Железобетонные неподвижные опоры в ППУ изоляции в оболочке из полиэтилена

Железобетонные опоры — один из важнейших элементов трубопровода, который обеспечивает устойчивость и надежность всей системы в целом. Покрытая пенополиуретаном труба не дает возможности проходящему веществу терять тепло, а устойчивая опора, представляющая из себя металлический лист, надежно фиксирует трубы в определенной точке.

Мы предлагаем вам широкий выбор железобетонных неподвижных опор, изолированных пенополиуретаном. Таким образом, мы можем предложить вам как стандартные (длиной 2000 мм), так и укороченные опоры (1400 мм), каждая из которых соответствует определенным конструкторским требованиям.

Неподвижные опоры стандартные

dн, мм	Dн, мм		L, мм	Габариты металлического листа		P* max, т	Масса, кг
	Тип-1	Тип-2		Н, мм	s, мм		Тип-1	Тип-2
57	125	140	2000	255	15	7,5	25,16	26,26
76	140	160	2000	275	15	7,5	30,37	31,55
89	160	180	2000	295	15	12,5	34,8	36,3
108	180	200	2000	315	20	20,5	48,02	49,58
133	225	250	2000	340	20	26,5	61,57	63,95
159	250	280	2000	400	25	36	81,98	85,06
219	315	355	2000	460	25	50	127,17	131,98
273	400	450	2000	550	30	75	204,28	212,86
325	450	500	2000	650	40	90	275,87	284,51
426	560	630	2000	750	40	120	352,72	366,82
530	710	710	2000	900	50	150	552,64	552,64
630	800	800	2000	1000	50	205	653,3	653,3
720	900	900	2000	1100	50	235	772,81	772,81
820	1000	1100	2000	1300	50	310	1025,85	1060,14
920	1100	1200	2000	1300	60	430	1192,58	1232,39
1020	1200	1200	2000	1400	60	470	1365,41	1365,41
12201	1400	1400	2000	1600	60	500	1843,19	1843,19

Пример условного обозначения в заказной спецификации на неподвижную опору для трубы диаметром 159мм, высотой 400мм и толщиной 25мм, с изоляцией Типа 1 из пенополиуретана:
Неподвижная опора Ст 159х4,5-400х25-1 (250)-ППУ-ПЭ ГОСТ 30732-2001

^{1 — исполнение в соответствии с ТУ 5768-006-41852784-05}

Неподвижные опоры укороченные

dн, мм	Dн, мм		L, мм	Габариты металлического листа		P* max, т	Масса, кг
	Тип-1	Тип-2		Н, мм	s, мм		Тип-1	Тип-2
57	125	140	1400	255	15	7,5	21,65	22,55
76	140	160	1400	275	15	7,5	25,74	26,74
89	160	180	1400	295	15	12,5	29,37	30,58
108	180	200	1400	315	20	20,5	40,71	41,95
133	225	250	1400	340	20	26,5	51,35	53,18
159	250	280	1400	400	25	36	69,74	72,07
219	315	355	1400	460	25	50	105,42	108,99
273	400	450	1400	550	30	75	172,01	178,68
325	450	500	1400	650	40	90	237,36	243,9
426	560	630	1400	750	40	120	301,23	311,62
530	710	710	1400	900	50	150	477,49	477,49
630	800	800	1400	1000	50	205	564,05	564,05
720	900	900	1400	1100	50	235	669,33	669,33
820	1000	1100	1400	1300	50	310	895,18	919,65
920	1100	1200	1400	1300	60	430	1044,53	1073,58
1020	1200	1200	1400	1400	60	470	1184,89	1184,89
1220	1400	1400	1400	1600	60	500	1569,16	1569,16

Пример условного обозначения в заказной спецификации на неподвижную укороченную опору для трубы диаметром 159мм, высотой 400мм и толщиной 25мм, с изоляцией Типа 2 из пенополиуретана:
Неподвижная опора Ст 159х4,5-400х25-2(280)-ППУ-ПЭ ТУ 5768-006-41852784-05

Неподвижные опоры трубопроводов

Созданы неподвижные опоры трубопроводов для жесткой фиксации деталей трубопровода в проектном положении, защиты от механических повреждений и передачи усилий на строительные конструкции, элементы фундаментов.

В отличие от подвижных конструкций этого типа неподвижные опоры полностью исключают все степени подвижности элементов трубопровода в трех пространственных плоскостях. Другими словами, трубы и фитинги закреплены «намертво», но обеспечивается ремонтопригодность узлов крепления.

Назначение неподвижных трубопроводных опор

В процессе эксплуатации трубы и прочие детали трубопроводов, запорная, регулирующая, защитная и другие типы арматуры испытывают механические нагрузки разного типа:

• подвижки и просадки грунтов;
• вибрации от работающего оборудования и сейсмической активности;
• ветровые и снеговые нагрузки;
• внутренние напряжения в конструкционных материалах, сварных швах и резьбовых соединениях;
• гидравлические удары рабочей среды;
• линейное, кольцевое и объемное расширение сплавов, металлов.

Фундаменты чаще всего сооружаются из бетона, а передаточным звеном между ними и самим трубопроводом как раз и являются опоры, с одной стороны повторяющие форму труб, с другой обеспечивающие плоскую поверхность для установки на фундамент.

Для жесткой фиксации труб/фитингов к фундаментам используются неподвижные опоры трубопроводов из стали.

Перейти в каталог опор трубопроводов, изготовление от 1-го дня.

Классификация опор неподвижных

Внутри своей подкатегории неподвижные опоры трубопроводов с жесткой фиксацией труб классифицируются по ряду признаков:

конструкционный материал – бетон, железобетон, стальной сортамент тавр, швеллер, двутавр, уголок, трубчатые катушки и листовая сталь в виде пластин;

тип исполнения – сварная или разборная конструкция на болтах/шпильках

конструкция опоры – хомутовые, приварные, бугельные, скобообразные, с упорами, щитовые, боковые, в ППУ;

стандарт на изготовление – НТС 65-06, СТО 79814898, ОСТ 36-17, ГОСТ 16127, ГОСТ 14911, ОСТ 108.275, ОСТ 24.125, ОСТ 34.10, ОСТ 36-146.

Существуют бескорпусные опоры. Изначально основная масса неподвижных опор для газопроводов в Москве используется из серий 4.903-10, 5-903-13 и 1-487-1997. 00.00. Либо конструкции изготавливаются по чертежам Л8-136, Л8-141 – 148, Л8-180, Л8-190 – 199, Л8-200, Л8-508 – 524.

Разновидности неподвижных трубопроводных опор

Путепроводы изготавливаются из труб разного диаметра, имеют ответвления, арматуру и специальное оборудование, проходят под землей, на поверхности грунта и на некотором возвышении от него. Поэтому неподвижные опоры трубопроводов имеют множество вариантов конструкции, в которых применены не одинаковые технические решения для поддержки труб и их фиксации в пространстве без единой степени свободы.

Опоры в изоляции ППУ

Используются неподвижные опоры трубопроводов в пенополиуретановой изоляции для бесканальной укладки. Конструкция имеет вид стальной гильзы с наружным утеплением в оцинкованной оболочке внутри щитовой опоры из толстостенного металлического листа. Опора монтируется по месту эксплуатации, а трубы магистрали привариваются к стакану внутри этого стандартного изделия.

Существуют варианты климатического исполнения ХЛ и У с различной толщиной теплоизоляционного слоя. Для подземных трасс обычно используется полиэтиленовая оболочка, не разрушающаяся от грунтовых и почвенных вод. Наземные и надземные магистрали чаще сооружают на неподвижных опора с оболочкой из оцинковки. Нормируется выпуск изделий стандартом ГОСТ 30732. В маркировке вначале указаны параметры трубы, затем стального щита, тип изоляции и оболочки, номер стандарта.

«Мертвая» опора

С одной стороны, мертвая опора обладает нулевой ремонтопригодностью. С другой стороны, конструкция подгоняется один раз, не может ослабнуть со временем. Технически мертвая опора обычно выглядит следующим образом:

• кусок двутавра или швеллера, расположенный поперек трубопровода;
• подушки из листового материала под трубу;
• хомут для приварки к телу трубы.

Обычно мертвые опоры становятся анкерами перед изгибающимися участками трубопроводов и усиливают магистрали в районе примыкания ответвлений. Они входят в серию неподвижных опор 4. 903-10, сертифицируются по стандарту ОСТ 36-17-85.

Боковая неподвижная опора

Согласно документации на серию 4.903-10 боковые опоры маркируются Т10, а в серии 5.903-13 они же обозначаются, как ТС-668.00.00, причем четыре последних нуля чаще всего опускаются. Из названия видно, что предназначены изделия для боковой поддержки, то есть, компенсации нагрузок в горизонтальной плоскости.

Основными нюансами конструкции боковых неподвижных опор являются:

• для труб DN 194 – 1420 мм;
• для трубопроводов с частым изменением температуры и высоким давлением среды;
• из четырех упоров два оснащены подушками, оставшиеся два их не имеют;
• все 4 упора привариваются к стенке трубопровода.

Изделия отличаются габаритами и весом в зависимости от диаметра трубопровода, марками стали.

Опора бугельная неподвижная

По разработанным для выпуска бугельных неподвижных опор ТУ отдельных производителей они маркируются ТПР. 05.15. В документации, разработанной для серии 4.903-10 существует обозначение этих же неподвижных опор Т44. Бугелями обычно называют любые детали арочной и дугообразной формы – скобы, хомуты.

 В принципе, конструкция бугельной опоры представляет собой горизонтальную подушку с двумя хомутами. Основными нюансами являются:

• сборка из гнутого металлопроката;
• область применения DN 377 – 1420 мм, вибрации, резкие температурные перепады, высокое давление и частые гидроудары.

Бугели крепятся резьбовыми соединениями, опоры дополнительно могут привариваться к трубопроводу.

Хомутовая опора бугельная с корпусом

При наличии в конструкции бугельной неподвижной опоры корпуса увеличивается высота подъема трубопровода над поверхностью грунта. Повышена пространственная жесткость конструкции, увеличена площадь контакта опоры с трубопроводом за счет удлинения подушки.

Изготавливаются опоры из конструкционных сталей 14Г2, 09Г2С, 17ГС и 17Г1С. Маркируются бугельные корпусные опоры неподвижные ТС 671, относятся к серии 5.903-13. Производители обычно покрывают изделия грунтовкой или грунт-эмалью.

Опора для коробов вертикальная

Изготавливаются производителями трубопроводных деталей опоры для вертикальных коробов либо по стандарту ОСТ 34-10-610, либо по чертежам Л8-138.000. Рабочие характеристики опор соответствуют значениям:

• температура среды от -40°С до +425°С;
• диаметр трубопровода 325 – 2020 мм;
• компенсация осевых, боковых и вертикальных нагрузок.

Конструкция представляет собой опорную пластину с двумя упорами, приваренными к ней под прямым углом. Упоры имеют форму трапеции, на которую укладывается труба на реперных отметках. Фиксация жесткая, сваркой, назначение – теплосети, воздухопроводы, газовые магистрали и пылепроводы.

Опора неподвижная с плоским хомутом

Не изолированные стальные трубы крепятся к фундаментам плоскими хомутами неподвижных опор. Это позволяет снизить бюджет трубопроводов ТЭЦ, максимально упростить конструкцию, повысить пространственную жесткость опоры. Изготавливаются опоры трубопроводные с плоским хомутом по чертежам Л8-512.000, маркируются аналогичными цифрами.

Труба прижимается широким полукруглым хомутом к подушке, имеющей форму седла под конкретный диаметр. Применяется данная конструкция для DN 10 – 80 с наружным диаметром 14 – 89 мм, соответственно. Предназначено изделие для компенсации осевых и вертикальных нагрузок.

Трубопроводная опора АЭС и ТЭС

Для крепления элементов турбинных и стационарных трубопроводов энергетических объектов РФ предназначены неподвижные опоры, выполненные по стандарту ОСТ 108.275.24 и ОСТ 24.125.151. В зависимости от конструкции и материала принято несколько вариантов исполнения:

• 01 – 17 – сталь хромомолибденованадиевая;
• 18 – 35 – сталь кремнемарганцовистая и углеродистая;
• 36 – 45 – сталь аустенитная.

Маркировка расшифровывается по таблицам отраслевого стандарта, содержит слово опора, две цифры, обозначающие вариант исполнения и номер ОСТ 24.125.151.

По конструктивному исполнению принято шесть вариантов:

• однохомутовая;
• один хомут с ребром жесткости;
• двуххомутовая;
• два хомута с ребрами жесткости;
• однохомутовая с прокладкой;
• двуххомутовая с прокладками.

Из аустенитных сталей делают опоры диаметром 57 – 325 мм для температуры в пределах +440°С, из кремнемарганцовистых и углеродистых сталей диаметром 57 – 820 мм для температуры +440°С максимум, и из хромомолибденованадиевых сталей диаметром 57 – 920 мм температуры 560°С.

Двухупорная неподвижная опора

В серию 5.903-13 входят двухупорные неподвижные трубопроводные опоры, обозначаемые в технической документации ТС-660. Стальные упоры стыкуются с трубопроводом электросваркой, применяются в подземных и надземных магистралях, обычно энергетических объектов. Рассчитана опора на диаметр трубы 108 – 1420 мм, относится к лобовым конструкциям.

Опора двухупорная усиленная

Предыдущий вариант трубопроводной опоры с двумя упорами,  состоящий из основания приваренным к нему под прямым углом косынками, может усиливаться половинчатыми обечайками. Особенностями конструкции опоры в этом случае являются:

• пригодность для диаметров трубопровода 219 – 1420 мм;
• несколько вариантов длины и ширины полуобечайки;
• более жесткая фиксация за счет увеличения длины сварного шва.

Маркируются изделия ТС 663, согласно нормативной документации серии 4.903-10 для 4 варианта исполнения.

Четырехупорная опора

В серии неподвижных опор трубопроводов 5.903-10 вариант исполнения изделий ТС 661 получил название четырехупорной опоры неподвижного типа. Применяется конструкция только в трубопроводах специального назначения м при проектировании высоконагруженных магистралей общего назначения.

К телу трубы упоры крепятся сваркой, изготавливаются из морозоустойчивых и коррозионностойких сталей с высокой механической прочностью. Применяется четырехупорная опора для диаметров 133 – 1420 мм, компенсирует нагрузки в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Усиленная опора четырехупорная

Изначально конструкция усиленной 4-х упорной неподвижной опоры представляет собой разрезную гильзу, приваренную торцом к крестообразной площадке-опоре с двумя ребрами жесткости на каждой стороне.

Обозначается усиленная опора ТС 664, входит в серию 5.903 (вариант исполнения 7.95). Элементы сборочной единицы изготавливаются из конструкционной стали ст3пс5, допускается температура рабочей среды в пределах +425°С, PN 4МПа максимум. Применяются усиленные опоры с 4 упорами для трубопроводов с наружным диаметром 426 – 1420 мм.

Опора неподвижная щитовая

Из армированного бетона изготавливаются по регламенту технической документации Серии 5.903-13 щитовые неподвижные опоры с маркировкой ТС 666. Устанавливается железобетонная опора вертикально, то есть фактически надевается на трубу. Для большего контакта с поверхностью трубопровода на ее поверхность добавляются ребра жесткости из самотвердеющего конструкционного материала.

Такая конструкция называется лобовой, применяется только на прямых участках, для поддержки фитингов не используется. Используется бетонная щитовая опора для диаметров 100 – 1000 мм, компенсирует все типы нагрузок, возможных при эксплуатации трубопровода.

Сварная опора неподвижная

Бюджетные неподвижные опоры трубопроводов имеют следующую конструкцию:

• опорная плита с отверстиями для анкерного крепления к фундаменту;
• тумба из листового железа;
• подушка полукруглая для укладки трубы соответствующего диаметра.

Выпускается сварная опора по стандарту ОСТ 36-146, компенсирует боковые, вертикальные и осевые нагрузки. Существуют варианты исполнения из разных сталей для трубопроводов большого диаметра с высоким рабочим давлением среды и механическими нагрузками. Область использования – с/х, ЖКХ, энергетика, путепроводы спецназначения, теплосети, водоснабжение и водоотведение.

Опора сальникового компенсатора лобовая

Обозначаются неподвижные опоры трубопроводов лобового типа для компенсаторов Т 46.00, относятся к серии 4.903, применяются для диаметров 530 – 820 мм. Ограничение по верхнему порогу эксплуатационных температур +440°С. используются неподвижные опоры Т-46 для магистральных теплосетей надземной и подземной укладки.

Элементы опоры – 4 ребра жесткости, изготавливаются из сталей 10, 20, 3сп5 и 09Г2С. соединяются между собой и с трубопроводом сваркой.

Купить неподвижные опоры

Благодаря собственному производству неподвижные опоры трубопроводов имеют низкую себестоимость и отпускную цену, соответственно. Наш сервис обладает рядом достоинств:

• собственное проектное бюро;
• наличие стандартных изделий на складе;
• срок изготовления спецзаказа в среднем 5 – 10 дней;
• отсрочка платежа до 60 суток;
• доставка по РФ транспортной компанией и нашими грузовиками;
• выпуск опор строго по стандартам ГОСТ, ТУ, ОСТ, СТ и чертежам заказчика.

Кроме опор реализуем весь ассортимент трубопроводных деталей, регулирующей, запорной и прочей арматуры ведущих брендов РФ.

Перейти в каталог опор трубопроводов, изготовление от 1-го дня.

Щитовые неподвижные опоры — Энциклопедия по машиностроению XXL

Щитовые неподвижные опоры, которые применяются при железобетонных конструкциях опорных элементов, приведены на рис. 12-29 для труб Dy = от 100 до 1 ООО мм. Они изготовляются по МВН 1329-60. Размеры и вес металлоконструкции неподвижных щитовых опор в зависимости от диаметров труб и расчетной величины осевых усилий приведены в табл. 12-29.  [c.293]
Щитки электросварщиков 236 Щитовой метод устройства каналов 139 Щитовые неподвижные опоры 297 Щиты, размеры 138  [c.400]

Рис. 6.54. Железобетонная щитовая неподвижная опора

Сокращенный сортамент лобовых неподвижных опор приведен в табл. 175, а щитовых неподвижных опор — в табл. 176.  [c.212]

Табл. 176. Основные размеры щитовых неподвижных опор, мм

Бетонирование неподвижных опор подводных дюкеров тепловых сетей и отделка коллекторов для тепловых сетей, сооружаемых щитовым способом, выполняются в соответствии с указаниями главы СНиП III-B.2-62.  [c.310]

Вслед за щитовой проходкой и укладкой блоков производится нагнетание цементного раствора за стенки обделки, устройство внутренней рубашки из сборных железобетонных конструкций или штукатурка стен совместно с другими отделочными и гидроизоляционными работами. Одновременно с устройством канала в его стенки заделываются балки или кронштейны, служащие для установки подвижных и неподвижных опор теплопроводов.  [c.319]

Неподвижные опоры, или, как их обычно называют, мертвые точки, предназначаются для закрепления отдельных участков теплопровода, не зависящих друг от друга в отношении температурных изменений. Существует много различных конструкций мертвых опор. Наиболее надежные из них — железобетонные щитовые и металлические рамной конструкции (рис. 37).  [c.126]

Неподвижные опоры, предназначенные для закрепления теплопроводов в характерных точках, используют при всех способах прокладки. Характерными точками на трассе тепловой сети принято считать места ответвлений, места установки задвижек, сальниковых компенсаторов, грязевиков и места установки неподвижных опор. Наибольшее распространение получили щитовые опоры, которые применяют как при бесканальной прокладке, так и при прокладке теплопроводов в непроходных каналах.  [c.199]

Металлоконструкции неподвижной щитовой опоры при железобетонных  [c.295]

Строительные конструкции неподвижной щитовой опоры в непроходном канале для двух труб Dy = 25- -700 мм (размеры в миллиметрах)  [c.297]

Строительные конструкции щитовой неподвижной опоры в полупроходном канале для двух труб Dy 125—700 мм (размеры в миллиметрах)  [c. 298]

При устройстве щитовых и тавровых неподвижных опор очень важно до их бетонирования проверить качество и надежность антикоррозионной изоляции труб как на участке опоры, так и на участке, примыкающем к неподвижной опоре с двух сторон, учитывая, что, как показала практика, наибольшая коррозия труб наблюдается в местах примыкания труб к щитовым и тавровым неподвижным опорам. Целесообразно под асбестовым картоном или шнуром проложить дополнительный слой изола на изольной мастике сверх нормальных слоев нзола антикоррозионного покрытия.  [c.299]

Наибольшее распространение получили лобовые неподвио/сные опоры (рис. 195, а), состоящие из пластин-упоров с ребрами, и неподвижные щитовые опоры (рис. 195, б) с опорными кольцами. В канале, где расположена неподвижная опора, устанавливается монолитная железобетонная балка, сквозь которую проходят трубопроводы теплотрассы. Пластина или опорное кольцо с ребрами располагается вплотную к железобетонной балке и приваривается к трубе. Между пластиной и поверхностью балки прокладывается паронит толщиной 3 мм.  [c.212]

Из всего большого разнообразия применявшихся типов разборчатых П. будущее принадлежит (по мнению авторитетов) П., имеющим поворотные затворы с двумя полотнищами, щитовые затворы без промежуточных стоек и в особенности затворы с цилиндрич. обшивкой. Выбор типа П. зависит от предъявляемых к ним требований и от местных условий» В отношении водонепроницаемости основания, устойчивости, прочности и целесообразности к разборчатым плотинам предъявляются те же требования, что и к глухим плотинам. Для сообщения с берегами и для обслуживания подъемных механизмов П. поверх опор сооружаются служебные мостики. Подвижные части опираются на одни опоры или на опоры и промежуточные стойки, к-рые делают подвижными или неподвижными. Когда от разбор-чатой П. требуется большая водонепроницаемость, то применяются щитовые затворы. При быстро меняющихся горизонтах воды целесообразным является применение систем, допускающих быстрое и надежное опускание затворов. В реках с большим ледоходом предпочитаются конструкции, подвижные части к-рых м. б. совершенно удалены на время ледохода. Затворы, прижимаемые напорной водой к постоянным опорам, д. б. так сконструированы, чтобы при их движении пришлось преодолевать не скользящее трение, а роликовое или вальцовое трение или одно цапфенное трение (напр, в сегментных затворах). Самодействующие (автоматические) затворы применимы лишь в тех случаях, когда имеется полная гарантия в том, что в их передвижении не может последовать отказа, т. к. в противном слу ше нет гарантии в том, что в решающий момент (период паводка) не последует их разрушения.  [c.348]

---

Основное назначение опор трубопровода

Любой трубопровод перед запуском в эксплуатацию должен быть надежно закрепленным. Для прочного соединения несущих конструкций и непосредственно используют опоры. Подвесные и опорные конструкции должны удерживать вес самой трубы, выдерживать значительные нагрузки и обеспечивать удлинение магистрали. Последнее необходимо для того, чтобы конструкция не разрушилась от температурных воздействий.

Трубопроводы должны полноценно функционировать в широком температурном диапазоне. Из-за воздействия различных температур он то нагревается, то охлаждается. В результате деформация может привести к дополнительным напряжениям и аварии. Чтобы избежать этого нужно обеспечить возможность линейного удлинения.

Опора трубопровода неподвижная — это обязательная часть конструкции трубомагистрали, предназначенных для выполнения самых разных задач. Так, опоры должны применяться при создании сетейатомных электростанций, ТЭС, инженерных сетей, технологических коммуникаций, систем пожаротушения. Изготавливается она из низколегированной стали, углеродистой стали, жаропрочных и нержавеющих сталей.

ОСТ 36-146-88 регулирует правила изготовления опор угольных приварных, тавровых приварных, корпусных приварных, швеллерных приварных, тавровых хомутовых, хомутовых бескорпусных, трубчатых типа ТО, вертикальных.

Опора может быть как подвижной, так и неподвижной. При монтаже конструкций используются в основном неподвижные элементы, которые предназначены как для надземной, так и для подземной укладки. При их установке используются стальные горячекатаные листы, стальные трубы, пенополиуретан, центратор, полиэтиленовые оболочки, термоленты и оцинкованные оболочки.

Железобетонные каркасы служат для фиксации деталей во время монтажа. Каркасами трубопровод разделяется на отдельные участки, длина которых будет зависеть от характеристик компенсаторов, которые нивелируют расширения от температурных нагрузок.

Подвижные (скользящие) опоры тоже охраняют трубопровод от нагрузок, но при этом деталью воспринимаются только вертикальные нагрузки. Горизонтальные же нагрузки, которые возникают из-за температурного воздействия, «гасятся» благодаря тому, что трубопровод может свободно перемещаться линейно. Чтобы опора и поверхность трубы во время движений не истирались, между ними устанавливают специальные прокладки.

Элемент неподвижной опоры для предварительно изолированного трубопровода

Область техники

Изобретение относится к конструктивным элементам предварительно изолированных стальных трубопроводов с тепловой изоляцией для использования в строительстве и теплоэнергетике при прокладке, в частности, тепловых сетей, водоводов и иных трубопроводов.

Неподвижные опоры применяют для закрепления трубопроводов. Эти опоры воспринимают усилия и моменты, действующие на трубопровод, предотвращают сдвиги в продольном или поперечном направлении при эксплуатации трубопроводов и являются одними из важнейших конструктивных деталей трубопровода. Для предварительно изолированных трубопроводов применяют предварительно изолированные элементы неподвижных опор. Элементы неподвижных опор с помощью наружных упорных устройств закрепляют в железобетонные щиты, рамочные металлические конструкции или другие неподвижные опорные конструкции.

Уровень техники

Известна неподвижная опора, которая включает патрубок с пенополиуретановой теплоизоляцией, пропущенный через отверстие в щите и соединенный с ним, металлические обечайки, прикрепленные к щиту с двух сторон, центрирующие опоры, установленные на патрубке, а также мастичную ленту, нанесенную на обечайки, и термоусаживаемый элемент, усадка которого осуществлена поверх обечаек, расположенных по обе стороны щита, термоусаживаемый элемент.

Пространство между полиэтиленовыми трубами-оболочками и патрубком заполнено пенополиуретановой теплоизоляцией [Патент №114503 РФ, МПК F16L 59/135, F16L 59/14. Неподвижная опора с изоляцией из пенополиуретана / Наркевич С.Л (BY), Павлюк Е.С. (BY) ООО «СМИТ-ЯРЦЕВО» (RU). — 2011135776/06, Заявл. 29.08.2011, опубл. 27.03.2012] [1].

Конструкция такой неподвижной опоры имеет большую металлоемкость, т.к. требует применения металлического щита большой толщины, имеет большие местные тепловые потери. На трубопроводах большого диаметра с высокими температурами теплоносителя может происходить разрушение неподвижной опоры из-за температурного расширения металлического щита.

Известна конструкция предварительно изолированного элемента неподвижной опоры, в которой труба и кожух неподвижной опоры жестко связаны между собой с помощью продольных ребер [Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в пенополимерминеральной (ППМ) изоляции: Конструкции и детали; ATP 313.ТС-014.000. — М.: ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром, 2005 г.] [2].

Недостатком этой конструкции является возникновение значительных напряжений из-за температурных расширений трубы и кожуха, обусловленное разницей их температур. Эти неблагоприятные факторы могут привести к отрыву ребер и разрушению неподвижной опоры. Кроме того, наличие ребер создает сложности при уплотнении внутреннего кольцевого зазора между кожухом и трубой при устройстве тепловой изоляции такой конструкции.

Известен элемент неподвижной опоры, в котором нагрузки и моменты от трубопровода с помощью ребер и плоских колец передаются на конструкцию неподвижной опоры. Концентрично трубе в щите неподвижной опоры проходит патрубок, кольцевой зазор между ним и трубопроводом заполнен тепловой изоляцией, ребра и плоские упорные кольца помещены в кожух, имеющий коническую и цилиндрическую части, коническая часть кожуха приваривается к паре плоских колец, наружный диаметр цилиндрической части кожуха равен наружному диаметру изоляции предизолированного трубопровода, а пространство, образованное трубой и кожухом, заполнено тепловой изоляцией [Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в изоляции из пенополиуритана: Конструкции и детали 313.ТС-002.000. — М.: АООТ «Объединение ВНИПИэнергопром, 1995 г.] [3].

Недостатком указанной конструкции является сложность изготовления, трудоемкость, малая толщина изоляции между трубой и патрубком, проходящим через опору.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом является снижение вплоть до исключения напряжения в конструкции, возникающего вследствие разницы температур трубы и кожуха, упрощение конструкции элемента неподвижной опоры, снижение местных тепловых потерь, повышение надежности и долговечности опоры при эксплуатации.

Для достижения указанного результата в элементе неподвижной опоры предварительно изолированного трубопровода, содержащем трубу, с концентрично надетым на нее цилиндрическим кожухом, имеющим жесткое соединение с неподвижной опорой при помощи упоров, и по две пары колец, охватывающих трубу по концам кожуха с температурным зазором между ними. При этом каждое кольцо из пары, непосредственно примыкающей к торцам кожуха, жестко соединено с кожухом. Вторая пара колец имеет жесткое соединение с трубой и с наружной стороны усилена ребрами. Высота ребер не превышает ширины колец, соединенных с трубой. Внешний диаметр кожуха и колец соответствует внешнему диаметру изоляции трубопровода.

Ширина колец соединенных с кожухом составляет не менее двойной толщины стенки кожуха.

Краткое описание чертежей

Для однозначного понимания и пояснения к описанию приложены чертежи.

Фиг. 1 — показана конструкция элемента неподвижной опоры в поперечном разрезе;

Фиг. 2 — торцевой узел А элемента неподвижной опоры, поперечный разрез.

Элемент неподвижной опоры включает трубу 1, кожух 2, охватывающий часть трубы и установленный в щите, рамке, или в бугельной неподвижной опоре при помощи наружных упоров 4. По торцам кожуха установлены две пары колец 3 и 3′. Одна пара колец 3 жестко примыкает к кожуху 2 элемента, например, при помощи сварного соединения. Вторая пара колец 3′ жестко соединена с трубой 1 и усилена ребрами 5. Между кольцами 3 и 3′ имеется температурный зазор. Кольцевой зазор между кожухом 2 и трубой 1 заполнен изоляцией 6 через отверстие 7. Внешний диаметр кожуха 2 и внешние диаметры колец 3 и 3′ практически равны внешнему диаметру изоляции трубопровода.

Удобству работ по изоляции стыка между элементом неподвижной опоры и предварительно изолированным трубопроводом, качеству изоляции и, в конечном итоге, надежности опоры способствует оптимальный размер высоты ребер 5. Высота ребер не должна превышать ширины колец 3′, соединенных с трубой.

Для устранения возможной деформации кожуха, создания надежного упора между кольцами 3 и 3′ ширина колец 3 должна быть не менее двойной толщины стенки кожуха.

Сборку устройства осуществляют следующим образом.

На торцах кожуха 2 жестко закрепляют по кольцу 3 из пары колец 3, например, с помощью сварки. Полученную сборную деталь устанавливают на трубе 1 и с каждого торца сборной детали, состоящей из кожуха 2 с кольцами 3 по его торцам, устанавливают кольца 3′. Кольца 3′ жестко соединяют с трубой 1, предпочтительнее сваркой, таким образом, что между кольцами 3 и 3′ остается температурный зазор. Для усиления фиксации второй пары колец 3′ с трубой 1 на ней устанавливают ребра 5. На кожухе 2 устанавливают и закрепляют наружные упоры 4. Такое крепление предпочтительнее выполнять при помощи сварки. Кольцевой зазор между трубой 1 и кожухом 2 заполняют изоляционным составом 6, например пенополиуретаном через отверстие 7.

В настоящем техническом решении упоры для фиксации кожуха на трубе и в неподвижной опоре разделены на две группы: внешние и внутренние. Внутренние упорные элементы фиксируют кожух на трубе, при этом фиксацию кожуха на трубе осуществляют упорным способом, т.е. внутренний упор с каждой стороны элемента неподвижной опоры работает только в одном направлении. Внешние упоры фиксируют кожух в неподвижной опоре и их конкретное исполнение зависит от конструкции неподвижной опоры. Например, для установки элемента неподвижной опоры в железобетонный щит могут быть использованы внешние упоры в виде плоских колец аналогично применяемым в щитовых неподвижных опорах серии 5.903-15 выпуск 7-95 [Типовая документация на конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений. Серия 5.903-13. Изделия и детали трубопроводов для тепловых сетей. — Выпуск 7-95: Опоры трубопроводов неподвижные: рабочие чертежи. — М.: АООТ «СЕВЗАПЭНЕРГО-МОНТАЖПРОЕКТ», 1995 г.] [4].

Для установки элемента неподвижной опоры в рамочные металлические конструкции опор применяют обычно внешние упоры в виде отдельных деталей, аналогично применяемым в двух-, четырехупорных неподвижных опорах серии 5. 903-15 выпуск 7-95 [4].

Разделение системы упоров на две функциональные группы: внешние и внутренние позволяет упростить изоляцию неподвижной опоры и исключить применение сложных конусных элементов, применяемых в известных решениях и в существующей практике. Кожух также играет роль опорного элемента при изоляции стыка между элементом неподвижной опоры и предварительно изолированным трубопроводом.

Выравнивание толщины изоляции между трубой и кожухом, монтируемым в неподвижную опору и толщины изоляции предварительно изолированного трубопровода, позволяет снизить местные тепловые потери.

Предлагаемая конструкция решает поставленные задачи и имеет следующие преимущества:

— конструкция перестает быть чувствительной к разнице температур кожуха и трубы, становится более надежной и долговечной;

— конструкция проста в осуществлении;

— кольцевое пространство между трубой и кожухом легко и надежно изолируется благодаря тому, что система кожух-труба-кольца имеет закрытый объем.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент №114503 РФ, МПК F16L 59/135, F16L 59/14. Неподвижная опора с изоляцией из пенополиуретана / Наркевич С.Л (BY), Павлюк Е.С.(BY) ООО «СМИТ-ЯРЦЕВО» (RU). — 2011135776/06, Заявл. 29.08.2011., опубл. 27.03.2012.

2. Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в пенополимерминеральной (ППМ) изоляции: Конструкции и детали; ATP 313.ТС-014.000. — М.: ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром, 2005 г.

3. Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в изоляции из пенополиуретана: Конструкции и детали 313.ТС-002.000. — М.: АООТ «Объединение ВНИПИэнергопром, 1995 г.

4. Типовая документация на конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений. Серия 5.903-13. Изделия и детали трубопроводов для тепловых сетей. — Выпуск 7-95: Опоры трубопроводов неподвижные: рабочие чертежи. — М.: АООТ «СЕВЗАПЭНЕРГОМОНТАЖПРОЕКТ», 1995 г.

Неподвижные опоры в ППУ изоляции для устойчивости трубопровода

Трубопровод — это система для перемещения жидкостей, газов и сыпучих материалов. Важным требованием к конструкции является устойчивость к внешним и внутренним воздействиям на трубы. Конструкция приобретает это качество и становится более надежной благодаря промежуточному элементу – неподвижной опоре в ППУ изоляции.

Назначение и применение неподвижных опор при монтаже трубопроводов

Надземные трубопроводы незащищены и подвергаются значительным механическим воздействиям, и при неустойчивости быстро приходят в негодность. Для защиты конструкцию могут размещать над землей на специальных опорах.

Элемент трубопровода в виде неподвижной опоры удерживает и защищает конструкцию от перегрузок и смещений. Трубопровод испытывает нагрузки от множества факторов. Строение опоры зависит от расположения системы.

Чтобы надземному или подземному трубопроводу придать прочность, необходима установка неподвижной опоры. Особенности размещения определяют ее строение и параметры.

Неподвижные опоры из пенополиуретана обладают тремя важными преимуществами:

1. низкая теплопроводность,
2. высокая прочность,
3. отличные изоляционные характеристики.

Пенополиуретан — надежный гидроизолятор, который не пропускает жидкость и обеспечивает герметичность.

Монтаж таких деталей не вызывает сложностей. Выполнить его может любой человек, ознакомившись с техникой выполнения работ в теории.

Большую часть нагрузки, действующей на трубопровод, неподвижные опоры из ППУ принимают на себя. Если трубы проходят над землей, их закрепляют на бетон или железобетонный пьедестал.

Кроме механических нагрузок, надземная трубная система подвержена значительным колебаниям температуры, если трубопровод эксплуатируется в регионе с суровым климатом. Поэтому над землей опора оснащается дополнительной изоляцией при исключении теплообмена.

Устройство неподвижной опоры

Основными конструкционными элементами неподвижных опор в ППУ изоляции являются:

1. несущая плита толщиной 16-60 мм и несущей способностью 3,2-500 т,
2. соединительный патрубок длиной 1300, 1500, 1800 или 2000 мм,,
3. стакан в качестве защитного элемента.

Кроме того, в состав элемента входит:

• трубная заготовка из стали, по которой перемещается жидкая среда,
• горячекатаный лист – наружная деталь, придающая прочность конструкции,
• 2 герметичных центратора, используемые на стыках опор и приводящих-отводящих труб,
• термолента изолирующая, которая необходима для теплопроводов и водопроводов ГВС,
• пенополиуретан – покрытие, продлевающее срок службы опоры,
• оболочка с цинковым покрытием наружный изолирующий слой опоры.

Патрубок может обладать стальной, выполненной навивкой оцинкованной полосы, или полиэтиленовой наружной оболочкой.

Для обеспечения защиты от коррозии плита и стакан обычно покрыты полиэтиленовым слоем или полимерным дисперсным покрытием.

Все элементы надежно соединены между собой для сохранения их цельности при физических нагрузках и сильных колебаниях.

Установка неподвижных опор в изоляции из ППУ

Неподвижные изолированные элементы монтируются на несущей конструкции и относятся к одному из видов:

• металлические и железобетонные стойки для монтажа на открытых пространствах,
• потолочные и стеновые кронштейны для канализационных тоннелей.

Для установки используется неразъемный метод приваривания. Количество опор рассчитывается в зависимости от веса и ветровой нагрузки на трубопровод.

Как подобрать опору для конкретного случая

Конструкцию выбирают по нескольким факторам:

• Диапазон рабочих температур.
• Частота использования трубопровода.
• Условия эксплуатации и назначение магистрали.

Толщина пенополиуретана зависит от места установки трубопроводной системы.

Двухсторонняя бетонная плита с балками, протянутыми между опорами

Код

Требования строительных норм и правил

для структурного бетона (ACI 318-14) и комментариев (ACI 318R-14)

Минимальные расчетные нагрузки для Здания и другие сооружения (ASCE/SEI 7-10)

Совет по международному кодексу, 2012 Международный строительный кодекс, Вашингтон, округ Колумбия, 2012

Ссылки

Примечания к зданию ACI 318-11 Нормы и требования к конструкционному бетону, двенадцатое издание, 2013 г. , Портленд. Цементная ассоциация.

Системы бетонных полов (Руководство по оценке и экономии), второе издание, 2002 г. Дэвид А. Фанелла

Упрощенный дизайн Железобетонные здания, четвертое издание, 2011 г. Махмуд Э. Камара и Лоуренс С. Новак

Конструктивные данные

Высота от пола до пола = 12 футов (по архитектурным чертежам)

Колонны = 18 x 18 дюймов

Внутренние балки = 14 x 20 дюймов.

Краевые балки = 14 x 27 дюймов.

w _c = 150 pcf

е _в = 4000 фунтов на кв. дюйм

f _y = 60 000 фунтов на кв. дюйм

Активная нагрузка, л _или = 100 фунтов на квадратный фут (офисное здание) ASCE/SEI 7-10 (Таблица 4-1)

Раствор

Контроль прогибов. АКИ 318-14 (8.3.1.2)

Вместо подробного расчета прогибов код ACI 318 дает минимальную толщину для двусторонней плиты с балками, протянутыми между опорами со всех сторон в Таблица 8. 3.1.2 .

Жесткость балки на изгиб Отношение (относительная жесткость) ( α _f ) вычисляется следующим образом:

 

АКИ 318-14 (8.10.2.7б)

Момент инерции для эффективное сечение балки и плиты можно рассчитать следующим образом:

Затем

 

Для краевых балок:

Эффективные сечения балки и плиты для расчета коэффициент жесткости краевой балки показан на рис. 2.

Для краевой балки север-юг:

 

Для Восток-Запад Краевая балка:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для внутренних балок:

Эффективные сечения балки и плиты для расчета коэффициент жесткости внутренней балки показан на рис. 4.

Для внутренней балки север-юг:

Для Восток-Запад Внутренняя балка:

 

 

 

 

 

Начиная с α _f > 2,0 для все балки, минимальная толщина плиты:

 

АКИ 318-14 (8.3.1.2)

Где:

 

Используйте плиту толщиной 6 дюймов.

 

ACI 318 утверждает, что система плит должны быть рассчитаны по любой процедуре, удовлетворяющей равновесию и геометрическим совместимость при условии соблюдения критериев прочности и работоспособности. довольный. Различие двухсистем от односторонних систем дано ACI. 318-14 (R8.10.2.3 и R8.3.1.2) .

ACI 318 разрешает использование прямого Метод расчета (DDM) и метод эквивалентной рамы (EFM) для гравитационной нагрузки анализ ортогональных рам и применим к плоским пластинам, плоским плитам и плиты с балками. В следующих разделах описывается решение для программного обеспечения EFM и spSlab. Решение для DDM может можно найти в примере проектирования системы двухстороннего плитного бетонного пола.

EFM является наиболее полным и подробная процедура, предоставленная ACI 318 для анализа и проектирования двусторонние плитные системы, в которых конструкция моделируется серией эквивалентных шпангоуты (внутренние и наружные) на линиях колонн, взятых продольно и поперечно через здание.

Эквивалентный кадр состоит из трех части:

1)       Горизонтальная плитно-балочная полоса, в т.ч. любые лучи, проходящие в направлении рамы. Различные значения момента следует учитывать инерцию вдоль оси плит-балок, где общий момент инерции в любом поперечном сечении вне соединений или колонны принимаются капиталы, а момент инерции плиты-балки в лицевая сторона колонны, кронштейна или капители разделить на количество (1-c ₂ /l ₂ ) ² принимают для расчета момента инерции плит-балок от центра колонны до лицевой стороны колонны, кронштейна или капители. АКИ 318-14 (8.11.3)

2)       Колонны или другие вертикальные опоры элементы, выступающие над и под плитой. Различные значения момента следует учитывать инерцию по оси колонн, где момент инерции колонн сверху и снизу плиты-балки в стыке должны быть предполагается бесконечным, а поперечное сечение бетона равно допускается использовать для определения момента инерции колонн при любом поперечном секция вне суставов или капителей колонн. АКИ 318-14 (8.11.4)

3)       Элементы конструкции (Торсионные элементы), которые обеспечивают передачу момента между горизонтальными и вертикальными члены. Предполагается, что эти элементы имеют постоянное поперечное сечение по всей их длине, состоящий из наибольшего из следующего: (1) часть плиты, имеющая ширину, равную ширине колонны, кронштейна или капители в направлении пролета, для которого определяются моменты, (2) часть плиты, указанная в (1), плюс часть поперечной балки выше и ниже плиты для монолитной или полностью композитной конструкции, (3) поперечная балка включает ту часть плиты, которая находится по обе стороны от балки на расстояние, равное проекции луча выше или ниже плиты, в зависимости от того, что больше, но не более четырехкратной толщины плиты. АКИ 318-14 (8.11.5)

В EFM, динамическая нагрузка должна быть организована в соответствии с 6.4.3, для которого требуется плита. системы, которые должны быть проанализированы и спроектированы для наиболее требовательного набора сил установлено путем исследования эффектов динамической нагрузки, помещенной в различные критические закономерности. ACI 318-14 ( 8.11.1.2 и 6.4.3 ) ₂ 2 2 2

Завершено анализ должен включать репрезентативные внутренние и внешние эквивалентные кадры в как в продольном, так и в поперечном направлениях пола. ACI 318-14 ( 8.11.2.1 ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Панели должны быть прямоугольной, с соотношением длинных и меньших размеров панели, измеренных Центр до центра поддержки, не превышать 2. ACI 318-14 ( 8. 10.2.3 )

Определить коэффициенты распределения момента и фиксированный конец моменты для эквивалентных элементов рамы.Процедура распределения моментов будет использоваться для анализа эквивалентного кадра. Коэффициенты жесткости, коэффициенты переноса COF и коэффициенты момента на неподвижном конце МКЭ для перекрытий-балок и элементов колонн определяются с помощью таблиц вспомогательных средств проектирования. по телефону Приложение 20A к PCA Notes on ACI 318-11 . Эти расчеты приведены ниже.

а. Изгиб жесткость плит-балок по обоим концам, К _сб .

PCA Примечания к ACI 318-11 (таблица A1)

PCA Примечания к ACI 318-11 (таблица A1)

Где Я _сб – момент инерции сечения плиты-балки, показанный на рис. 6, и может быть вычисляется с помощью рисунка 7 следующим образом:

Коэффициент переноса COF = 0. 507 ПТС Примечания к ACI 318-11 (таблица A1)

ПТС Примечания к ACI 318-11 (таблица A1)

Рисунок 7 Коэффициент C _t для полного момента инерции фланцевых секций

 

б. Изгиб жесткость элементов колонны на обоих концах, K _c .

Ссылаясь на Таблица A7, Приложение 20A :

Для интерьера Столбцы:

ПТС Примечания к ACI 318-11 (таблица A7)

Для наружных колонн:

ПТС Примечания к ACI 318-11 (таблица A7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в. Жесткость при кручении торсионных элементов, K _t .

ACI 318-14 (Р.8.11.5)

Для Внутренние колонны:

Где:

ACI 318-14 (ур. 8.10.5.2b)

х 1 = 14 в	х 2 = 6 в	х 1 = 14 в	х 2 = 6 в
у 1 = 14 в	у 2 = 42 в	у 1 = 20 в	у 2 = 14 в
С 1 = 4738	С 2 = 2 752	С 1 = 10 226	С 2 = 736
∑С = 4738 + 2752 = 7490 в 4		∑С = 10 226 + 736 x 2 = 11 698 в 4

 

Рисунок 8 Прикрепленный торсионный элемент к внутренней колонне

 

 

 

Для экстерьера Столбцы:

Где:

ACI 318-14 (ур. 8.10.5.2б)

 

х 1 = 14 в	х 2 = 6 в	х 1 = 14 в	х 2 = 6 в
у 1 = 21 в	у 2 = 35 в	у 1 = 27 в	у 2 = 21 в
С 1 = 11 141	С 2 = 2 248	С 1 = 16 628	С 2 = 1 240
∑С = 11 141 + 2 248 = 13 389 в 4		∑С = 16 628 + 1 240 = 17 868 в 4

 

Рисунок 9 Прикрепленный элемент кручения на внешней колонне

 

 

 

 

 

д. Повышенная жесткость на кручение из-за параллельные балки, K _ta .

Для внутренних колонн:

Где:

Для наружных колонн:

 

эл. Эквивалентный столбец жесткость K _ec .

Где ∑ K _ta – для двух торсионных элементов, по одному с каждой стороны колонны, и ∑ K _c – для верхней и нижней колонн на стыке плиты с балкой промежуточный этаж.

Для внутренних колонн:

Для наружных колонн:

ф. Коэффициенты распределения стыков плиты с балкой, ДФ .

На внешнем стыке,

 

 

 

 

В внутренний шов,

COF для плиты-балки =0,507

 

 

 

Определить отрицательные и положительные моменты для плит-балок с использованием распределения моментов метод.

С нефакторизованный коэффициент полезной нагрузки:

Фрейм будет проанализирован для пяти условий нагружения с типовой нагрузкой и частичной динамической нагрузкой, как разрешено ACI 318-14 (6.4.3.3).

 

а. Факторная нагрузка и Фиксированные конечные моменты (МКЭ).

Где (9,3 фунта на квадратный фут = (14 x 14) / 144 x 150 / 22 — это вес стержня балки на фут, деленный на л ₂ )

PCA Примечания к ACI 318-11 (таблица A1)

б.Распределение моментов.

Момент раздачи на пятерку условия нагрузки показаны в таблице 1. Вращающие моменты против часовой стрелки действующие на концы стержня, принимаются положительными. Положительные пролетные моменты определяется из следующего уравнения:

Где M _o — момент в середине пролета простой балки.

Когда концевые моменты не равны, максимальный момент в пролете не возникает при середине пролета, но его значение близко к этому промежутку для этого примера.

Положительный момент в пролете 1-2 на нагрузку (1):

Диапазон положительных моментов 2-3 для нагрузки (1):

 

Таблица 1 Момент Распределение для частичной рамы (поперечное направление)
Соединение	1	2		3		4
Участник	1-2	2-1	2-3	3-2	3-4	4-3
ДФ	0. 394	0,306	0,306	0,306	0,306	0,394
КОФ	0,507	0,507	0.507	0,507	0,507	0,507

 

Загрузка (1) Все пролеты с полной расчетной динамической нагрузкой
ФЭМ	148,1	-148. 1	148,1	-148,1	148,1	-148,1
Расст.	-58,4	0	0	0	0	58.4
СО	0	-29,6	0	0	29,6	0
Расст.	0	9.1	9.1	-9.1	-9.1	0
СО	4,6	0	-4,6	4.6	0	-4,6
Расст.	-1,8	1,4	1,4	-1,4	-1,4	1. 8
СО	0,7	-0,9	-0,7	0,7	0,9	-0,7
Расст.	-0.3	0,5	0,5	-0,5	-0,5	0,3
СО	0,3	-0,1	-0. 3	0,3	0,1	-0,3
Расст.	-0,1	0,1	0,1	-0,1	-0.1	0,1
М	93.1	-167,6	153,6	-153,6	167,6	-93,1
Мидспен M	89. 5		66,2		89,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Загрузка (2) Первый и третий пролеты с расчетной динамической нагрузкой 3/4
ФЭМ	125.4	-125,4	57,3	-57,3	125,4	-125,4
Расст.	-49,4	20.8	20,8	-20,8	-20,8	49,4
СО	10,6	-25,1	-10,6	10.6	25,1	-10,6
Расст.	-4,2	10,9	10,9	-10,9	-10,9	4. 2
СО	5,5	-2,1	-5,5	5,5	2.1	-5,5
Расст.	-2.2	2,3	2,3	-2,3	-2,3	2,2
СО	1,2	-1,1	-1. 2	1,2	1,1	-1,2
Расст.	-0,5	0,7	0,7	-0,7	-0.7	0,5
СО	0,4	-0,2	-0,4	0,4	0,2	-0,4
Расст.	-0.1	0,2	0,2	-0,2	-0,2	0,1
М	86,7	-119	74.5	-74,5	119	-86,7
Мидспен M	83,3		10,6		83,3

 

Загрузка (3) Центральный пролет с расчетной динамической нагрузкой 3/4
ФЭМ	57. 3	-57,3	125,4	-125,4	57,3	-57,3
Расст.	-22,6	-20.8	-20,8	20,8	20,8	22,6
СО	-10,6	-11,4	10,6	-10. 6	11,4	10,6
Расст.	4,2	0,3	0,3	-0,3	-0,3	-4.2
СО	0,1	2.1	-0,1	0,1	-2,1	-0,1
Расст.	-0.1	-0,6	-0,6	0,6	0,6	0,1
СО	-0,3	0	0.3	-0,3	0	0,3
Расст.	0,1	-0,1	-0,1	0,1	0. 1	-0,1
СО	0	0,1	0	0	-0,1	0
Расст.	0	0	0	0	0	0
М	28. 1	-87,7	115	-115	87,7	-28,1
Мидспен M	27,2		71,3		27.2

 

Загрузка (4) Первый пролет, нагруженный 3/4 факторной динамической нагрузки, и предполагается, что балка-плита зафиксирована на поддержка на расстоянии двух пролетов
ФЭМ	125,4	-125,4	57,3	-57. 3
Расст.	-49,4	20,8	20,8	0
СО	10,6	-25	0	10.6
Расст.	-4,2	7,7	7,7	0
СО	3,9	-2,1	0	3. 9
Расст.	-1,5	0,6	0,6	0
СО	0,3	-0,8	0	0.3
Расст.	-0,1	0,2	0,2	0
СО	0,1	-0,1	0	0. 1
Расст.	0	0	0	0
М	85.1	-124,1	86.6	-42,4
Мидспен M	81,5		20,6

 

Загрузка (5) Первый и второй пролеты с расчетной динамической нагрузкой 3/4
ФЭМ	125. 4	-125,4	125,4	-125,4	57,3	-57,3
Расст.	-49,4	0.0	0,0	20,8	20,8	22,6
СО	0,0	-25,1	10,6	0. 0	11,4	10,6
Расст.	0,0	4,4	4,4	-3,5	-3,5	-4.2
СО	2,2	0,0	-1,8	2,2	-2,1	-1,8
Расст.	-0.9	0,5	0,5	0,0	0,0	0,7
СО	0,3	-0,4	0.0	0,3	0,4	0,0
Расст.	-0,1	0,1	0,1	-0,2	-0. 2	0,0
СО	0,1	-0,1	-0,1	0,1	0,0	-0,1
Расст.	0.0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
М	77,6	-146,0	139. 1	-105,7	84.1	-29,5
Мидспен M	74,3		63,7		28,3

 

Макс М —	93.1	-167,7	153,6	-153,6	167,7	-93,1
Макс М +	89,4		71,3		89. 4

 

Положительный и отрицательный факторы моменты для системы плит в направлении расчета нанесены на рис. 13. Отрицательные расчетные моменты принимаются на гранях прямолинейных опор. но не на расстояниях, больших, чем от центров опор. АКИ 318-14 (8.11.6.1)

Рис. 13 Положительные и отрицательные расчетные моменты для Плита-балка (все пролеты, нагруженные полной расчетной динамической нагрузкой, если не указано иное)

а.Проверить, рассчитаны ли моменты выше, можно воспользоваться скидками, разрешенными ACI 318-14 (8.11.6.5) :

Плитные системы в пределах ограничений ACI 318-14 (8.10.2) может привести к уменьшению такой пропорции, чтобы числовая сумма положительных и средних отрицательных моменты не должны превышать суммарный статический момент M _o заданный по Уравнение 8. 10.3.2 в ACI 318-14 :

АКИ 318-14 (8.11.6.5)

 

Проверить применимость прямого проектирования Метод:

 

1. Eсть не менее трех непрерывных пролетов в каждом направлении ACI 318-14 (8.10.2.1)

2.Последовательный пролет длины равны ACI 318-14 (8.10.2.2)

3. От длинных к коротким соотношение 22/17,5 = 1,26 < 2,0 ACI 318-14 (8.10.2.3)

4. Колонка не смещение АКИ 318-14 (8.10.2.4)

5. Нагрузки гравитационные и равномерно распределены с отношением срока службы к мертвому 1,33 < 2,0

АКИ 318-14 (8.10.2.5 и 6)

6. Проверка относительной жесткости плиты перекрытия: ACI 318-14 (8.10.2.7)

Внутренняя панель:

О. К. АКИ 318-14 (Ур. 8.10.2.7а)

Внутренняя панель:

О.К. АКИ 318-14 (уравнение8.10.2.7а)

 

Все ограничения ACI 318-14 (8.10.2) удовлетворены и положения ACI 318-14 (8.11.6.5) можно применять:

АКИ 318-14 (ур. 8.10.3.2)

Кому иллюстрируют правильную процедуру, моменты, учитываемые внутренним пролетом, могут быть уменьшены следующим образом:

Допустимый уменьшение = 183.7/188,8 = 0,973

Скорректированный негативный дизайн момент = 117,6 0,973 = 114,3 фут-тысячи фунтов

Скорректированный позитивный дизайн момент = 71,2 0,973 = 69,3 ft-kip

M _o = 183,7 фут-тысячи фунтов

б. Распределить факторизованные моменты по столбцу и средние полосы:

Отрицательные и положительные факторизованные моменты при критических секции могут быть распределены на полосу колонны и две полусредние полосы плиты-балки по методу прямого расчета (DDM) в 8. 10, при условии что Ур. 8.10.2.7(a) удовлетворен. АКИ 318-14 (8.11.6.6)

Поскольку относительная жесткость балок составляет от 0,2 и 5.0 (см. шаг 2.4.1.6), моменты могут быть распределены по пластинам-балкам как указан в ACI 318-14 (8.10.5 и 6) где:

Факторные моменты при критических разделы сведены в Таблицу 2.

 

Таблица 2 — Боковой распределение факторизованных моментов
		факторизованные моменты (фут-кипс)	Полоса колонки				Моменты за двоих Полусредние полосы** (фут-кипс)
			Процент*	Момент (фут-кипс)	Полоса балки Момент (фут-кипс)	Полоса колонки Момент (фут-кипс)
Конец Пролет	Внешний негатив	60. 2	75	45,2	38,4	6,8	15
	Положительный	89,4	67	59.9	50,9	9,0	29,5
	Внутренний негатив	128,4	67	86	73,1	12.9	42,4
Интерьер Пролет	Отрицательный	117,6	67	78,8	67,0	11,8	38. 8
	Положительный	71,3	67	47,8	40,6	7,2	23,5
*Начиная с α 1 л 2 /л 1 > 1.0 балки должны быть рассчитаны на сопротивление 85 процентам полосы колонны в соответствии с ACI 318-14 (8.10.5.7)
** Та часть учитываемого момента, на которую не оказывает сопротивления полоса столбца назначается двум полусредним полосам

 

а. Определить изгибную арматуру, необходимую для полосы моменты

Арматура на изгиб расчет для полосы колонны концевого пролета внутреннего отрицательного положения указан ниже:

Предположим, что натяжение контролируется сечение ( φ = 0. 9)

Ширина полосы колонны, b = (17,5 x 12) / 2 = 91 дюйм

Использовать среднее значение d = 6 0,75 0,5/2 = 5 дюймов

в ²

Максимальное расстояние ACI 318-14 (8.7.2.2)

Обеспечьте 8–4 стержня с A _s = 1,60 дюйма ² и с = 91/8 = 11,37 дюйма ≤ с _макс.

Расчет арматуры на изгиб для балочной полосы внутренней части концевого пролета отрицательный адрес указан ниже:

Предположим, что натяжение контролируется сечение ( φ = 0.9)

Ширина полосы балки, b = 14 дюймов

Использовать среднее d = 20 0,75 0,5/2 = 19 дюймов

Обеспечить 5–4 стержня с A _s = 1,00 дюйма ²

Все значения в таблице 3 рассчитывается по описанной выше методике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3 — Требуемая арматура плиты для изгиба [Метод эквивалентной рамы (EFM)]
Диапазон Местонахождение		M и (фут-кип)	б * (в.)	д ** (дюймы)	A с Треб. для изгиба (в. 2 )	Мин А с (в. 2 )	Усиление Предоставляется	A s Prov. для изгиба (в. 2 )
Конечный пролет
Полоса балки	Внешний негатив	38,4	14	19.00	0,456	0,608	4 — #4	0,8
	Положительный	50,9	14	18,25	0. 634	0,852	5 — #4	1,0
	Внутренний негатив	73,1	14	19.00	0,881	0.887	5 — #4	1,0
Полоса колонки	Внешний негатив	6,8	91	5,00	0,304	0.983	8 — #4	1,6
	Положительный	9,0	91	5,00	0,403	0,983	8 — #4	1. 6
	Внутренний негатив	12,9	91	5,00	0,580	0,983	8 — #4	1,6
Средняя полоса	Внешний негатив	15.0	159	5,00	0,672	1,717	14 — #4	2,8
	Положительный	29,5	159	5. 00	1.331	1,717	14 — #4	2,8
	Внутренний негатив	42,4	159	5,00	1.926	1,717	14 — #4	2,8
Интерьер Пролет
Полоса балки	Положительный	40,6	14	18. 25	0,503	0,671	4 — #4	0,8
Полоса колонки	Положительный	7,2	91	5.00	0,322	0,983	8 — #4	1,6
Средняя полоса	Положительный	23,5	159	5.00	1. 057	1,717	14 — #4	2,8
* Ширина полосы колонны, b = (17,5 12)/2 — 14 = 91 дюйм
* Ширина средней полосы, b = 22*12-(17.5*12)/2 = 159 дюймов
* Ширина полосы балки, b = 14 дюймов
** Используйте среднее значение d = 6 0,75 0,5/2 = 5,00 дюйма для колонны и средние полосы
** Используйте среднее значение d = 20 — 1,5 — 0,5/2 = 18,25 дюйма для балки полоса Области положительного момента
** Использовать среднее значение d = 20 — 0. 0,5/ф г *б*д , 200/f y *b*d) для балки полоса ACI 318-14 (9.6.1.2)
Мин. A s = 1,333 По требованию, если предусмотрено >= 1,333 Как требуется для полосы ACI 318-14 (9.6.1.3)
с макс. = 2 ч = 12 дюймов < 18 в. АКИ 318-14 (8.7.2.2)

 

б. Рассчитать дополнительную арматуру плиты на колоннах для передачи момента между плитами и колонна по изгибу

Часть несбалансированного момент, передаваемый изгибом, равен γ _f x M _u

Где:

ACI 318-14 (8.4.2.3.2)

b ₁ = Размер критического сечения b _o измеряется в направлении пролета, для которого моменты определены в ACI 318, глава 8.

b ₂ = Размер критического сечения b _o измеряется в направлении, перпендикулярном b ₁ в ACI 318, глава 8.

б _о = Периметр критической секции для двустороннего сдвиг в плитах и ​​фундаментах.

АКИ 318-14 (8.4.2.3.3)

Для внешней стойки:

Рис. 14 Периметры критического сдвига для колонн

Дополнительная арматура плиты на внешней колонне требуется.

Таблица 4 — Дополнительная арматура плиты на колоннах для передачи момента между плитой и столбец [Метод эквивалентного кадра (EFM)]
Диапазон Местонахождение		Действующий ширина плиты, б б (дюйм)	д (в. )	γ f	М у * (фут-кип)	γ f М и (фут-кип)	А с истреб в пределах b b (in. 2 )	А с пров.для изгиб внутри б б (ин. 2 )	Доп.
Конечный пролет
Полоса колонки	Экстерьер Отрицательный	36	5	0. 614	93.1	57.14	2,973	1,187	10-#4
	Интерьер Отрицательный	36	5	0.600	44,5	26,70	1,265	1,387	—
*M u берется по средней линии поддержки в методе эквивалентного кадра.

 

б.Определять поперечная арматура, необходимая для поперечной арматуры на сдвиг полосы балки

расчет поперечного армирования балочной полосы наружного концевого пролета расположение указано ниже.

Рис. 15 Сдвиг в критических сечениях для конца пролет (на расстоянии d от лица колонны)

Требуемый сдвиг при расстояние d от грани опорной колонны V _{u_d} = 31.64 тысяч фунтов (рис. 15).

АКИ 318-14 (22.5.5.1)

∴ Необходимы стремена.

Расстояние от грани колонны сверх которого требуется минимальное армирование:

АКИ 318-14 (22.5.10.1)

О.К.

АКИ 318-14 (22.5.10.1)

АКИ 318-14 (22.5.10.5.3)

АКИ 318-14 (9.6.3.3)

ACI 318-14 (9.7.6.2.2)

Выбрать s _{при условии} = 8-дюймовые хомуты № 4 с первым хомутом, расположенным в расстояние 3 дюйма от лица колонны.

расстояние, где сдвиг равен нулю, рассчитывается следующим образом:

расстояние от опоры, за пределами которого требуется минимальное армирование, равно рассчитывается следующим образом:

расстояние, при котором поперечная арматура не требуется, рассчитывается следующим образом:

Все значения в Таблице 5 рассчитаны на основе описанной выше процедуры.

Таблица 5 – Необходимая ширина Усиление на сдвиг
Расположение пролета	А В, мин /с в 2 /в	A В, требуется /с в 2 /в	с требуется в	с макс. в	Усиление Предоставляется
Конечный пролет
Внешний вид	0.0117	0,0090	34,28	9.13	8 — #4 @ 8 дюймов *
Интерьер	0,0117	0,0225	17,76	9.13	10 — #4 @ 8,6 дюйма
Внутренний пролет
Интерьер	0,0117	0,0158	25,37	9. 13	9 — № 4 @ 8.6 из
* Минимум поперечная арматура регулирует

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неуравновешенный момент от плит-балок на опорах эквивалентной рамы распределяются на фактические колонны выше и ниже плиты-балки в пропорционально относительной жесткости фактических колонн.Ссылаясь на рис. 9, неуравновешенный момент в шарнирах 1 и 2:

Совместное 1 = +93,1 ft-kip

Совместное 2 = -119 + 74,5 = -44,5 ft-kip

коэффициенты жесткости и переноса фактических колонн и распределение неуравновешенные моменты внешних и внутренних колонн показаны на рис. 9.

Рисунок 16 – Моменты колонны (неуравновешенные моменты от Плита-Балка)

 

Итого:

Момент дизайна в экстерьере столбец = 55.81 фут-кип

Дизайн момент во внутренней колонне = 24,91 ft-kip

определенные выше моменты комбинируются с учитываемыми осевыми нагрузками (для каждого этаж) и учитываемые моменты в поперечном направлении для расчета колонны разделы. Подробный анализ для получения значений моментов на забое внутренние, внешние и угловые колонны из значений неуравновешенного момента могут быть можно найти в примере проектирования двухсторонней плоской плиты бетонной плиты перекрытия.

Конструкция внутренние, краевые и угловые колонны объясняются в примере проектирования двухсторонней плоской бетонной плиты перекрытия.

Сопротивление сдвигу плиты в непосредственной близости колонн/опор включает оценку одностороннего сдвига (действие балки) и двусторонняя резка (продавливание) в соответствии с ACI 318 Глава 22.

Односторонний сдвиг является критическим при на расстоянии d от лица колонны. На рис. 17 показан V _u при критические секции вокруг каждой колонки. Так как нет сдвига арматуры, расчетная несущая способность сечения равна расчетной способность бетона к сдвигу:

ACI 318-14 (ур.22.5.1.1)

Где:

ACI 318-14 (ур. 22.5.5.1)

λ = 1 для нормального бетона

Потому что φV _c > В _и вообще критические сечения, плита о.к . при одностороннем сдвиге.

Рис. 17 Односторонний сдвиг в критических сечениях (при расстояние d от поверхности опорной колонны)

Двусторонний сдвиг является критическим для прямоугольного сечения расположен на d _плите /2 от лицевой стороны колонны. То вычислена факторизованная сила сдвига V _u в критическом сечении как реакция в центре тяжести критического сечения за вычетом собственного веса и любая наложенная поверхностная постоянная и временная нагрузка, действующая в пределах критического раздел.

Фактор неуравновешенного момента, используемый для сдвига передача, M _unb , рассчитывается как сумма шарнирных моментов влево и вправо. Момент вертикальной реакции относительно также учитывается центр тяжести критического сечения.

Для внешней стойки:

Для внешний столбец на рисунке 18, положение центральной оси z-z:

 

 

Полярный момент J _c периметра сдвига это:

 

 

ACI 318-14 (ур. 8.4.4.2.2)

Длина критического периметра для экстерьера столбец:

ACI 318-14 (Р.8.4.4.2.3)

АКИ 318-14 (таблица 22.6.5.2)

О.К.

 

Для интерьера столбец:

Для внутренний столбец на рисунке 19, положение центральной оси z-z:

 

 

 

 

 

 

Полярный момент J _c периметра сдвига это:

 

 

ACI 318-14 (ур.8.4.4.2.2)

Длина критического периметра для экстерьера столбец:

АКИ 318-14 (таблица 22.6.5.2)

О. К.

Так как плита толщина была выбрана на основе таблиц минимальной толщины плиты в ACI 318-14 расчет прогиба не требуется.Однако расчеты немедленных и зависящих от времени отклонений рассматриваются в этом разделе для иллюстрация и сравнение с результатами модели spSlab.

Расчет прогиба для двухсторонних плит является сложной задачей, даже если линейное упругое поведение можно предположить. Анализ эластичности для трех уровней эксплуатационной нагрузки ( D, D + L _{устойчивая} , D+L _Full ) используется для получения немедленных отклонений двустороннего плита в этом примере.Тем не менее, другие процедуры могут быть использованы, если они приводят к предсказания отклонения в разумном согласии с результатами комплексные тесты. АКИ 318-14 (24.2.3)

эффективный момент инерции ( I _e ) используется для учета Влияние растрескивания на изгибную жесткость плиты. I _и для участок без трещин ( M _cr > M _a ) равен I _g .Когда секция треснула ( M _cr < M _a ), то следует использовать следующее уравнение:

ACI 318-14 (ур. 24.2.3.5a)

Где:

M _a = Максимальный момент в стержне из-за эксплуатационных нагрузок на стадии прогиба составляет вычислено.

рассчитываются значения максимальных моментов для трех уровней эксплуатационной нагрузки из структурного анализа, как показано ранее в этом документе.Эти моменты показано на рисунке 20.

Рис. 20 Максимальные моменты для Три уровня сервисной нагрузки

Для положительного моментного (среднепролетного) участка внешний пролет:

АКИ 318-14 (ур. 24.2.3.5б)

АКИ 318-14 (ур. 19.2.3.1)

y _t = Расстояние от центральной оси сечения брутто, без учета армирования, на растянутую поверхность, дюйм.

Рисунок 21 I _г расчет сечения плиты возле опоры

PCA Примечания к ACI 318-11 (9.5.2.2)

Как рассчитанная ранее положительная арматура для торцевой полосы рамы представляет собой 22 стержня № 4, расположенных на расстоянии 1,0 дюйма вдоль сечения плиты от нижней части плита и 4 стержня №4, расположенные на расстоянии 1,75 дюйма вдоль сечения балки снизу пучка. Пять стержней сечения плиты не являются непрерывными и будут исключены из расчета I _кр . На рис. 22 показаны все параметры, необходимые для расчета момента инерции участка с трещиной превращается в бетон в середине пролета.

 

Рис. 22 Треснувший Преобразованный Секция (секция положительного момента)

АКИ 318-14 (19.2.2.1.а)

PCA Примечания к ACI 318-11 (таблица 10-2)

Для секции с отрицательным моментом (возле внутреннего опора концевого пролета):

отрицательное армирование торцевой полосы рамы возле внутренней опоры представляет собой 27 стержней № 4, расположенных на расстоянии 1,0 дюйма вдоль сечения от верха плиты.

АКИ 318-14 (ур. 24.2.3.5б)

АКИ 318-14 (ур. 19.2.3.1)

Рисунок 23 I _г расчет сечения плиты возле опоры

 

АКИ 318-14 (19.2.2. 1.а)

PCA Примечания к ACI 318-11 (таблица 10-2)

ПТС Примечания к ACI 318-11 (Таблица 10-2)

PCA Примечания по ACI 318-11 (таблица 10-2)

ПТС Примечания к ACI 318-11 (Таблица 10-2)

Рисунок 24 Преобразованная секция с трещинами (внутренняя секция с отрицательным моментом для концевого пролета)

 

Эффективный момент инерции процедура, описанная в Кодекс считается достаточно точным для оценки отклонений.То эффективный момент инерции I _e был разработан для обеспечения переход между верхней и нижней границами I _g и I _cr как функция отношения M _cr /M _a . Для условно усиленные (ненапряженные) элементы, эффективный момент инерции I _e , рассчитывается по уравнению. (24.2.3.5a), если только это не получено более полным анализ.

I _и должны быть разрешено принимать в качестве значения, полученного из уравнения(24.2.3.5a) в середине пролета для простые и неразрезные пролетные строения, а также на опорах консолей. АКИ 318-14 (24.2.3.7)

Для непрерывных односторонних плит и балки. I _e допускается принимать как среднее значения, полученные из уравнения (24.2.3.5a) для критических положительных и отрицательных Моментные секции. АКИ 318-14 (24.2.3.6)

Для наружного пролета (пролет с одним сплошным концом) с уровнем рабочей нагрузки ( D+LL _полный ):

АКИ 318-14 (24.2.3.5а)

Где I _e ^— — эффективный момент инерции участок критического отрицательного момента (у опоры).

Где I _и ⁺ — эффективный момент инерции для критического сечения с положительным моментом (средний размах).

С жесткость промежуточного пролета (включая эффект растрескивания) оказывает доминирующее влияние на прогибы, среднее сечение широко представлено в расчете I _e и это считается удовлетворительным при приближенных расчетах прогиба.Усредненный эффективный момент инерции ( I _e,avg ) дано:

ПТС Примечания к ACI 318-11 (9.5.2.4(1))

Где:

Для внутреннего пролета (пролет с двумя сплошными концами) с уровнем рабочей нагрузки ( D+LL _полный ):

АКИ 318-14 (24.2.3.5а)

Усредненный эффективный момент инерции ( I _e,avg ) определяется по формуле:

PCA Примечания к ACI 318-11 (9.5.2.4(2))

Где:

Таблица 6 предоставляет сводку требуемых параметров и расчетных значений, необходимых для прогибы для внешней и внутренней эквивалентной рамы. Он также обеспечивает сводка тех же значений для полосы столбца и средней полосы для облегчения расчет прогиба панели.

 

 

Таблица 6 Расчет среднего эффективного момента инерции
Для рамы Полоса
Пролет	зона	я г , дюйма 4	я кр , дюйма 4	М и , футов-кип			М кр , тыс. футов	я и , дюйм 4			I е, среднее , в. 4
				Д	Д + ЛЛ Сус	Д + л полный		Д	Д + ЛЛ Сус	Д + л полный	Д	Д + ЛЛ Сус	Д + л полный
доб.	Левый	9333	7147	-30.61	-30,61	-66,92	36,89	9333	9333	7513	22761	22761	22693
	Мидель	25395	2282	27. 19	27.19	59,43	63.14	25395	25395	25395
	Справа	9333	7331	-58.35	-58,35	-127,56	36,89	7837	7837	7380
Междунар.	Левый	9333	7331	-52.93	-52,93	-115,73	36,89	8009	8009	7396	20179	20179	19995
	Середина	25395	1553	18. 06	18.06	44,57	63.14	25395	25395	25395
	Справа	9333	7331	-52.93	-52,93	-115,73	36,89	8009	8009	7396

 

Прогибы в двусторонних системах плит должны быть рассчитываются с учетом размеров и формы панели, условий поддержка и характер ограничений по краям панели. Для немедленных отклонений двухсторонние системы перекрытий прогиб рассчитывается как сумма прогибов в середине пролета полосы колонны или линия столбца в одном направлении (Δ _cx или Δ _cy ) и прогиб в середине пролета средней полосы в ортогональном направлении (Δ _{м x} или Δ _мой ). На рис. 25 показано вычисление отклонения для прямоугольная панель. Среднее значение Δ для панелей, имеющих разные свойств в двух направлениях рассчитывается следующим образом:

 

ПТС Примечания к ACI 318-11 (9.5.3.4 Уравнение 8)

Рис. 25 Расчет прогиба для прямоугольной панели

Кому вычислить каждый член предыдущего уравнения, следующая процедура должна быть использовал. На рис. 26 показана процедура расчета члена Δ _cx . та же процедура может быть использована для нахождения других терминов.

Рисунок 26 Δ _cx расчет процедура

Для наружного пролета — обслуживание статическая нагрузка:

ПТС Примечания к ACI 318-11 (9.5.3.4 Уравнение 10)

Где:

 

АКИ 318-14 (19.2.2.1.а)

I _{кадр, усредненный} = Усредненный эффективный момент инерции ( I _e,avg ) для полосы рамы для стационарной рабочей нагрузки из таблицы 6 = 22761 дюйм ⁴

ПТС Примечания к ACI 318-11 (9.5.3.4 Уравнение 11)

Где ЛДФ _с — коэффициент распределения нагрузки на полосу колонны. Распределение нагрузки коэффициент для полосы колонны можно найти из следующего уравнения:

И распределение нагрузки коэффициент для средней полосы можно найти из следующего уравнения:

Для концевой пролет, LDF _{для внешней отрицательной области (LDF L ), внутренний отрицательная область (LDF R ) и положительная область (LDF L ⁺ ) равны 0. 75, 0,67 и 0,67 соответственно (из таблицы 2 настоящего документа). Таким образом, коэффициент распределения нагрузки на полосу колонны для концевого пролета равен предоставлено:}

I _{к, г} = Общий момент инерции ( I _г ) для полосы колонны (для Т-образной секции) = 20040 дюймов ⁴

I _{рама, г} = Общий момент инерции ( I _г ) для полосы рамы (для таврового сечения) = 25395 дюймов. ⁴

ПТС Примечания к ACI 318-11 (9.5.3.4 Ур. 12)

Где:

 

 

K _ec = эффективная жесткость колонны для внешней колонны.

= 764 х E _c = 2929 x 10 ⁶ дюйм-фунт (рассчитано ранее).

 

ПТС Примечания к ACI 318-11 (9. 5.3.4 Уравнение 14)

 

Где:

 

 

Где

 

 

 

K _ec = эффективная жесткость колонны для внутренней колонны.

= 631 х E _c = 2419 x 10 ⁶ дюйм-фунт (рассчитано ранее).

 

 

 

Где:

 

 

ПТС Примечания к ACI 318-11 (9.5.3.4, уравнение 9)

 

 

Читаю та же процедура, Δ _{m x} можно рассчитать для среднего полоска. Эта процедура повторяется для эквивалентного кадра в ортогональном направление для получения Δ _cy , и Δ _my для концевых и средних пролетов для других уровней нагрузки ( D+LL _sus и D+LL _полный ).

Предполагая квадратная панель, Δ _cx = Δ _cy = 0,009 дюйм и Δ _{м x} = Δ _мой = 0,021 дюймов

средний Δ для угловой панели рассчитывается следующим образом:

Исследование поведения двух фиксированных концевых балок, отлитых из композита HPFRCC

https://doi.org/10.1016/j.cscm.2020.e00466Получить права и содержание

Abstract

В этой статье исследовано влияние высокоэффективного фиброцементного композита (HPFRCC), состоящего из стальных волокон, на поведение при изгибе двух бетонных балок с фиксированными концами. Были отлиты и испытаны шесть балок, включая две эталонные и четыре балки с 1 % и 2 % стальной фибры. Расстояние между стременами в пластической зоне рассматривалось как одна переменная. Схема смешения была рассчитана таким образом, чтобы прочность образцов на сжатие была близкой друг к другу. Тип нагружения статический и в середине пролета. Были установлены две неподвижные концевые балки с чистым пролетом и двумя жесткими колоннами по бокам, соединенными с рамой с помощью болтов для обеспечения жесткости опор. Результаты показали, что пластичность и поглощение энергии балок были увеличены до 47 и 42 % при замене обычного бетона на 1 % волокон HPFRCC, и эти величины увеличились до 66 и 85 % для балок с закрытым расстоянием между хомутами в пластической зоне и HPFRCC. бетона, пластичность и поглощение энергии образцов, отлитых с 2 % волокон HPFRCC, были увеличены до 76 и 174 % при расстоянии между скобами 100 мм и 89 % и 218 % были увеличены при расстоянии между скобами 50 мм в образцах HPFRCC.Кроме того, пластическая длина была увеличена до 35 и 47 % за счет использования 1 и 2 % бетона HPFRCC соответственно. При этом предельные нагрузки образцов увеличились с 52 до 76 % в бетонах с 1 и 2 % фибры. Таким образом, разнесенные хомуты и процент волокна были эффективны для структурных и рабочих параметров балки.

Ключевые слова

Полужесткий

HPFRCC

Пластичность

Пластиковый шарнир

Поглощение энергии

Рекомендованные статьиСсылки на статьи (0)

© 2020 The s.Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Более 25 типов балок, используемых в строительстве

Что такое луч?

Балки представляют собой горизонтальные элементы конструкции, которые противодействуют вертикальным нагрузкам, приложенным вдоль оси балки, и сопротивляются поперечной силе и изгибающему моменту , вызванным приложенной нагрузкой.

Балка — это конструктивный элемент, у которого один размер намного больше двух других, и на него действует система внешних сил, действующих под прямым углом к ​​его оси.

Они хорошо поддерживаются на одном или нескольких концах. Эффективная длина балки между двумя концевыми опорами называется пролетом.

Они передают нагрузку, приложенную вдоль оси балки, на такие опоры, как колонны , стены и фундаменты.

Балки определяются формой поперечного сечения, условиями равновесия, способом поддержки, длиной и конструкционным материалом.

В этой статье мы познакомимся с различными типами балок, используемых в строительстве.

Типы балок

В зависимости от состояния поддержки

Просто поддерживаемая балка

Балка называется свободно опертой, если оба конца этой балки свободно опираются на опоры.

Как видно из названия, это один из самых простых и наиболее важных типов балки, имеющей шарнирную опору на одном конце и роликовую опору на противоположном конце.

В зависимости от типа нагрузки эта балка испытывает как поперечную силу, так и изгибающий момент.

Фиксированная балка

Если оба конца балки закреплены или встроены для сопротивления вращению, такая балка называется фиксированной. Этот луч не допускает горизонтального, вертикального и вращательного движения.

На торцевых соединениях также предусмотрены усиления для ограничения вращения балки.

Все многоэтажные дома состоят из несъемных балок, но способ их крепления выглядит по-разному.

Над подвесной балкой

Балка, одна или обе концевые части которой выходят за пределы опор, называется нависающей балкой.

Обычно балки на обоих концах поддерживаются колоннами, но нависающая балка с одного конца выходит за пределы опоры. Эти балки в основном используются на балконах.

Непрерывная балка

Эта балка имеет более двух опор, обозначенных как неразрезные балки. Крайние левая и правая опоры называются концевыми опорами, а остальные известны как промежуточные опоры.

Преимущества

1. Неразрезная балка имеет меньший чистый изгибающий момент, чем простая балка.Значительный момент в середине пролета уменьшается за счет отрицательного момента на концах.
2. Имеет меньший прогиб по сравнению со свободно опертой балкой.
3. Обеспечивает больший пролет, чем просто поддерживаемая балка.
4. Несущая способность по вертикали выше при том же пролете, что и у свободно опертой балки.
5. Для одного и того же пролета глубина сечения может быть меньше, чем у свободно опертой балки.

Недостатки

1. Его анализ и процедура проектирования сложны.
2. В основном сборные элементы имеют сложную конструкцию.
3. Требуется надлежащее описание максимального изгибающего момента и поперечной силы, возникающих на опорах.
4. Развитие вторичных напряжений из-за температурных и временных эффектов, таких как усадка, ползучесть, осадка опоры.
5. Увеличенное укорочение может привести к возникновению боковых сил на опорной стойке.

Консольная балка

Эта балка фиксированная или встроенная на одном конце и свободная на другом конце относится к консольной балке. В консольной балке нет реакции на закрепленном конце.

В зависимости от формы поперечного сечения

Прямоугольная балка

Эти балки имеют прямоугольную форму поперечного сечения, широко применяемую в железобетонных строительных или каркасных конструкциях.

Эти балки испытывают сжатие в верхней части и растяжение в нижней части. Поэтому в нижней части предусмотрено дополнительное усиление.

См. также – Разница между балкой с одинарным и двойным армированием

Т-балка

Эти балки напоминают по форме заглавную букву Т и состоят в основном из монолитных железобетонных плит .

Для повышения прочности бетона на сжатие иногда также строится изолированная тавровая балка.

Кроме того, в зависимости от приложенной нагрузки может быть построена перевернутая тавровая балка. Тавровая балка помогает значительно уменьшить прогиб и предлагает выбрать больший пролет по сравнению с прямоугольной балкой.

L – Балка

Эти балки предусмотрены по периметру конструкции и залиты монолитно ж/б плитой.Таким образом, он действует как L-образный луч, а не как прямоугольный луч.

Вы можете найти эти балки по периметру здания, где плита не выступает за ось балки.

I – Балки

Двутавровая балка напоминает форму «I» и является важным элементом стальной конструкции. Он состоит из двух фланцев, объединенных стенкой. Эти балки в основном используются для стальных конструкций, опорных рам мостов и т. д.

Двутавровые балки

Двутавровая балка напоминает заглавную букву «Н» и является важным элементом стальной конструкции, изготовленной из стального проката.Двутавровые балки обычно используются в коммерческих и жилых зданиях из-за их превосходных механических свойств.

См. также – Двутавровая балка и двутавровая балка – 15 Различия между двутавровой и двутавровой балками

Ферменная балка

Эти балки изготовлены из стали в виде фермы, известной как ферменная балка. Ферменные балки в основном используются для больших помещений, таких как открытые навесы, навесы для мастерских и складские навесы.

На основе условий равновесия

Статически определимая балка

Если условий равновесия достаточно для расчета сил реакции из-за приложенной нагрузки, балка называется статически определимой.

В этих типах балок количество неизвестных сил реакции равно номеру уравнения равновесия.

Эти балки в основном используются в мостах, потому что изменение температуры может вызвать значительные напряжения в мосте.

Статически неопределимая балка

Балка называется статически неопределимой, если условия равновесия недостаточны для расчета сил реакции от приложенной нагрузки.

Количество неизвестных сил реакции в этих балках не равно номеру уравнения равновесия.

Условия, когда мы обеспечиваем дополнительную поддержку конструкции, чем требуется, делают ее статически неопределимой.

Дополнительные опоры обеспечивают устойчивость и повышают жесткость конструкции. Например, в фермах мы добавляем диагональные элементы для обеспечения устойчивости.

Преимущества

• Обычно в неопределенных конструкциях напряжения меньше.
• Из-за большей жесткости, меньший прогиб в неопределенной конструкции по сравнению с определенной конструкцией.
• Статически неопределимые конструкции допускают распределение нагрузки, что означает, что в случае выхода из строя любого элемента в такой системе нагрузка будет перераспределена на другой элемент, и конструкция не разрушится.

Статически определимая структура ни лучше, ни хуже по сравнению со статически неопределимой системой. Судя по деталям, он может быть более эффективным или более уязвимым.

На основе конструкционного материала

Железобетонная балка

Эти балки изготовлены из бетона, в котором в качестве арматуры расположены стальные стержни.Балки из железобетона являются неотъемлемой частью каркасной конструкции и обычно используются в строительстве зданий.

Если балка скрыта в железобетонном перекрытии, она называется перекрытой балкой , скрытой балкой или плоской балкой.

Стальная балка

Эти балки изготовлены из стали, в основном используемой в промышленном строительстве и быстровозводимых зданиях.

Эти прочные, долговечные и легкодоступные балки позволяют быстрее возводить конструкцию.

Деревянная балка

Эти балки сделаны из дерева и использовались в старые времена.Сейчас применение этих балок в строительной отрасли значительно сократилось.

Составная балка

Составные балки состоят из двух или более различных материалов, например, стали и бетона.

На основе геометрии

Прямые балки

Как следует из названия, эти балки имеют прямую форму, а максимальное количество балок в конструкциях — прямые балки.

Изогнутая балка

Как следует из названия, балки с изогнутым профилем по всей длине известны как криволинейные балки.Эти балки используются в зданиях изогнутой или круглой формы.

Коническая балка

Эти балки имеют конические профили по всей длине, известные как конические балки.

На основе метода строительства

Монолитные бетонные балки

Эти виды заливки на месте, для которых сначала устанавливается опалубка желаемой формы, затем на нее заливают свежий бетон и дают высохнуть.Затем проводится отверждение до тех пор, пока бетон не наберет требуемую прочность.

Сборная железобетонная балка

Эти типы балок изготавливаются на заводах-изготовителях в контролируемых условиях. Так что качество таких балок лучше, чем построенных на месте.

Сборные железобетонные балки могут иметь различную форму, например Т-образную, L-образную, двойную Т, перевернутую Т и т. д.

Предварительно напряженная бетонная балка

Балка из предварительно напряженного бетона представляет собой тип балки из железобетона, в которой внутренние напряжения индуцируются перед использованием для сопротивления растягивающим напряжениям, возникающим в бетоне из-за нагрузки.

Бетонная балка с предварительным натяжением и бетонная балка с пост-напряжением являются типами этой балки.

См. также – Разница между предварительным и постнатяжением

Другие типы

Глубокая балка

В соответствии с кодом ACI эти лучи имеют большую глубину, чем обычные лучи, а их отношение чистого пролета к глубине меньше четырех.

Значительные нагрузки передаются на опоры за счет слияния сил сжатия, и реакции, приводящие к распределению деформации, больше не меньше, чем у традиционных балок.

Балка

Эти балки изготовлены из стальных профилей и в основном используются для перевозки тяжелых грузов.

Перемычка

Балки перемычки являются неотъемлемой частью конструкции в строительстве зданий для поддержки кирпичной кладки над дверями, окнами и другими проемами.

Чтобы узнать больше о перемычке, посетите сайт – Что такое перемычка? – Функция и тип

Цокольная балка Цокольная балка

является важным элементом надстройки в строительстве зданий, предусмотренным на уровне земли или над ним, или уровень цоколя известен как цокольная балка.

Чтобы узнать больше о цокольных балках, пожалуйста, прочтите – Что такое цокольная балка? – Защита цоколя, разница между цокольной балкой и стяжной балкой

Анкерная балка

Эти балки, соединяющие две или более колонн на любой высоте в конструкции, относятся к анкерным балкам.

Угловая балка

Эти балки сооружаются на уровне земли или на уровне земли, что называется балкой на уровне земли. Чтобы узнать больше об уклонной балке — Угловая балка — Фундамент с уклонной балкой — Процесс строительства, преимущества и недостатки

Также прочитайте

Более 25 типов колонн, используемых в строительстве

Разница между растяжением и сжатием.

Расчет нагрузки на колонну – Расчет нагрузки на колонну, балку, стену и перекрытие

Что такое длина круга? Как рассчитать? – Полное руководство

Что такое длина разработки? – Полное руководство

.