоне (анкерные стержни, приклеиваемые клеем в просверленном отверстии), он не касается конструкции арматурных стержней, установленных после установки. В этом документе рассматривается проблема, предоставляя основную информацию о конструкции клеевого анкера и положениях о длине разработки ACI 318, а также о положениях для арматурных стержней после установки, доступных в международных стандартах.В документе даются рекомендации по разработке новой процедуры, которая применима к проектированию послеустановленных арматурных стержней.

  • URL заказа:
  • Наличие:
  • Дополнительные примечания:
    • Реферат перепечатан с разрешения Американского института бетона
  • Авторов:
    • Чарни, Финли А
    • Pal, Камалика
    • Сильва, Джон
  • Дата публикации: 2013-5

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

  • Регистрационный номер: 01483980
  • Тип записи: Публикация
  • Файлы: TRIS
  • Дата создания: 14 июня 2013 г., 7:26

Полномасштабное испытание сборного железобетонного моста с использованием внутреннего соединителя в области отрицательного момента

Обычные бетонные морские конструкции сложно построить на месте и могут вызвать загрязнение окружающей среды.Следовательно, бетонные морские конструкции требуют разработки методов, которые могут минимизировать объем строительства, которое необходимо выполнить в полевых условиях. Это исследование направлено на облегчение сборки за счет использования сборных балок и сборных гнутых крышек, а также на повышение эффективности строительства за счет минимизации монолитных конструкций. Предлагаемый мост позволяет снизить отрицательный момент балки за счет неразрывного соединения. В этом исследовании был изготовлен полномасштабный образец соединения с пролетом 10,0 м, и поведение сборного соединения было оценено путем проведения испытания на отрицательный момент.Кроме того, была разработана модель конечных элементов для сравнения каждого этапа нагружения с результатами испытаний. Режим отказа образца заключался в том, что арматурные стержни подались на стыке монолитной секции и сборной балки. В результате исследования этот предлагаемый мост легко построить, поскольку он сводит к минимуму процесс соединения колпака и балок с помощью внутреннего соединителя. Также предлагаемый мост имеет конструктивные характеристики на 155% выше, чем расчетная нагрузка в соединительной части с отрицательным моментом.

1. Введение

Существующие морские сооружения столкнулись с такими проблемами, как повреждение палубы и коррозия стали. Такие проблемы снижают долговечность и стабильность конструкции и требуют периодического обслуживания конструкций. Учитывая, что монолитные бетонные конструкции требуют использования временных сооружений, это может вызвать трудности при строительстве и нанести ущерб морской среде. Сборные железобетонные конструкции требуют соединения отдельных кронштейнов для обеспечения композитных характеристик на стыках между стальными трубами и сборными гнутыми крышками.Таким образом, важно улучшить методы строительства мостов, которые подходят для морской среды и могут снизить стоимость и сроки строительства за счет минимизации строительства на месте.

Было выполнено много исследований морских сооружений [1–10]. Соарес и др. [11] смоделировали влияние относительной влажности, хлоридов и температуры на коррозионное поведение стальных конструкций в морской атмосфере. В этом исследовании было предложено точное уравнение для прогнозирования загрязнения в морских условиях, а предложенная модель обеспечила более точные прогнозы коррозионного поведения, чем существующие модели, за счет добавления ограничений на основе экспериментальных результатов.Zhang et al. [12] опубликовали исследование коррозионной стойкости и сцепления геополимеров с затвердевшим цементом. В исследовании задокументирована микроструктура и структура пор геополимеров с использованием ряда аналитических методов. Он подтвердил, что микроструктура геополимеров способствует устойчивости к диффузии морской воды и связыванию с цементом, что делает геополимеры потенциальным материалом для покрытия морских бетонных конструкций. Гарсия-Эспинель и др. [13] исследовали морской мост под морской водой.В этом исследовании изучалось влияние морской среды на механические характеристики различных факторов. В этом исследовании был определен коэффициент безопасности, используемый при расчетном проектировании морских приложений. Bradner et al. [14] протестировали серию верхних конструкций железобетонных мостов в масштабе 1: 5, чтобы определить влияние волновой силы на прибрежные автомобильные мосты. Испытательная система установила жесткость горизонтальной опорной системы для характеристики динамического поведения и представила данные, которые показывают тесную связь между высотой волны и нагрузкой.

Сборные железобетонные конструкции могут улучшить строительные характеристики в полевых условиях, но необходимо подтвердить их структурные характеристики. На сегодняшний день проведены многочисленные исследования сборных железобетонных конструкций путем экспериментальных испытаний и анализа КЭ. Канер и Зия изучили экспериментальное структурное исследование на соединительных плитах с использованием натурного образца [15]. Изготовлен двухпролетный полномасштабный железобетонный композитный мост. Поведенческие характеристики мостов были исследованы при различных граничных условиях.де ла Фуэнте и др. [16] изучали оптимизированное поперечное сечение, используя численную модель для каждого заказа строительства сборного железобетонного моста. Baskar et al. [17] провели нелинейный анализ данных испытаний на разрушение стальных и бетонных композитных пластинчатых балок, чтобы определить ожидаемое структурное поведение композитных пластинчатых балок при предельных нагрузках. Исса и Абдалла [18] изучали одиночные шпонки с эпоксидным соединением в сборных железобетонных конструкциях. Было изготовлено несколько образцов, чтобы проверить характеристики сдвига и оценить влияние температуры на сопротивление сдвигу эпоксидной смолы.Экспериментальные результаты показали, что режим разрушения образца был конкретным разрушением из-за силы сдвига. Было подтверждено, что сопротивление сдвигу образца эпоксидной смолы улучшается при более высоких температурах. Ли и др. [19] исследовали составное поведение интегрального стального моста с перевернутой Т-образной изогнутой крышкой-балкой с помощью нелинейного анализа КЭ. Это исследование подтвердило валидность предложенного моста, предсказав его общее сложное поведение и сравнив результаты с результатами теста с полномасштабной моделью.Ко и др. [20] изучили поведение композитов нового соединения с загнутой крышкой, чтобы гарантировать надлежащие конструктивные характеристики. В этом исследовании соединительные стальные балки и гнутые крышки были подвергнуты испытанию на усталость продолжительностью два миллиона циклов. Мари и Вальдес [21] исследовали неразрезной мост, построенный из сборных железобетонных балок с U-образным поперечным сечением, используя модель в масштабе 1: 2, чтобы определить его поведение при постоянной нагрузке. Это исследование проанализировало прогиб и деформацию в течение 500 дней и сравнило их с результатами нелинейного и зависящего от времени анализа предварительно напряженных и железобетонных конструкций.Shah et al. [22] проверили нестандартные болтовые соединения между фланцами для непрерывных сборных T-образных балок. Проанализированы факторы, влияющие на режим отказа модели и несущую способность соединения.

В этом исследовании предлагается внутренний соединитель, который облегчает соединение стальных опор и изогнутых крышек из сборного железобетона. Предлагаемый мост может быть построен с минимальным количеством оборудования и не требует установки отдельного кронштейна. В этом исследовании изготовлен полномасштабный мост, состоящий из сборных железобетонных балок и сборных гнутых крышек, включая внутренние соединители, и изучено сложное поведение соединения.Изготовлен натурный образец соединения сборной гнутой крышки, совмещенной со стальной опорой, и сборной балки. Также было проведено испытание на нагрузку, чтобы можно было создать отрицательный момент при соединении полномасштабного образца, и было проанализировано поведение соединения на каждом этапе нагружения. Нагрузочные испытания соединения проводились исходя из расчетной нагрузки с учетом морских характеристик [23, 24]. В ходе испытания были исследованы характер трещин и режим окончательного разрушения испытательного моста.Кроме того, поведение арматурных стержней и бетона в ключевых местах испытательной установки было исследовано, чтобы подтвердить их составное поведение. В этом исследовании разрабатывается трехмерная (3D) модель конечных элементов и проверяется ее применимость путем сравнения поведения на каждом этапе нагружения с результатами испытаний.

2. Предлагаемый сборный мост

Монолитные бетонные изогнутые заглушки для морских сооружений могут вызвать экологические проблемы и потребовать временного оборудования и сооружений для системы опалубки.Поскольку предлагаемый мост состоит из сборной балки и гнутого колпака, можно получить однородную прочность. Кроме того, гнутые крышки из сборного железобетона требуют сложных строительных технологий, при которых необходимо устанавливать отдельные внешние кронштейны для соединения со стальными сваями. В этом исследовании предлагаются сборные железобетонные балки и сборные гнутые крышки с внутренними соединителями, которые подходят для морской среды, для улучшения характеристик соединений и эффективности строительства.

Предлагаемый мост показан на рисунке 1.Эта предлагаемая система соединения обеспечивает внутренние соединения между стальными опорами и сборными гнутыми крышками. Внутреннее соединение установлено в круглой стальной опоре в форме креста, как показано на Рисунке 1 (а). На Рисунке 1 (b) показан сборный железобетонный загнутый колпачок с внутренним соединителем. После строительства стальной опоры на опору устанавливается сборный бетонный колпак, как показано на Рисунке 1 (c). Когда сборный изогнутый колпачок устанавливается на вершине круглой стальной опоры, внутреннее соединение поддерживает изогнутый колпачок и его можно легко установить.Гнутые заглушки, бетонные балки и часть опоры заполняются заливкой бетона в полевых условиях. Система внутреннего соединения устанавливается между стальной опорой и сборным колпаком. Верхняя часть опоры залита бетоном для интеграции перекрытия. В опоре устанавливается отделочная панель для контроля глубины заливки бетона в опоре. После установки отделочной панели колпачок сваи прикрепляется к верхней части сваи и облегчает установку сборного колпачка. Внутренние соединители легко устанавливаются в изогнутые заглушки из сборного железобетона, чтобы защитить композит со стальными сваями.Внутренние соединители сборных гнутых крышек могут улучшить внешний вид и экологичность, поскольку для установки внешних кронштейнов в полевых условиях не используется отдельное временное оборудование.

Конструктивно предлагаемые мостовые системы минимизируют поперечное сечение из-за непрерывных секций на опорах существующего моста из сборного железобетона. В случае простого размещения сборных балок на сборных гнутых крышках конструкция ведет себя как простые балки. В простых мостах большой положительный момент создается в центре пролета, что увеличивает поперечное сечение фермы и, таким образом, требует более высоких затрат на строительство и обслуживание.Предлагаемый мост образует каркасную конструкцию за счет размещения сборных балок и заливки бетона для непрерывного соединения. Поведение моста меняется от поведения простых балок к поведению сплошной балки, что создает отрицательный момент в опоре и снижает силы сечения сборных балок. Уменьшение сил поперечного сечения моста уменьшает поперечное сечение балок, что снижает стоимость строительства и значительно улучшает внешний вид.

3. Экспериментальная программа

В этом исследовании полномасштабный образец соединения с 10.Пролет 0 м был изготовлен для анализа поведения композита соединительной части. Структурные характеристики предлагаемых систем были проанализированы путем проведения испытания на отрицательный момент. На рисунке 2 показана геометрия тестовой установки. На рисунке 2 (а) показан план этажа. Образец был изготовлен с общей длиной 10,0 м и шириной 1,5 м, чтобы обеспечить изгиб. Длина сборных балок составила 4,7 м каждая. Высота сборной гнутой крышки была спроектирована равной 0,6 м с учетом структурной устойчивости балки, а высота стальной сваи была равна 0.5 мес. Схема продольного разреза показана на рисунке 2 (б). Предлагаемая система сводит к минимуму полевые процессы за счет включения сборных элементов. На этом этапе построения показан только один сегмент; собственно конструкция завершается соединением таких сегментов по бокам. Предлагаемый мост легко построить. Это связано с тем, что поперечное сечение центрального пролета моста имеет Т-образную форму, а поперечное сечение участка моста — прямоугольное. Нет необходимости строить отдельные перекрытия, поскольку плиты были включены в сборную балку предлагаемой конструкции.Более того, можно уменьшить загрязнение морской среды, поскольку монолитный бетон нужен только на участке подключения.

На рис. 2 (c) показан вид в разрезе центральной секции, а на рис. 2 (d) представлен подробный вид в разрезе монолитной конструкции. Размещение арматурных стержней и положения крепления муфт для полевой сборки показаны на Рисунке 2 (d). Муфты для сборки на месте были закреплены с обеих сторон, чтобы минимизировать ошибки конструкции, и положение крепления было определено как 0.75 м от центра образца. Внутренний соединитель устанавливался на глубину 150,0 мм в загнутую крышку. Изогнутая крышка и часть опоры были заполнены бетоном и интегрированы с монолитной секцией во время производства. Диаметр круглой стальной трубы составлял 508 мм, а арматурного стержня — D29. Прочность на растяжение стальных купонов была изготовлена ​​с пятью купонами, а прочность на сжатие конкретных образцов была изготовлена ​​с тремя образцами. Предел текучести стали был протестирован по ASTM E8 и составил 235 МПа [25].Прочность бетона на сжатие составила 34,6 МПа согласно ASTM C39 [26].

Процедуры изготовления образцов показаны на рисунке 3. В этом исследовании полномасштабный образец был перевернут. Полномасштабная испытательная установка тяжелая, поэтому возникает проблема с настройкой испытательных образцов после их завершения. Поэтому был изготовлен перевернутый образец и проведено испытание на трехточечную статическую нагрузку. Как показано на рисунке 3 (а), сборные фермы и гнутый колпак были изготовлены на заводе.Сборная изогнутая крышка с внутренним соединителем была изготовлена, как показано на рисунке 3 (б). В это время стальные тензодатчики были установлены на арматурных стержнях, встроенных в сборные балки и сборную гнутую крышку. Рисунок 3 (c) показывает изготовленную стальную сваю с установленным кронштейном. После отверждения сборных балок, муфты для сборки на месте между балками были закреплены, как показано на рисунке 3 (d). Изогнутый колпак из сборного железобетона и стальная опора были размещены на соединенных сборных балках, как показано на рисунке 3 (е).На рис. 3 (f) показан бетон, залитый в стальную сваю для заполнения монолитной секции, изогнутой крышки и внутренней части сваи. При заливке бетона в соединительную часть одна сторона опалубки была сделана из акрила, чтобы подтвердить, что монолитная часть была заполнена бетоном без пустот.

На рис. 4 показан установленный образец. В случае нормального направления требуются два привода. Однако невозможно безошибочно использовать два привода одновременно.Поэтому, как упоминалось ранее, были подготовлены перевернутые образцы и проведено испытание на трехточечную статическую нагрузку. На рис. 4 (а) показаны датчик смещения и тензодатчики, установленные на образце. Датчик смещения был установлен в центре образца для измерения отклонения образца из-за увеличения нагрузки. Использовался датчик смещения 200 мм, а тензодатчики были установлены на бетон и арматурные стержни поперечного сечения.Датчики трещин были установлены на стыке монолитной секции и балок для проверки места образования трещин и количества трещин. Рисунок 4 (б) показывает установку образца. Для нагружения использовались приводы с усилием 2000 кН. Испытание проводилось при скорости нагружения 0,02 мм / с с использованием метода контроля смещения. Опоры образца были установлены на пролет 7,0 м, и над головой был получен достаточный зазор для измерений смещения. Опоры были установлены в точках загрузки.Опоры были установлены в точках загрузки. Расчетная нагрузка была преобразована в нагрузку, полученную путем вычитания момента, обусловленного весом, из нормального изгибающего момента [27]. Расчетный момент нагрузки () рассчитывается, как показано в уравнении (1). — номинальный момент и — момент собственного веса. Сосредоточенная нагрузка, использованная в эксперименте, была рассчитана путем деления расчетного момента нагрузки на длину, как указано в уравнении (2). Результаты расчетов показали, что поперечное сечение образца достигло расчетной прочности при нагрузке 448.0 кН в испытании.

Момент растрескивания () был рассчитан как в уравнении (3). Этот эксперимент был установлен в перевернутом направлении, и момент собственного веса был исключен из момента растрескивания, как указано в уравнении (4). Затем определяется трещинная нагрузка на основе момента растрескивания в испытании (), как показано в уравнении (5). Где — вторичный момент поперечного сечения, — расстояние от центра формы до стороны растяжения, а — модуль упругости. разрыва в трещине.

4.Анализ методом конечных элементов

В этом исследовании был проведен анализ методом конечных элементов (КЭ) для проверки результатов работы соединения, в котором возникает отрицательный момент. ABAQUS использовался для анализа FE [28]. Размеры модели FE были такими же, как и у образца. То есть общая длина составляла 10,0 м, а опоры просто поддерживались на расстоянии 7,0 м друг от друга. Трехмерные твердотельные элементы (C3D8R) использовались для бетонных элементов и стальных опор. Муфты и арматурные стержни также были смоделированы как твердые элементы, размещенные в тех же положениях, что и в испытательном образце.Система соединений моделируется индивидуально в виде сплошных элементов. В случае соединителя и внутреннего соединителя предполагается, что это композиты с идеальным соединением, и узел используется совместно с бетонным элементом. Кроме того, крестообразное внутреннее опорное устройство и стальной колпак были объединены со стальной опорой с использованием функции композитинга (слияния) в программе ABAQUS. После завершения моделирования отдельной детали создается сетка элементов, чтобы минимизировать ошибку каждого узла. Результаты испытаний материалов были использованы для определения свойств бетона.Анализ КЭ рассмотрел нелинейность материалов с использованием пластичности арматурных стержней. В таблицах 1 и 2 представлены характеристики бетонного материала при сжатии и растяжении, соответственно. В предлагаемой модели FE используется модель поврежденной пластичности бетона, разработанная программами ABAQUS для определения полей пластичности для поведения бетона при растяжении и сжатии [29–32]. Модель FE с поврежденной пластичностью бетона предоставляет широкие возможности для моделирования растрескивания бетона и других квазихрупких материалов.Он использует теории изотропной поврежденной эластичности в сочетании с изотропной пластичностью при растяжении и сжатии для характеристики неупругого поведения бетона. Модель материала в этом исследовании включает комбинацию неассоциированной пластичности, связанной с многократным упрочнением, и изотропной поврежденной эластичности для определения непоправимого повреждения, возникающего в процессе разрушения. Модуль упругости бетона составлял 27537 МПа, а коэффициент Пуассона бетона составлял 0,18. Модуль упругости и коэффициент Пуассона стального материала составляли 200000 МПа и 0.3 соответственно. На рис. 5 (а) показана КЭ-модель по элементам. На рисунке 5 (б) показана совместная установка модели FE. В этом исследовании фермы и монолитная часть были разделены в модели FE, поскольку трещины в соединениях были спрогнозированы, как показано на рисунке 5 (b). После этого разъединения верхняя соединительная часть балки была соединена с помощью жестких звеньев, а нижняя балка и монолитная часть были соединены с помощью пружинных элементов. Значения жесткости пружинных элементов были установлены со ссылкой на предыдущее исследование моделирования поверхности раздела трещин в бетоне [33–36].На рисунке 5 (c) представлены положение нагрузки и граничные условия.


Упрочнение при сжатии Повреждение при сжатии
Напряжение (МПа) Неупругая деформация Повреждение 904 9047 9047 904 904 66
0 0 0
12.11868 4.48 e — 5 0 4.48 e — 5
18.0037 5.93 e — 5 0 5.93 e — 5
e — 5 0 9,25 e — 5
30.00462 0,00046 0 0,00046
24.14165 0,10400153
12,14165 0,00341 0,3578292 0,00342
3,154534 0,00704 0,536919 0,00704

1 90.199358 9048 9486 66 0,5060339456

Повышение жесткости при растяжении Повреждение при растяжении
Напряжение (МПа) Неупругая деформация Повреждение T Неупругая деформация

0 0 0
1.7052 1,99 e — 5 0 1,99 e — 5
6 — 5
9,62 e — 5
0,5176338 0,00017 0,41783 0,00017
0,1357524 0,00041
0,00065 0,58806 0,00065

5. Экспериментальные и численные результаты

Результаты смещения анализировали центр образца. Модель анализа FE того же размера, что и испытуемый образец, использовалась в этом исследовании для сравнения с экспериментальными результатами на каждом этапе нагружения. На рисунке 6 сравниваются результаты нагрузки-смещения в центре модели анализа с экспериментальными результатами.В экспериментальных результатах нелинейное поведение, связанное с начальной трещиной в бетоне, произошло на стыке монолитной части и сборной балки при нагрузке около 130,0 кН. КЭ анализ показал, что смещение увеличивалось более круто примерно после 178,0 кН по мере распространения трещин. Поскольку трещины в бетоне на стыках возникли, растягивающие напряжения в основном возникли в арматурных стержнях. Образец разрушился при примерно 711,0 кН и смещении примерно 70.0 мм произошло. Экспериментальные результаты показывают, что все элементы были безопасны примерно до 155% расчетной нагрузки. Эта тенденция возникает из-за того, что внутренний соединитель в колпачке, изогнутые крышки и балки имеют соответствующее сложное поведение в соединительной части с отрицательным моментом. Результаты анализа КЭ показали, что нелинейное поведение произошло примерно при 133,0 кН из-за трещин в бетоне. Максимальная нагрузка модели расчета КЭ составила примерно 752,0 кН, что соответствует 5.Ошибка 7% относительно результатов теста. Также сделан вывод, что предложенный анализ КЭ предсказал поведение части с отрицательным моментом, аналогичное результатам испытаний. Результаты нагрузки-деформации арматурных стержней в модели анализа КЭ сравниваются с экспериментальными результатами на рисунке 7. Первоначально деформация арматурных стержней увеличивалась линейно, но нелинейное поведение возникло из-за образовавшихся трещин в бетоне на стыке. Арматурные стержни уступили при максимальной нагрузке образца, и можно сделать вывод, что окончательный режим разрушения образца уступил арматурные стержни в соединении.Также был сделан вывод о том, что стяжки не вышли из строя при приложении максимальной нагрузки. Тенденция результатов анализа FE была аналогична тенденции результатов экспериментов, но исходная деформация была выше, чем у результатов испытаний. Сделан вывод, что большая деформация арматурных стержней произошла с самого начала, потому что соединение было связано с пружинами. Было подтверждено, что общее поведение модели FE, предложенной в этом исследовании, из-за отрицательного момента аналогично представленному по результатам испытаний.



На рисунке 8 показано соотношение нагрузки и деформации в бетоне в центре. Деформация бетона увеличивалась по мере увеличения растягивающего напряжения в нижней части образца примерно до 133,0 кН. По мере того, как в бетоне образовывались трещины, происходило нелинейное поведение. При напряжениях более 165,0 кН деформация уменьшалась. Это связано с тем, что бетон больше не может выдерживать растягивающие напряжения из-за растрескивания. Результат смещения трещины под нагрузкой на стыке монолитной детали и сборной балки показан на рисунке 9.В этом исследовании ожидаемая нагрузка инициирования трещины была предсказана приблизительно 65,0 кН на основе уравнения (5). При нагрузке примерно 130,0 кН образовывались трещины, и трещины линейно увеличивались. Окончательная ширина трещины составила приблизительно 2,9 мм. Сделан вывод о том, что соединение сборного железобетона и соединение бетона на площадке имеют подходящие композитные характеристики из-за трещинной нагрузки, превышающей 65 кН, которая является расчетной трещинной нагрузкой в ​​проекте.



В этом исследовании для изучения растягивающего напряжения в бетоне использовалась модель FE, изучалось наличие трещин и результаты сравнивались с рисунком трещин в образце.Таблица 3 иллюстрирует распределение напряжений в модели FE для каждого шага нагружения. Высокое начальное напряжение растяжения возникло в нижней части соединения между балкой и монолитной деталью. По мере увеличения нагрузки напряжение интенсивно концентрировалось к центру в нижней части модели FE. Распределение напряжений было сосредоточено в месте между соединением и центром образца, когда была приложена максимальная нагрузка. В таблице 3 представлена ​​структура трещин, предсказанная на основе распределения напряжений в модели FE.Первоначальная трещина возникла на стыке балки и монолитной детали, и трещины расширились к верхней части центра по мере увеличения нагрузки. Трещины возникли по всей нижней части, и трещины в основном распространились на стыки и центр, когда была приложена максимальная нагрузка. Трещины, образовавшиеся в центре, имеют форму, аналогичную трещинам в монолитной детали.

9472 образец трещины.Рисунок 10 (а) показывает схематическое изображение трещины под максимальной нагрузкой, а рисунок 10 (б) показывает окончательные трещины, присутствующие в образце. Трещины в основном имели форму, аналогичную форме монолитной детали. Это связано с тем, что трещины в основном присутствовали на прерывистых поверхностях бетона. Кроме того, в нижней части образца возникли изгибные трещины, вызванные основным растягивающим напряжением. КЭ анализ показывает, что развитие изгибных трещин произошло из-за сложного поведения образца, хотя трещины в основном возникали на стыках.Сделан вывод, что предложенная модель конечных элементов может точно предсказать разрыв бетонного соединения при использовании нелинейного пружинного элемента.

6. Заключение

В этом исследовании был изготовлен полномасштабный образец соединения моста с пролетом 10,0 м, и его структурное поведение было проанализировано путем проведения испытания соединения на отрицательный момент. Более того, поведение каждого шага нагружения сравнивалось и анализировалось с использованием модели конечных элементов.Можно сделать следующие выводы: (1) В этом испытании максимальная нагрузка испытательного образца была оценена как приблизительно 711,0 кН, что составляет 155% от расчетной нагрузки. Последним режимом разрушения была деформация арматурных стержней на стыках. Был сделан вывод, что внутренняя соединительная часть не вышла из строя при приложении максимальной нагрузки. Также сделан вывод о том, что предлагаемый мост обеспечивает надлежащее сложное поведение устройства внутреннего соединения, изогнутой крышки и балки в изогнутой крышке. Комбинированное поведение предлагаемого моста уменьшает поперечное сечение фермы, что снижает стоимость строительства и значительно улучшает внешний вид.(2) Первая физически наблюдаемая трещина возникла на стыке балки и монолитной детали под нагрузкой около 130,0 кН. Сделан вывод о том, что соединение сборного железобетона и соединение бетона на площадке имеют достаточное составное поведение из-за трещинной нагрузки выше 65 кН, которая является расчетной трещинной нагрузкой в ​​проекте. Постепенно трещины нарастали до формы, аналогичной форме монолитной детали, и типичные трещины изгиба возникали во всей нижней части.(3) Результаты анализа КЭ показали ошибку примерно 5,7% по отношению к измеренному значению с точки зрения прочности. Кроме того, предлагаемая модель КЭ аналогична нелинейному поведению арматурных стержней. Предложенный анализ КЭ предсказал поведение части с отрицательным моментом, аналогичное результатам испытаний. (4) Структура трещин модели анализа была предсказана. В этой расчетной модели растягивающее напряжение в основном распределялось в соединениях балки, в монолитной части и в нижней части.Трещины наблюдались в соединениях и по всей нижней части, и предлагаемая модель конечных элементов может предсказать разрыв бетонного соединения, аналогично фактическому поведению, используя нелинейный пружинный элемент.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью.

Дополнительные пункты

(i) Строительство обычных бетонных морских сооружений на месте затруднено и может вызвать загрязнение окружающей среды.(ii) Предлагается новая мостовая система, чтобы свести к минимуму объем строительства на месте с использованием сборных конструкций. (iii) Изготовлен и испытан полномасштабный образец соединения с пролетом 10,0 м для исследования сложного поведения области отрицательного момента. (iv) Модель конечных элементов также была разработана и проверена на экспериментальных результатах. (v) Предлагаемый мост обеспечивает составное поведение и имеет на 155% большую пропускную способность, чем расчетная нагрузка в области соединения с отрицательным моментом.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Выражение признательности

Это исследование является фундаментальным исследовательским проектом, проводимым при поддержке Национального исследовательского фонда Кореи за счет государственных средств (Министерство науки, ИКТ и планирования будущего, Южная Корея). Номера проектов: 2017R1A2B4010467 и 2017R1C1B1006732.

Дополнительные материалы

Строительство обычных бетонных морских сооружений на месте затруднено и может вызвать загрязнение окружающей среды.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

[an error occurred while processing the directive]
9065 9047 9047 904 904 9047 9047 904

Шаг нагрузки (кН) Распределение напряжений Форма трещин

200

500

Максимальная нагрузка