Усиление колонн металлической обоймой
Колонны представляют собой прочные стержневые элементы. Их работа направлена на продольный изгиб и сжатие. Они отличаются значительным запасом прочности. Но с течением времени колонны начинают разрушаться и требовать ремонта. В этих случаях выполняют их усиление. Такая процедура обычно требуется после появления коррозии на опорах, узлах башмаков и горизонтальных элементах решетки.
Чаще всего в этих целях используют метод усиления при помощи металлических обойм. Этот способ позволяет осуществить процедуру за короткий срок. При этом практически не уменьшается пространственный объем помещений. Метод получил распространение благодаря простоте и эффективности. Металлические обоймы состоят из:
- соединительных планок;
- уголковых стоек;
- опорных подкладок.
Стальные уголки имеют высоту, равную высоте колонны. При усилении обоймы выполняют двойную функцию. Первая — заключается в сдерживании поперечных деформаций колонны.
Сдерживание поперечных деформаций осуществляют планки стальных обойм. Принятие вертикальной нагрузки — выполняют уголковые стойки. Объемное напряжение можно увеличить, если в планках вызвать предварительное напряжение. Этого можно добиться при помощи электронагревания, применения натяжных гаек или попарного стягивания. Аналогичными способами можно увеличить степень включения в работу вертикальных уголков.
При усилении колонн многоэтажных домов нужно учитывать появление реакций распорок на нижних этажах. Они провоцируют возникновение дополнительных нагрузок на нижележащие перекрытия. По этой причине усиление нужно начинать с наиболее нижних колонн.
На практике эта операция представляет собой установку внешней конструкции. Ее несущие элементы имеют вид вертикальных уголков. Их устанавливают на крепкий цементный раствор по четырем углам сооружения. В точках установки подкладок арматуру колонн оголяют. Затем ее приваривают к стойке и подкладке обоймы.
Надежность конструкции будет более высокой, если все 4 планки будут приварены на одной высоте. Вслед за этим над ней выполняют следующий пояс. Самый последний из них закрепляют под потолком. В итоге всю колонну с равным шагом будет окутывать металлическая обвязка.
Наша компания обладает значительным опытом в этой области. При необходимости на требующемся объекте мы выполним усиление колонн с помощью металлических обойм. Для нас неважно место выполнения работ. Мы готовы выполнить усиление колонн внутри и снаружи здания, в частном доме и многоэтажке, на промышленных и гражданских объектах.
УСИЛЕНИЕ КОЛОНН СТАЛЬНЫМИ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМИ ОБОЙМАМИ
Колонны обычно усиливают стальными обоймами (рис. 1, а) или железобетонными обоймами (рис. 1, б). Каменную кладку иногда усиливают также и армированными штукатурными обоймами.
Железобетонные колонны крайних рядов (у которых 4-стороннее нара-щивание не всегда возможно осуществить) вместо обойм усиливают рубашками, а колонны, работающие на внецентренное сжатие с большими эксцентриситетами, усиливают также односторонним или двусторонним наращиванием, подобно изгибаемым элементам.
Рис.1. Усиление колонн: а — металлическая обойма, б — железобетонная обойма.
Обоймы выполняют двойную функцию:
- сдерживают поперечные деформации усиливаемого элемента, т. е. повышают его прочность на сжатие за счет объемного напряжения,
- и воспринимают часть вертикальной нагрузки, т. е. частично разгружают усиливаемый элемент.
Примечание!!! Функцию сдерживания поперечных деформаций выполняют планки стальных обойм и поперечная арматура (хомуты) железобетонных обойм, функцию восприятия вертикальной нагрузки – соответственно вертикальные уголки и бетон с продольной (вертикальной) арматурой.
Степень объемного напряжения можно повысить, если в планках создать предварительное напряжение (натяжными гайками, электронагревом, попарным стягиванием). Предварительным напряжением можно также повысить и степень включения в работу вертикальных уголков стальных обойм.
Одним из самых простых способов такого преднапряжения является установка заранее перегнутых уголков с последующим их выпрямлением за счет горизонтального стягивания (рис. 2).
После выпрямления уголки превращаются в распорки и в них возникает сжимающее усилие , на величину которого происходит разгружение колонны.
Здесь 0,9 – коэффициент условий работы, учитывающий потери напряжений от обмятия, Аsc – суммарная площадь поперечного сечения уголков, i = tgα.
Приведенная формула справедлива, разумеется, только при наличии надежных упоров в торцах уголков с самого начала их стягивания. Подобным способом эффективно усиливать колонны, работающие как с малыми (а), так и с большими (б) эксцентриситетами.
При усилении колонн многоэтажных зданий следует помнить о том, что нижние реакции распорок на промежуточных этажах создают дополнительные нагрузки на нижележащие перекрытия, поэтому усиление нужно выполнять, начиная с самых нижних колонн.
Рис.2. Усиление колонны предварительно напряженной подпоркой.
При усилении стальными обоймами последние рассматривают как самостоятельные конструкции, в которых несущими элементами являются вертикальные уголки, а планки играют ту же роль, что и планки стальных решетчатых колонн.
Иными словами, положительным влиянием планок на поперечные деформации бетона усиливаемой колонны пренебрегают.
Наибольший эффект усиления достигается при использовании преднапряженных обойм-распорок, которые можно использовать без разгружения колонн. Проектируя их, следует, однако, помнить о том, чтобы усилие Nsp не продавило опорные поверхности перекрытий (покрытия) и не оторвало от колонны сами перекрытия (покрытие), и о том, что стадия монтажа (стягивания вертикальных уголков) является наиболее невыгодной в работе распорок, так как уголки еще не соединены планками и их гибкость велика.
При отсутствии преднапряжения стальные обоймы имеет смысл применять только при условии частичного или полного разгружения колонн (что далеко не всегда возможно осуществить) и при условии плотной подклинки зазоров между концами уголков и опорными поверхностями.
Тогда при действии дополнительной нагрузки уголки следует рассчитывать на основе равенства их продольных деформаций с деформациями железобетонной колонны (точнее всего – совмещая диаграммы сжатия стали и бетона данного класса).
Понятно, что чем меньше нагрузки снято с колонны, тем меньше напряжения в уголках обоймы, тем менее эффективно работает обойма.
При усилении железобетонными обоймами поперечное сечение, если пользоваться рекомендациями справочников (весьма спорными), можно рассчитывать как монолитное с соответствующими коэффициентами условий работы бетона и арматуры наращённой части и с поправками на разные классы бетона старой и новой частей сечения.
Передавать нагрузку на элемент усиления удобнее всего через горизонтальные (упорные) уголки, которые через тонкий выравнивающий слой раствора следует плотно прижать к опорным поверхностям соответствующих конструкций – балок, перемычек, фундаментов и т. п., а затем приварить к вертикальным уголкам (рис.
3).Рис.3. Схема передачи нагрузки на усиляющий элемент.
Однако возможности передавать нагрузку на вертикальные уголки существенно ограничены, о чем всегда следует помнить:
- Во-первых, при усилении промежуточных колонн многоэтажных зданий нагрузка от уголков будет передаваться на нижележащие перекрытия. Для такой передачи должна быть уверенность в том, что эти перекрытия в состоянии воспринять дополнительную нагрузку.
- Во-вторых, чтобы передать хотя бы часть нагрузки, необходимо эту часть с перекрытия (покрытия) предварительно снять.
Наконец, в многоэтажных зданиях, чтобы загрузить уголки обоймы нижнего этажа, мало разгрузить перекрытия всех этажей, нужно еще усилить обоймами все выше расположенные колонны, уголки которых будут передавать по цепочке нагрузку на нижнюю обойму.
Если обоймы на выше расположенных колоннах не установить, то на уголки нижней колонны будет передаваться только та часть нагрузки, которая была временно снята с перекрытия одного нижнего этажа.
В силу перечисленных причин использовать в полной мере несущую способность вертикальных уголков без их предварительного напряжения удается крайне редко.
Если вертикальные уголки неплотно и неравномерно прижаты к поверхностям усиливаемого элемента, то последний имеет возможность беспрепятственно деформироваться в поперечном направлении до тех пор, пока не исчезнет зазор, – только тогда планки начнут вступать в работу.
При таком качестве исполнения (к сожалению, не редком) проку от усиления почти нет.
Поэтому при усилении стальными обоймами всегда необходимо предусматривать мероприятия, заставляющие планки немедленно включаться в работу.
Одним из них может быть прижатие уголков инвентарными струбцинами до начала приварки к ним планок, другим – предварительное напряжение планок электронагревом или натяжными гайками (в последнем случае планками являются круглые стержни с резьбой на одном конце).
При этом между поверхностями уголков и усиливаемой конструкции следует проложить выравнивающий слой раствора.
Данные требования особенно относятся к усилению каменных или бетонных простенков, образуемых в существующих стенах при устройстве в них новых проёмов.
При пробивке таких проемов перфораторами (отбойными молотками) образуются «рваные» края, зазоры между уголками и поверхностями простенков достигают нескольких сантиметров и стальная обойма, по существу, становится лишь декорацией.
На Заметку!!! Поэтому новые проемы в стенах следует не пробивать, а прорезать дисковой пилой.
Далее, при редком расположении планок разрушение усиливаемого элемента может произойти в промежутках между ними. Поэтому планки по высоте необходимо располагать с шагом не более 500 мм и не более наименьшего размера поперечного сечения усиливаемого элемента.
Рис.4. Схема стягивания поперечных планок стальной обоймы.
Наконец, с увеличением ширины простенков влияние планок, расположенных по коротким сторонам сечения, уменьшается. Поэтому, если ширина простенка превышает его толщину в два раза и более, то длинные планки необходимо стягивать попарно болтами, которые играют роль внутренних планок (рис. 4). Их пропускают через отверстия в кладке с шагом не более 0,75 м по высоте и не более двойной толщины простенка (но не более 1 м) по ширине.
Навигация по записям
Усиление железобетонных колонн стальными обоймами
УСИЛЕНИЕ КОЛОНН СТАЛЬНЫМИ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМИ ОБОЙМАМИ
Автор: admin · Опубликовано 07.12.2017 · Обновлено 19.12.2018
Колонны обычно усиливают стальными обоймами (рис. 1, а) или железобетонными обоймами (рис. 1, б). Каменную кладку иногда усиливают также и армированными штукатурными обоймами.
Железобетонные колонны крайних рядов (у которых 4-стороннее нара-щивание не всегда возможно осуществить) вместо обойм усиливают рубашками, а колонны, работающие на внецентренное сжатие с большими эксцентриситетами, усиливают также односторонним или двусторонним наращиванием, подобно изгибаемым элементам.
Рис.1. Усиление колонн: а — металлическая обойма, б — железобетонная обойма.Обоймы выполняют двойную функцию:
- сдерживают поперечные деформации усиливаемого элемента, т. е. повышают его прочность на сжатие за счет объемного напряжения,
- и воспринимают часть вертикальной нагрузки, т. е. частично разгружают усиливаемый элемент.
Примечание. Функцию сдерживания поперечных деформаций выполняют планки стальных обойм и поперечная арматура (хомуты) железобетонных обойм, функцию восприятия вертикальной нагрузки – соответственно вертикальные уголки и бетон с продольной (вертикальной) арматурой.
Степень объемного напряжения можно повысить, если в планках создать предварительное напряжение (натяжными гайками, электронагревом, попарным стягиванием). Предварительным напряжением можно также повысить и степень включения в работу вертикальных уголков стальных обойм.
Одним из самых простых способов такого преднапряжения является установка заранее перегнутых уголков с последующим их выпрямлением за счет горизонтального стягивания (рис. 2).
После выпрямления уголки превращаются в распорки и в них возникает сжимающее усилие , на величину которого происходит разгружение колонны.
Здесь 0,9 – коэффициент условий работы, учитывающий потери напряжений от обмятия, Аsc – суммарная площадь поперечного сечения уголков, i = tgα .
Приведенная формула справедлива, разумеется, только при наличии надежных упоров в торцах уголков с самого начала их стягивания. Подобным способом эффективно усиливать колонны, работающие как с малыми (а), так и с большими (б) эксцентриситетами.
При усилении колонн многоэтажных зданий следует помнить о том, что нижние реакции распорок на промежуточных этажах создают дополнительные нагрузки на нижележащие перекрытия, поэтому усиление нужно выполнять, начиная с самых нижних колонн.
Рис.2. Усиление колонны предварительно напряженной подпоркой.При усилении стальными обоймами последние рассматривают как самостоятельные конструкции, в которых несущими элементами являются вертикальные уголки, а планки играют ту же роль, что и планки стальных решетчатых колонн.
Иными словами, положительным влиянием планок на поперечные деформации бетона усиливаемой колонны пренебрегают.
Наибольший эффект усиления достигается при использовании преднапряженных обойм-распорок, которые можно использовать без разгружения колонн. Проектируя их, следует, однако, помнить о том, чтобы усилие Nsp не продавило опорные поверхности перекрытий (покрытия) и не оторвало от колонны сами перекрытия (покрытие), и о том, что стадия монтажа (стягивания вертикальных уголков) является наиболее невыгодной в работе распорок, так как уголки еще не соединены планками и их гибкость велика.
При отсутствии преднапряжения стальные обоймы имеет смысл применять только при условии частичного или полного разгружения колонн (что далеко не всегда возможно осуществить) и при условии плотной подклинки зазоров между концами уголков и опорными поверхностями.
Тогда при действии дополнительной нагрузки уголки следует рассчитывать на основе равенства их продольных деформаций с деформациями железобетонной колонны (точнее всего – совмещая диаграммы сжатия стали и бетона данного класса).
Понятно, что чем меньше нагрузки снято с колонны, тем меньше напряжения в уголках обоймы, тем менее эффективно работает обойма .
При усилении железобетонными обоймами поперечное сечение, если пользоваться рекомендациями справочников (весьма спорными), можно рассчитывать как монолитное с соответствующими коэффициентами условий работы бетона и арматуры наращённой части и с поправками на разные классы бетона старой и новой частей сечения.
Передавать нагрузку на элемент усиления удобнее всего через горизонтальные (упорные) уголки, которые через тонкий выравнивающий слой раствора следует плотно прижать к опорным поверхностям соответствующих конструкций – балок, перемычек, фундаментов и т. п., а затем приварить к вертикальным уголкам (рис. 3).
Рис.3. Схема передачи нагрузки на усиляющий элемент.Однако возможности передавать нагрузку на вертикальные уголки существенно ограничены, о чем всегда следует помнить:
- Во-первых, при усилении промежуточных колонн многоэтажных зданий нагрузка от уголков будет передаваться на нижележащие перекрытия. Для такой передачи должна быть уверенность в том, что эти перекрытия в состоянии воспринять дополнительную нагрузку.
- Во-вторых, чтобы передать хотя бы часть нагрузки, необходимо эту часть с перекрытия (покрытия) предварительно снять.
Наконец, в многоэтажных зданиях, чтобы загрузить уголки обоймы нижнего этажа, мало разгрузить перекрытия всех этажей, нужно еще усилить обоймами все выше расположенные колонны, уголки которых будут передавать по цепочке нагрузку на нижнюю обойму.
Если обоймы на выше расположенных колоннах не установить, то на уголки нижней колонны будет передаваться только та часть нагрузки, которая была временно снята с перекрытия одного нижнего этажа.
В силу перечисленных причин использовать в полной мере несущую способность вертикальных уголков без их предварительного напряжения удается крайне редко.
Если вертикальные уголки неплотно и неравномерно прижаты к поверхностям усиливаемого элемента, то последний имеет возможность беспрепятственно деформироваться в поперечном направлении до тех пор, пока не исчезнет зазор, – только тогда планки начнут вступать в работу.
При таком качестве исполнения (к сожалению, не редком) проку от усиления почти нет.
Поэтому при усилении стальными обоймами всегда необходимо предусматривать мероприятия, заставляющие планки немедленно включаться в работу .
Одним из них может быть прижатие уголков инвентарными струбцинами до начала приварки к ним планок, другим – предварительное напряжение планок электронагревом или натяжными гайками (в последнем случае планками являются круглые стержни с резьбой на одном конце).
При этом между поверхностями уголков и усиливаемой конструкции следует проложить выравнивающий слой раствора.
Данные требования особенно относятся к усилению каменных или бетонных простенков, образуемых в существующих стенах при устройстве в них новых проёмов.
При пробивке таких проемов перфораторами (отбойными молотками) образуются «рваные» края, зазоры между уголками и поверхностями простенков достигают нескольких сантиметров и стальная обойма, по существу, становится лишь декорацией.
На Заметку. Поэтому новые проемы в стенах следует не пробивать, а прорезать дисковой пилой .
Далее, при редком расположении планок разрушение усиливаемого элемента может произойти в промежутках между ними. Поэтому планки по высоте необходимо располагать с шагом не более 500 мм и не более наименьшего размера поперечного сечения усиливаемого элемента.
Рис.4. Схема стягивания поперечных планок стальной обоймы.Наконец, с увеличением ширины простенков влияние планок, расположенных по коротким сторонам сечения, уменьшается. Поэтому, если ширина простенка превышает его толщину в два раза и более, то длинные планки необходимо стягивать попарно болтами, которые играют роль внутренних планок (рис. 4). Их пропускают через отверстия в кладке с шагом не более 0,75 м по высоте и не более двойной толщины простенка (но не более 1 м) по ширине.
Усиление колонн
Колонны — стержневые элементы, работающие на сжатие и продольный изгиб и имеющие большой запас прочности. Но со временем от действий множества факторов они разрушаются и требуют ремонта. К примеру, усиление металлических колонн, изначально рассчитанных на большие нагрузки, потребуется после появления коррозии на опорных частях, горизонтальных элементах решётки, узлах башмаков и др. элементах.
Чаще всего используются следующие методы повышения прочности конструкции:
- железобетонные или металлические обоймы;
- одностороннее и двустороннее наращивание сечения;
- предварительно напряжённые металлические подпорки;
- рубашки — усиление железобетонных колонн крайних рядов, где четырёхстороннее наращивание невозможно.
а — железобетонная обойма; б — одностороннее наращивание;
в — металлическая обойма; г — металлические подпорки.
Завод «СТК-Конструкция» производит металлоконструкции для устройства металлических обойм и подпорок. Выполняем заказы по вашим чертежам в любом объёме. Имеем возможность наладить мелко- и крупносерийное производство изделий.
Способ усиления | Возможность применения способа | ||||
---|---|---|---|---|---|
Для эксплуатации в пожароопасных условиях без обетонирования металлоконструкций усиления | Для проведения усиления без остановки производства и | Для значительного увеличения несущей способности | |||
для снятия нагрузки с учетом обеспечения хорошей совместной работы | для снятия нагрузки, если недопустима запыленность | для снятия нагрузки во взрывоопасных помещениях | |||
Ж/б обоймы | + | – | – | + | |
Ж/б рубашки | + | – | – | – | |
Одностороннее наращивание сечения | + | – | – | – | |
Двустороннее наращивание сечение | + | – | – | – | + |
Металлические обоймы со сколом углов и установкой на растворе | – | + | – | – | + |
Металлические обоймы без скола углов и установкой без раствора | – | + | + | – | + |
Ж/б обоймы с жёсткой наружной уголковой арматурой | – | – | – | – | + |
Предварительно напряжённые распорки | – | + | + | – | + |
- + — данный способ усиления можно применять;
- – — способ усиления применять не рекомендуется;
- — применение способа усиления зависит от конкретного конструктивного решения и местных условий.
Технология установки обойм
Самым надёжным способом увеличения несущей способности колонны является применение железобетонной обоймы, состоящей из бетонного слоя, продольной арматуры и замкнутых хомутов.
Перед усилением поверхность ж/б колонн следует подготовить:
- удалить штукатурный слой;
- сделать насечки в бетоне глубиной 3-6 мм;
- очистить выступающую арматуру и защитить её от коррозии;
- за час до бетонирования промыть поверхность старого бетона водой.
Усиление железобетонных колонн стальными обоймами применяется, когда нельзя уменьшать пространство помещений или требуется провести работу за короткий срок. Обойма состоит из металлических уголков (продольные элементы) и поперечных планок.
Продольные элементы устанавливаются на цементно-песчаном растворе и прижимаются к колонне посредством струбцин. После этого к уголкам по всей длине усиливаемой конструкции привариваются поперечные планки с шагом 400-600 мм. Колонну можно нагружать сразу после проведения работ. Следует соблюдать следующие условия: плотное прилегание металлических стоек к граням элемента усиления и их вертикальность. Поэтому в месте примыкания стоек бетон следует выровнять, скалывая выпуклые места и замазывая цементным раствором углубления.
Обоймы осуществляют двойную функцию: повышают прочность усиливаемого элемента на сжатие (сдерживают его поперечные деформации) и разгружают его, воспринимая часть вертикальной нагрузки. Поперечные деформации сдерживают планки стальных и поперечные хомуты железобетонных обойм. Восприятие вертикальной нагрузки обеспечивают соответственно стальные уголки и бетон с продольной арматурой.
Способы повышения эффективности усиления
Для повышения объёмного напряжения в планках и степени включения в работу уголков стальных обойм создают предварительное напряжение с помощью:
- натяжных гаек;
- попарного стягивания;
- электронагрева.
Самый простой способ создания преднапряжения — установка предварительно перегнутых уголков с последующим их выпрямлением горизонтальным стягиванием. Так после выпрямления уголки становятся распорками, разгружающими колонну. Если такие работы проводятся в многоэтажных зданиях, следует помнить, что распорки на промежуточных этажах передают дополнительные нагрузки на нижние перекрытия, следовательно, усиление нужно начинать с колонн в основании здания.
Следует помнить, что возможности передать нагрузку на вертикальные элементы обоймы ограничены. Если уголки неравномерно или неплотно прижаты к поверхности, то усиливаемый элемент беспрепятственно деформируется в поперечном направлении, пока зазор не исчезнет. В этом случае толку от проведённой работы практически не будет. Поэтому при усилении колонн металлической обоймой требуется применять методы, при которых планки немедленно включаются в работу.
Например, до приварки планок плотно прижать уголки инвентарными струбцинами или создать предварительное напряжение планок электронагревом. Предварительное напряжение натяжными гайками применяется, когда в качестве планок используются круглые стержни с резьбой. Между поверхностями уголков и усиливаемой конструкции необходимо проложить выравнивающий слой цементного раствора.
Технология усиления круглых и многогранных колонн
Усиление круглых и многогранных колонн, когда нет возможности произвести распор каркаса усиления, проводится так: на конструкцию вертикально, с применением временных скруток, устанавливаются профильные элементы и обжимаются нагретыми хомутами. В этом случае также требуется устранять зазоры.
Хомуты-накладки нагревают около места проведения работ до 200-300 °С, затем струбцинами или кондуктором прижимают к колонне. Окончательную сварку производят до того, как хомуты остынут ниже 100 °С. Температурного сокращения металла достаточно, чтобы надёжно обжать конструкцию.
Технология устройства железобетонной рубашки
Когда колонны примыкают к наружным или внутренним стенам, для их усиления применяют устройство железобетонной рубашки. Для этого производят следующие работы:
- очистка поверхности;
- устройство на бетоне насечки для лучшего сцепления с новым раствором;
- установка арматурного каркаса;
- монтаж опалубочных щитов;
- обильное увлажнение поверхности колонны;
- нагнетание бетонной смеси в полость.
Для того, чтобы узнать расценки на изготовление изделий для усиления кирпичных, ж/б, металлических колонн уголком в нашей компании «СТК-Конструкция», позвоните по телефону +7(495) 291-07-57 или отправьте заявку в специальной форме на сайте.
Усиление колонн обоймами
Колонны – это строительные конструкции, которые вместе с капитальными стенами надежно удерживают верхние плиты перекрытия. Они не позволяют прогибаться потолку и, следовательно, испытывают повышенную нагрузку.
Колонны – не просто украшения зданий внутри или снаружи, они – важный конструктивный элемент строения. Знаменитые скульптуры-атланты, поддерживающие козырек входа в Новый Эрмитаж, что в Сантк-Петербурге, пожалуй, самый яркий пример высокохудожественных колонн.
Причины разрушения колонн
Но, к сожалению, ничто не вечно под луной. Поскольку любая колонна состоит из строительных материалов, эта конструкция со временем подвергается старению. Иногда случается, что в возведенном всего несколько лет назад здании при расчете колонн разработчиками была допущена ошибка по расчету несущей нагрузки, в результате чего конструкции быстро разрушаются.
Также и строители вполне могли при возведении колонн не выдержать технологию или, что случается не так редко, в целях экономии застройщик сэкономил на стоимости особо крепкого бетона и заменил его более дешевой маркой. Результат в этих случаях всегда один – придётся делать усиление колонн.
- Одним словом, как только Вы увидели, что штукатурка на колоннах взбугрилась или, того хуже, по ней пошли трещины (особенно в верхней части), немедленно нужно не просто приступать к косметическому ремонту, а принимать более решительные меры.
С чего начинается усиление колонн
Что именно следует делать (да и следует ли), могут решить только инженеры-строители. Именно они после проведения строительной экспертизы вынесут вердикт о необходимости усиления колонн и выберут самый оптимальный способ капитального ремонта.В нашей компании работает конструкторский отдел, специалисты которого проведут анализ состояния сооружения и выполнят проект усиления железобетонной колонны. Для этого не потребуется больших затрат, но зато станет ясно, нужно ли прибегать к серьезным мерам (а усиление колонн обоймами дело крайне ответственное), или трещины – всего лишь ложная тревога.
Чтобы сделать строительную экспертизу, в колонне берутся на анализ образцы:
Кроме того, инженеры рассчитывают все виды нагрузок, которые реально испытывает конструкция. В результате вы будете знать точно, необходимо ли, и если да, как срочно нужно сделать усиление железобетонной колонны.
Как происходит усиление колонн обоймами из стали
Чтобы выполнить усиление колонн обоймами, наши мастера отрежут четыре стальных уголка просчитанного номера в размер высоты колонны. Далее на крепкий цементный раствор эти уголки устанавливаются по четырем углам конструкции.
Чтобы усиление колонн в дальнейшем было надежным, уголки стягиваются специальными хомутами. В результате они прижимаются к поверхности колонны до тех пор, пока цементный раствор не начнет выдавливаться.
Усиление колонн обоймами нужно проводить лишь после того, как уголки прихватятся. Далее отрезаются стальные полосы (планки) просчитанной длины. Перед привариванием металлических планок к уголкам полосы нагреваются, тем самым происходит линейное расширение материала (планки удлиняются под воздействием температуры).
Только после этого стальную полосу приваривают. Причем усиление колонн будет выполнено надежно, если все четыре планки привариваются на одной высоте, а после делается следующий пояс над ней на расчетной высоте. Так колонна охватывается металлической обвязкой с равным шагом до самого верха, причем последний пояс из полос крепится под самым потолком.
После остывания металлические полосы укорачиваются, и вся обвязка колонны надежно удерживает и укрепляет несущую конструкцию, за счет чего и происходит усиление железобетонной колонны.
Усиление колонн железобетонными обоймами
Нужно сказать, что усиление колонн железобетонными обоймами хоть и выполняют сегодня, но эту технологию можно считать вчерашним днем в строительстве. Чтобы произвести такие работы, необходимо сделать опалубку сначала на части высоты колонны и, заложив арматуру, залить бетон.
Хоть перед монтажом опалубки и приходится сбивать верхний слой на колонне, сцепление между новым и старым бетоном обеспечить трудно, а значит, гарантировать надежное усиление колонн проблематично.
Кроме того, заливаемый между опалубкой и колонной раствор технологически сложно качественно утрамбовать (особенно в верхней части колонны). Это обстоятельство так же снижает надежность такого вида усиления колонн.
Поэтому наша компания, ориентируясь на более передовые технологии, выполняет усиление колонн обоймами практически всегда с помощью монтажа металлического пояса. Хотя, иногда заказчики желают сделать усиление колонн только с помощью железобетонной обоймы.
И они получают требуемое т.к. наши собственные наработки и огромный опыт выполнения всех видов усиления колонн обоймами позволяет справиться и с такой задачей. Именно поэтому наше кредо – «Желание клиента исполнимо!».
Если необходимо выполнить усиление железобетонной колонны, мы готовы Вам в этом помочь. Где бы не потребовалось сделать такую ответственную работу:
- внутри или снаружи здания;
- на промышленном или гражданском объекте;
- в многоэтажке каркасного типа или в частном доме,
Мы произведем для Вас эти и другие строительные работы по приемлемой смете и в кротчайший срок. Вам осталось лишь позвонить!
Усиление железобетонных конструкций: общие сведения, показания к применению и основные методы реализации
Усиление бетонных конструкций – это распространенная практика в строительстве, которая помогает значительно продлить срок эксплуатации узлов и зданий в целом. Мы расскажем о способах такого усиления и рассмотрим их особенности, а также методы реализации основных технологий.
Усиление железобетонных колонн стальными обоймами повышает их несущую способность.
Работы по усилению железобетонных конструкций
Общие сведения
Усиленные железобетонные перемычки и колонны повышают прочность и несущую способность строительных объектов.
Мероприятия по усилению конструкций из железобетона направлены на повышение их несущей способности и срока эксплуатации, а также позволяют восстанавливать и реставрировать различные ЖБИ после длительного износа или потери технических качеств в силу каких-либо причин (читайте также статью «Минимальная температура застывания бетона – особенности бетонирования в зимнее время»).
Эти работы включают в себя целый комплекс мер и действий, которые направлены на достижение различных результатов.
Повышение поперечного сечения балок, колонн, ферм, ригелей, поясов и прочих элементов ЖБК | Достигается за счет послойного бетонирования с использованием армокаркаса, набрызгом бетона с большой скоростью из специальных пушек, инъектированием раствора в опалубки и прочими средствами |
Усиление узлов и несущих элементов за счет добавления новых деталей | Выполняется путем перераспределения нагрузок и уменьшения воздействия на усиливаемый элемент за счет включения в конструкцию дополнительных балок, перемычек, консолей, ребер, ригелей и т. д. |
Разгрузка и перераспределение усилий на другие элементы здания | Выполняется путем включения дополнительных консолей или изменения взаимодействия старых узлов и их частей, а также путем замены тяжелых элементов на более легкие, замены тяжелого оборудования, теплоизоляционных и прочих систем зданий |
Повышение технических характеристик ЖБИ за счет добавления внешних металлических и железобетонных армирующих конструкций | Достигается путем устройства каркасов, обжимающих рубашек и обойм, включения дополнительной арматуры, швеллеров, поясов, стальных полос и листов, анкеров, преднапряженных элементов и бетонных слоев |
Устройство подземных бетонных свай и различных упоров, укосин, подошв | Здесь используется алмазное бурение отверстий в бетоне и далее в земле, которые затем армируются и заполняются раствором для создания буроинъекционных свай и дополнительных опор с целью повышения устойчивости подземных частей несущих конструкций |
Важно! Как видим, речь идет о серьезных строительных процедурах, которые требуют соответствующего подхода и достаточно высокой квалификации проектировщиков и исполнителей работ.
Также в комплекс работ могут быть включены дополнительные процедуры, такие как устранение дефектов и трещин путем инъектирования, склеивания, иных мер по восстановлению целостности и монолитности изделий и их частей.
Арматурные каркасы и сетки используются наиболее часто.
Мероприятия по усилению несущих конструкций зданий относятся к работам повышенной сложности и считаются более ответственными, чем строительство с нуля. Это связано с тем, что в случае реставрации мы не можем точно рассчитать все процессы, ибо исходные данные недостаточны и неточны.
Более того, работа связана со старыми зданиями, и нам неизвестно состояние внутренних и скрытых узлов, арматуры, фактическое распределение нагрузок и прочие важные параметры. Кроме того, такая работа опасна и требует строгого соблюдения правил техники безопасности и множества страховочных мер.
Особое внимание уделяют безопасности работ.
Также надо отметить особые условия строительства, при которых работать приходится в стесненных пространствах, без остановки деятельности объекта или предприятия, где ведутся работы, с ограниченным доступом спецтехники и другими неизбежными ограничениями. Это накладывает определенные трудности и требует особой подготовки строителей.
Наконец, работы, чаще всего, ограничены во времени и не терпят промедлений или изменений сроков и графиков. Это также усложняет процесс и требует серьезной организации труда, отработанной методики и опытных монтажников.
Часто приходится иметь дело с аварийными и ветхими сооружениями, как показано на фото.
Учитывая все перечисленные сложности и проблемы, неудивительно, что подобная деятельность контролируется государственными службами и требует высокой ответственности подрядчиков, проектировщиков, специалистов по охране труда и прочих участников процесса. Проекты проходят несколько этапов согласования и должны быть составлены максимально грамотно и корректно.
Важно! Производить серьезные работы по усилению несущих ЖБИ следует после предварительного исследования и расчета с учетом всех, в том числе экономических аспектов предстоящих мероприятий. Само собой, сделать это своими руками нереально.
Процессы требуют участия дорогой спецтехники.
Также важно обратить внимание на то, что большинство современных технологий усиления предполагают участие специальной строительной и подъемной техники, цена которой превышает бюджет любого самостоятельного мастера. Поэтому следует понимать, что работы такого уровня выполняются серьезными аккредитованными строительными организациями.
Важно! Предсказать с высокой точностью характер протекания процессов и связанные с этим сложности невозможно, поэтому работы производятся под постоянным надзором проектной организации и независимых специалистов. Часто возникают ситуации, когда требуется быстрое принятие ответственных решений и устранение непредвиденных затруднений.
Показания к применению
Наиболее частой причиной необходимости усиления является аварийное состояние или разрушение конструкции.
Комплекс мер по улучшению состояния и технических характеристик бетонных сооружений проводится только в случае наличия достаточных оснований или необходимости для их применения. «На всякий случай» подобные мероприятия не производят (см.также статью «Пенополистиролбетон – все, что нужно знать о данном материале»).
Вскрытие и порча арматуры – одна из основных причин ухудшения характеристик ЖБИ.
Давайте рассмотрим причины, которые могут стать основаниями для принятия решения о производстве описываемых процедур:
- Старение конструкций и потеря ими расчетной прочности вследствие усталости материалов, коррозии, химических изменений и прочих естественных причин, избежать которых не удалось в силу тех или иных обстоятельств;
- Изменение этажности зданий и связанное с этим возрастание нагрузок на фундамент, колонны, перекрытия и прочие элементы сооружения, которое может повлечь разрушения и другие нежелательные или опасные последствия;
- Перепланировка зданий с изменением конфигурации несущих стен, колонн, балок, консолей, ферм и прочих элементов конструкций, участвующих в передаче и перераспределении нагрузок в здании и его узлах;
- Движения грунта, которые приводят к изменению условий эксплуатации фундаментов, повышению внешнего давления на их стены, нарушению установившегося баланса сил в системах подземных опор и несущих конструкций;
- Изменение назначения зданий или переоборудование цехов, которое приводит к появлению новых видов износа, в том числе вибрационных нагрузок, значительных точечных усилий, термических или химических воздействий и т. д.;
- Нарушение целостности или разрушение отдельных деталей, узлов, систем и сооружений в целом вследствие аварий, землетрясений, стихийных бедствий различного характера, техногенных катастроф или военных действий;
- Устранение допущенных ошибок при проектировании или выполнении работ по сооружению несущих элементов конструкций.
Износ материалов приводит к необходимости реконструкции.
Важно! Здесь перечислены только основные ситуации, при которых может быть принято решение о проведении работ по усилению ЖБК. Подобное решение может быть принято по иным показаниям и зависит от конкретной проблемы и арсенала средств по ее решению.
Чтобы вынести вердикт о целесообразности и необходимости проведения тех или иных мероприятий, в обязательном порядке производится обследование. Это обследование должно определить фактические характеристики материалов подлежащих усилению деталей или узлов, пределы их прочности и ожидаемые или существующие нагрузки.
Обследование производят опытные инженеры с применением сложной аппаратуры.
На основании обследования производят расчеты и разрабатывают рабочие чертежи узлов усиления конструкций с учетом проектных и фактических нагрузок, схем загружения, эффекта от применения технологий усиления и их вклад в повышение общей надежности здания. Также рассчитывают затраты и экономический эффект с учетом остановки предприятий на время ремонта и реконструкции.
Расчет усиления железобетонных колонн, перекрытий, стен, фундаментов и прочих систем зданий – это сложная и ответственная работа, которая под силу только опытным специалистам высокого уровня. Чаще всего такую задачу выполняют целые отделы или проектные организации.
Способы усиления
Усиление фундаментов монолитными железобетонными обоймами позволяет продлить срок эксплуатации зданий и сооружений.
Способов усиления ЖБК существует множество, мы рассмотрим лишь основные.
В тех или иных ситуациях применяют такие методы повышения конструкционных качеств деталей, узлов и систем распределения нагрузок в зданиях:
- Выполнение ремонтной штукатурки для восстановления целостности детали и сплошности ее поверхности, а также для защиты арматуры от коррозии и устранения различных поверхностных дефектов;
- Выполнение инъекций бетонного раствора в трещины, полости, пустоты и прочие дефекты для ремонта и восстановления целостности тела детали;
- Торкретирование ЖБИ бетоном с использованием специальных пушек, которые наносят на поверхность бетон с высокой скоростью, что позволяет ему уплотняться и набирать значительную прочность. Применяется отдельно и совместно с другими способами усиления;
- Усиление железобетонных балок, колонн, стен и перекрытий путем сооружения специальных обойм и рубашек, которые используют внешнее армирование и бетонирование путем нагнетания раствора в опалубки, торкретирования и послойной бетонировки с вибрацией;
- Усиление фундамента железобетонной обоймой, поясами, анкерными стяжками и прочими металлическими и железобетонными конструкциями;
- Укрепление балок, ригелей, стоек, колонн, опор и свай композитными материалами, такими как углепластик, кевлар, карбоновое волокно и прочими подобными материалами;
- Изменение характера сопряжений деталей с подвижных на жесткие;
- Добавление разгружающих частей: укосин, распорок, консолей и прочих;
- Разгрузка конструкций путем внесения новых узлов и элементов, изменение однопролетных перекрытий многопролетными, добавление новых опор и колонн, применение тяжей и преднапряженных арматур, стальных поясов и рубашек.
Так происходит торкретирование колонны для изготовления железобетонной рубашки.
Очевидно, что методы и связанные с ними работы настолько разнообразны, что конкретное описание их всех займет несколько томов. Однако есть и общая инструкция, а точнее набор рекомендаций, которые справедливы почти для всех мероприятий.
Укрепление фундамента обоймой из арматуры и бетона.
Они сводятся к общим правилам подготовки поверхностей и монтажа стальной арматуры и включают нанесение насечек на поверхность бетона, расшивку и очистку арматуры от коррозии (при этом используется резка железобетона алмазными кругами или обработка перфораторами), связку внешнего каркаса с внутренней арматурой или телом бетона. Обязательно выполняют чистку и увлажнение поверхности с помощью водометов и других приспособлений.
Упрочнение бетонной фермы композитной пластиной.
Также правила могут описывать связку стержней внешнего каркаса между собой, предварительный нагрев пластин для создания напряжения и прочие общеприменимые процедуры.
Важно! Следует помнить, что универсальных инструкций и общего свода правил нет, так как они прописаны отдельно для каждого конкретного вида работ.
Вывод
С помощью усиления конструкций из железобетона можно добиться продления сроков эксплуатации зданий, устранить или предотвратить аварийную ситуацию, подготовить сооружение к перепланировке или надстройке. Данные мероприятия относятся к сложному типу работ и требуют серьезного подхода, убедиться в этом вы сможете благодаря видео в этой статье (узнайте здесь, как происходит застывание бетона).
Усиление колонн из железобетона
Необходимость усиления железобетонных колонн возникает в следующих случаях:- с целью увеличения их несущей способности;
- для повышения прочности конструкции;
- для равномерного распределения нагрузки по сечению колонны при внецентренном сжатии.
Это мероприятие позволяет увеличить эксплуатационный срок здания, создать лучшие условия для перепланировки, помогает предотвратить аварию или устранить ее последствия. Работы относятся к категории повышенной сложности, требуют большей ответственности даже в сравнении с новым строительством. Поскольку процесс усиления колонн ЖБИ производится в существующих постройках, когда очень сложно определить внутреннее состояние конструкции. Большое значение имеет целостность и сохранность арматурного каркаса, действительное распределение нагрузок, прочностные показатели бетона.
Методы усиления железобетонных колонн
Чтобы правильно выбрать метод усиления, сначала необходимо выполнить соответствующие расчеты. Самостоятельно это сделать невозможно. Нужны предварительные исследования, профессиональные знания и опыт. Такую работу выполняют проектно-конструкторские организации, имеющие соответствующие разрешительные документы и лицензии.
Существует много способов усиления железобетонных колонн. Применимость каждого зависит от сложности ситуации. Вот некоторые из них.
- Использование бетонных смесей и штукатурок. Данные методы применяются в основном при реставрационных работах, когда не требуется повышать несущую способность конструкции.
- В случае обнажения арматурного каркаса или сетки, появления раковин, сколов поверхность колонн оштукатуривается цементно-песчаным раствором.
- Трещины, пустоты, другие глубокие дефекты ликвидируют методом инъецирования. То есть заполнения впадин тем же раствором под давлением для восстановления целостности изделия.
- Торкретирование бетонной поверхности с использованием специальных пушек позволяет значительно повысить прочностные показатели конструкции.
- Усиление посредством применения композитных материалов: углепластика, карбоновых нитей, кевлара.
- Видоизменение способа соединения отдельных элементов между собой с подвижного на жесткий.
- Разгрузка колонны при помощи дополнительных деталей, к которым относятся распорки, укосины, консоли и другие.
Упомянутые методы и технологии усиления весьма разнообразны и используются строителями достаточно активно. Однако отдельного разговора заслуживает способ укрепления колонн при помощи обоймы, стальной или железобетонной.
Устройство усиления
Работа выполняется на основании предварительных расчетов из тех материалов, которые определены проектом. Цель усиления обоймой – создать увеличенное поперечное сечение колонны и, как следствие, повышение несущей способности стойки. Процесс обустройства металлического упрочнения складывается из следующих операций:
- Все поверхности колонны очищаем от пыли, грязи, наплывов.
- Вертикальные элементы стальной конструкции обычно выполняются из уголка. Они устанавливаются на подушку из цементно-песчаного раствора и плотно прижимаются к телу колонны струбцинами.
- Далее к уголкам привариваем поперечины из полосовой стали. Расстояние между полосами делаем от 400 до 600 мм по всей высоте колонны.
- При необходимости создать усиление стальными обоймами с предварительным напряжением, поперечные полосы предварительно, перед сваркой, разогреваются до температуры примерно 120°С. Остывая, планки сокращаются в размере, тем самым создавая нужный эффект.
Обойма может быть выполнена не только из металла, но также из железобетона. Для чего с колонны сначала надо удалить слой штукатурки, сделать насечки до оголения рабочей арматуры. Затем вокруг колонны устраивается дополнительный арматурный каркас из продольных стержней и поперечных хомутов. Новая конструкция посредством металлических коротышей сваривается с основным каркасом. Далее выставляем передвижную опалубку, соблюдая защитный слой и заливаем бетонную смесь. В связи с тем, что толщина формуемой рубашки не позволит употребить глубинные вибраторы, пользоваться лучше наружными площадками либо штыковать.
Если необходимо отрегулировать эксцентриситет колонны, то железобетонное усиление может быть выполнено только с одной стороны. Главным условием в обоих случаях является надежная совместная работа нового бетонного слоя со старым. Для чего перед заливкой смеси существующую поверхность с насечками следует хорошенько смочить водой.
Методы усиления железобетонных колонн | Статья в журнале «Молодой ученый»
Библиографическое описание:Аклендер, А. Д. Методы усиления железобетонных колонн / А. Д. Аклендер. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 19 (309). — С. 2-5. — URL: https://moluch.ru/archive/309/69663/ (дата обращения: 23.05.2021).
Очень часто при обследовании здания или сооружения оказывается, что многие конструкции объекта находятся в аварийном состоянии и нуждаются в усилении. Если усиление невозможно или нецелесообразно, то конструкцию демонтируют и заменяют другой. Целесообразность того или иного способа усиления определяют сравнительным экономическим анализом (расход материала, трудоемкость выполнения работ, общая стоимость, уменьшение количества простоев производства). В наши дни существует достаточное количество методов по сохранению существующих конструкций колонн при реконструкции зданий. Характер повреждения, месторасположение конструкции в плане, эксплуатационная составляющая, назначение здания и т. д. — от всех этих важных аспектов и зависит способ и вид усиления.
Ключевые слова: усиление, колонна, железобетон, обойма, бетонное наращивание
Сборные железобетонные колонны чаще всего усиливают стальными или армированными бетонными обоймами, бетонными рубашками, с помощью наращивания или любыми другими разгружающими элементами, конструкциями.
Методов действительно очень много, и главное — выбрать наиболее подходящие, устраиваемые и в плане дальнейших эксплуатационных характеристик, и стоимости возведения/усиления, и эстетических нужд.
Усиление колонн осуществляется главным образом за счет увеличения сечения для обеспечения совместной работы существующего и дополнительного сечений. Обычно усиление выполняется с разгрузкой конструкции. Если напряжение в усиливаемой конструкции выше допустимого, то усиление под нагрузкой с использованием сварки не производится.
Рис. 1. Поврежденная железобетонная колонна
Непосредственно перед выбором метода усиления необходимо произвести обследование здания с дальнейшим присвоением зданию категории аварийного состояния. (Рис. 1)
По результатам предварительного обследования с учетом выявленных дефектов и повреждений на момент обследования конструкция относится к одной из пяти категорий состояния [3]:
I — исправное (хорошее) состояние — конструкция удовлетворяет требованиям по устойчивости, жесткости и трещиностойкости. Долговечность конструкции не снижена по сравнению с проектной.
II — неисправное (удовлетворительное) состояние — конструкция удовлетворяет требованиям по устойчивости, жесткости и трещиностойкости. Есть признаки снижения долговечности конструкции по сравнению с проектной.
III — ограниченно работоспособное (не достаточно удовлетворительное) состояние — конструкция удовлетворяет требованиям по жесткости и устойчивости. Долговечность конструкции существенно снижена.
IV — неработоспособное (неудовлетворительное) состояние — конструкция не удовлетворяет предъявляемым требованиям.
V — предельное (предаварийное) состояние (Рис. 2) — конструкция не удовлетворяет предъявляемым требованиям. Существует опасность обрушения.
Рис. 2. Аварийное состояние железобетонной колонны
После присвоения зданию категории, анализа состояния колонн и здания в целом, можно приступать к выбору метода усиления.
Для усиления железобетонной колонны существует достаточное количество методов. Наибольшее распространение получили следующие: железобетонные и стальные обоймы, одностороннее и двустороннее наращивание сечения, предварительно напряженные обоймы и распорки, приставные стойки и разгружающие элементы.
Усиление железобетонной обоймой считается наиболее простым и надежным способом увеличения несущей способности колонны. Обойма состоит из продольной и поперечной арматуры и бетонного слоя. (Рис. 3) Перед усилением поверхность колонны должна быть зачищена от старого штукатурного слоя, а поверхность существующего бетона за час до наращивания смочена водой. Чаще всего железобетонную обойму делают толщиной 6–12 см. [1] Сечение и количество продольной арматуры определяется исходя из расчетов. Совместная работа обоймы и колонной — очень важное условие. Поперечная арматура принимается диаметром не менее 6 мм и устанавливается с шагом S, удовлетворяющим требованиям:
;
,
где d -диаметр продольной арматуры; δ -толщина обоймы.
Рис. 3. Усиление железобетонной колонны с помощью железобетонной обоймы
Для внецентренно сжатых колонн для уменьшения начального эксцентриситета и увеличения прочности используют одностороннее наращивание сечения. Важным условием надежности является совместная работа нового слоя бетона со старым. Для этого предусматриваются те же мероприятия, что и при усилении железобетонными обоймами, и используется соединительная арматура маленького диаметра (10–30мм) с шагом 500–800 мм. В связи с большой трудоемкостью данное усиления применяется редко. [1]
Усиление колонн стальной обоймой (Рис. 4) — довольно простой метод в исполнении, позволяющий незначительно увеличить размер поперечного сечения и практически сразу ввести колонну в эксплуатационный режим. С использованием цементно-песчаного раствора устанавливаются продольные элементы обоймы из уголковой стали, прижимаемые к колонне с помощью струбцин, после чего к уголкам приваривают поперечные планки (шаг по длине колонны 400–600 мм). [1]
Рис. 4. Усиление железобетонных колонн стальными обоймами
Эффект преднапряженного состояния достигается путем приваренных, заранее нагретых до температуры 100–120°С, напряженных обойм поперечных планок. При остывании планки укорачиваются, создавая необходимое натяжение.
Достаточно эффективным методом увеличения несущей способности колонны является усиление с помощью стальных распорок. В данном случае несущая способность будет повышаться пропорционально площади поперечного сечения распорок.
Распорки состоят из двух уголков (швеллеров), которые связанны между собой соединительными планками и выпрямляются с помощью натяжных болтов. Распорки, включаясь в совместную работу с колонной, частично разгружают ее. Величина напряжений в распорках в момент их включения в работу по данным [2] достигает 60–80 МПа.
Усиление колонн предварительно напряженными распорками считается целесообразным при длине распорок не более 5 м для меньшего расхода металла при обеспечении устойчивости.
Решение о необходимости усиления колонн выдвигается на основании обследования здания с разработкой проекта и обоснованием выбранного метода.
Дополнительно составляется ведомость дефектов с фотофиксацией и карты дефектов строительных конструкций.
На основании проведенного визуально-инструментального обследования дается оценка технического состояния строительных конструкций и величина предельно-допустимых нагрузок.
Все обследуемые конструкции классифицируются по техническому состоянию и категории опасности дефектов.
Литература:
- Юдина А. Ф. Реконструкция и техническая реставрация зданий и сооружений [Текст]: учеб. пособие/А. Ф. Юдина. — 3-е изд., стер. — М.: Академия, 2014. — 319 с.
- Бадьин, Г. М. Усиление строительных конструкций при реконструкции и капитальном ремонте зданий [Текст]: учеб. пособие / Г. М. Бадьин, Н. В. Таничева. — М.: Изд-во Ассоц. строит. вузов, 2010 (Курган). — 111 с.
- Гроздов В. Т. Техническое обследование строительных конструкций зданий и сооружений. СПб: Издательский Дом KN+, 2001. 140 с.
Основные термины (генерируются автоматически): усиление, колонна, конструкция, аварийное состояние, железобетонная обойма, обойма, усиление колонн, поперечная арматура, продольная арматура, совместная работа.
Усиление колонн. Способы усиления ЖБ колонн
Усиление колонн — это мероприятия по восстановлению эксплуатационных характеристик конструкции или увеличению ее несущей способности для добавления дополнительных нагрузок на элементы сооружения.
Усиление выполняется при реконструкции объектов, перепланировке, в случае обнаружения ошибок в проекте, а также при восстановлении после аварий, пожаров и стихийных бедствий. Все эти факторы провоцируют разрушение бетона, появление разных деформаций и снижению безопасности конструкции.
Причины разрушения колонн
Любая строительная конструкция со временем подвергается устареванию и постепенному разрушению. Это приводит к возникновению деформаций. Также иногда при возведении здания допускают ошибки в проектировании при расчете нагрузок, что приводит к форсированному износу.
Другая вероятная причина повреждения колонн – это нарушение технологий строительства. Это бывает, когда застройщик при возведении здания сэкономил на использовании бетона требуемого класса, заменив более дешевым и слабым. В таких случаях всегда выполняют усиление колонны.
Также не стоит упускать из вида и механические повреждения во время эксплуатации, и возможное воздействие агрессивной среды.
Нормативно-правовая документация
Нормативные требования зависят от типа сооружения и его технических характеристик. Например, разработка проекта укрепления железобетонной колонны регулируется следующей документацией:
Подготовительные работы
Любые работы проводятся только после проведения строительной экспертизы и положительного решения о необходимости данных работ. Затем инженеры выбирают наилучший вариант проектного решения и составляют перечень необходимых работ. Также подбирается и спецоборудование, которое будет использоваться на объекте при восстановлении. При этом сами работы могут носить статус либо капитального ремонта, либо реконструкции.
Перед проведением работ колонна проходит строительную экспертизу — обследование методом разрушающего контроля и взятием на лабораторный анализ образцов бетона и арматуры.Помимо этого, инженеры, обследующие объект, проводят расчеты нагрузок, приложенных к несущей конструкции. Это позволяет определить, насколько срочно необходимо проведение работ по укреплению.
Разработка проекта усиления колонн
Проектированием усиления может заниматься только организация, обладающая допусками в СРО. Разработка проекта такого типа входит в единый цикл проектирования. Это означает, что компания-подрядчик должна иметь в своем арсенале специальное программное обеспечение и спецоборудование.
Разрабатывая усиление колонн, проектировщики анализируют изначальный проект, полученные данные технического обследования и расчеты. Изучают описание и обоснование проектных решений. Определяют конкретные сроки, перечень и стоимость работ.
РОСЭКО предлагает выгодные условия сотрудничества и доступные цены на разработку проекта. Мы подбираем оптимальные варианты, стараясь сокращать расходы на последующие монтажные работы, обеспечив высокое качество.
Способы усиления конструкции колонн
Усиление колонны — это приведение её эксплуатационных характеристик к указанным в нормативах. Иными словами, это восстановление таких характеристик как жесткость, прочность, устойчивость и так далее. Выбор метода укрепления зависит от типа самой колонны, нагрузок на несущую конструкцию, условий эксплуатации и материала, из которого она изготовлена.
- Стальная колонна укрепляется:
- Увеличения поперечного сечения путем приваривания к конструкции колонны в нужных местах дополнительные элементы.
- Уменьшением расчетной длины. Проводится монтаж распорных элементов.
-
Железобетонная колонна укрепляется:
- Монтажом железобетонной рубашки. Усиление колонны производится путем монтажа каркаса с из арматуры, который затем бетонируют.
- Способ обжатия колонны стальной обоймой. На углах по всей длине монтируются специальные уголки. Затем вся конструкция стягивается горизонтальными планками и опорными элементами.
- Способ увеличения продольного армирования. К стержням в углах поперечного сечения привариваются дополнительные элементы. Конструкция бетонируется.
-
Кирпичная колонна
- чаще всего укрепляется методом обжатия стальной обоймой.
Усиление колонн с компанией РОСЭКО
Усиление колонн несущих конструкций для промышленных предприятий, бизнес-центров, торговых комплексов и иных объектов – это профильное направление компании РОСЭКО.
Мы выполняем работы полного цикла – от технического обследования, проектирования укрепления и до монтажа, строительства. Все мероприятия проходят строгий контроль качества и соответствуют установленным нормативным регламентам. Компания РОСЭКО допусками СРО на проектирование и проведение инженерных изысканий, которые обновляются раз в месяц.
Работаем в Санкт-Петербурге, Ленинградской области и на территории всего СЗФО. Вопрос специалистуУсиление колонн в Харькове. Усиление колонн обоймой Харьков. Усиление поврежденных ж/б колонн.
Периодически на наших объектах можно столкнуться с возникшими сложностями, связанными с необходимостью усиления колонн. Это может быть связано с инженерными ошибками, или нарушением технологии выполнения монолитных работ. В этом случае самым оптимальным выходом из сложившейся ситуации будет усиление колонн. Так же довольно часто данный тип работ выполняется в случае реконструкции зданий и сооружений. В данной статье мы рассмотрим данную тему более детально, и рассмотрим все нюансы данного вида строительно-монтажных работ.Прежде всего давайте рассмотрим основные способы усиления колонн:
- Усиление железобетонной обоймой.
- Усиление стальной обоймой.
- Усиление стальными распорками.
Хотелось бы разу обратить внимание, что решение по поводу выбора типа усиления, и просчету подходящих материалов нужно доверять только профессионалу, который, обратившись к соответствующим справочным материалам, сможет выполнить правильный и грамотный просчет конструкции.
Давайте рассмотрим данные способы более детально.
Усиление колонн обоймой.
Наиболее оптимальным способом выполнения данного вида работ мы считаем усиление колонн металлической обоймой. Плюсами данного способа является высокая скорость выполнения, а также наиболее оптимальная низкая себестоимость. Именно поэтому мы отдаем предпочтение данному способу усиления. Металлическая обойма должна состоять из вертикальных угловых стоек, как правило, выполненных из уголка, соединительных обвязывающих пластин, выполненных из листового металла, и опорной обвязки, выполненной из уголка, или швеллера. Для достижения максимального результата обвязывающие пластины нагревают, а потом приваривают к вертикальным стойкам. Это необходимо для получения напряженной металлической обоймы, что очень положительно сказывается на достижении максимальных значений в жесткости и крепости колонн. Мы рекомендуем обязательно выполнять данную процедуру.
Также можно усилить колонну при помощи установки предварительно напряженных стальных распорок.
Данный способ усиления также хорошо себя зарекомендовал, однако усиление распорками имеет определенные недостатки, а именно громоздкость конструкции. Именно поэтому мы крайне редко прибегаем к такому усилению.
Усиление поврежденных ж/б колонн.
В процессе эксплуатации зданий и сооружений ж/б колонны подвержены воздействию эксплуатационного износа, вызванного вибрациями, агрессивной воздушной средой, что в свою очередь приводит к потере несущей способности колонны. В данных случаях возможно даже частичное усиление колонны, с целью восстановления ее прежних характеристик.
Наша организация качественно и в заранее оговоренные сроки выполнит работы по усилению колонн любой сложности.
Связаться с нами Вы всегда сможете, оставив нам свою заявку в форме, расположенной в правой колонке нашего сайта. Также для предварительной оценки Вы имеете возможность прикрепить фотографии своего объекта. Если Вы хотите пригласить нашего инженера для консультации и принятия наиболее оптимального решения в выборе способа и просчете материалов, необходимых для выполнения работ, Вы всегда сможете связаться с нами по номерам, которые указаны в наших контактах.
Похожее
Усиление колонн в Москве и Московской области по выгодной цене от компании «ИНТЕКО»
Когда требуется усиление ж/б и металлических колонн?
Работы по усилению металлических и железобетонных колонн, как правило, проводятся на этапе эксплуатации объекта:
- в процессе восстановления строения;
- при изменении устройства проёмов и конструктивной схемы;
- перед надстройкой этажей, которые усилят нагрузку;
- при изменении назначения объекта, вследствие которого изменятся и нагрузки на перекрытия.
Будучи конструкционно-архитектурным вертикальным элементом, колонна испытывает интенсивные нагрузки, которые в результате могут приводить к появлению следующих дефектов:
- трещины — могут быть любой формы и направления, появляются при усадке строения, повышения нагрузок, ржавчины металлических арматурных элементов, ухудшении прочностных характеристик бетона;
- сколы — потенциально опасный дефект, появляющийся вследствие воздействий термического и механического характера или потери первоначальных характеристик несущих стержней;
- шелушение — возникают из-за контакта с агрессивными внешними средами при увлажнении с последующим высыханием или замерзанием с последующим оттаиванием, могут стать причиной полной деструкции колонны;
- отслоение — образуются вследствие воздействия открытого огня, коррозионных процессов арматуры и интенсивного давления ледяных наростов.
Способы усиления колонн
Для изготовления колонн используют различные материалы. Они могут быть монолитными, бетонными, кирпичными и деревянными. Вид материала оказывает влияние на выбор методики, по которой проводят усиление. Помимо этого, во внимание принимают эксплуатационные характеристики ствола, а также причины, которые привели к появлению дефектов.
Усиление колонн металлической обоймой (или другими материалами) проводят по предварительно разработанному проекту. Перед его созданием проводят тщательный осмотр и диагностику конструкции, осуществляют проверочные расчёты и определяют нагрузку, которую она будет испытывать.
Технологии усиления колонн
Усиление колонны железобетонной обоймой
Применяют для ж/б-конструкций. Технология предусматривает монтаж вспомогательных арматурных элементов вдоль и поперёк, а также заливку бетона путём торкретирования или с применением опалубки. Метод является универсальным, позволяет существенно нарастить показатели прочности и достаточно прост в осуществлении.
Усиление колонн углеволокном
Углепластиковое волокно отличается лёгкостью, поэтому усиливает несущие способности колонны, не утяжеляя её. В процессе на поверхность ствола монтируют ламели, располагая их вдоль черты действия момента нагрузки. Таким образом, колонна становится невосприимчивой к воздействию высоких и низких температур и механическим повреждениям, а их прочностные характеристики повышаются в четыре раза.
Усиление колонн арматурой
Работы проводятся таким образом, чтобы усиливающая арматура была интегрирована в структуру колонны, но при этом не перегружала его. В процессе могут быть задействованы вспомогательные страховочные элементы в виде распорок из двух швеллеров.
Если Вы столкнулись с необходимостью проведения работ данной направленности, обращайтесь в «ИНТЕКО»:
Схемы каркаса — SteelConstruction.info
Большинство стальных каркасов, используемых в строительстве Великобритании, можно сгруппировать следующим образом:
- Стяжные рамы или «простая» конструкция, в которой балки и колонны рассчитаны на то, чтобы выдерживать только вертикальные нагрузки. Разъемы выполнены номинально штырьковыми.
- Жесткие или сплошные рамы, в которых каркасная конструкция спроектирована так, что соединения между элементами выдерживают моменты.
- Арочные конструкции, в которых силы передаются на землю в основном за счет сжатия внутри конструкции.
- Натяжные конструкции, в которых силы передаются на землю за счет растяжения (или цепного действия) и за счет сжатия в столбах или мачтах, как в палатке.
Стяжные рамы с номинально штифтовыми соединениями и вертикальными распорками предлагают очень конкурентоспособное по стоимости структурное решение и являются наиболее часто используемой структурной системой в зданиях. Конструкции с жестким каркасом предпочтительны, если нет возможности использовать вертикальные распорки, например, в полностью застекленных фасадах или в крупнопролетных конструкциях.В скрепленных рамах колонны рассчитаны на сопротивление главным образом усилиям сжатия. Колонны, используемые в жестких или непрерывных каркасах, также спроектированы так, чтобы противостоять изгибу.
Арочные и натяжные конструкции зависят от свойств стали на сжатие и растяжение и следуют четко определенным принципам конструкции. Структуры напряжения обычно ассоциируются с выразительными внешними структурами. Натяжные элементы в виде тросов или стержней обычно крепятся к земле.
[вверх] Компоненты из конструкционной стали
Основные статьи: Изделия из стальных конструкций, Модульная конструкция, Композитная конструкция
Формы профилей стальных открытых горячекатаных
Архитектору и дизайнеру доступен широкий спектр стальных компонентов, в том числе:
Соединения на месте обычно выполняются болтовым соединением, в то время как сварка может быть предпочтительнее для заводских соединений.
Производится широкий ассортимент стандартных горячекатаных стальных профилей, из которых проектировщики могут выбрать профиль, размер и вес, соответствующие конкретному применению. Это секции балки (UB), секции колонн с широкими полками (UC), параллельный канал полки (PFC), конструкционные полые секции (SHS) и угловые секции.
Формы конструктивных полых профилей (СВС)
Компоненты стандартного открытого стального профиля
Современные открытые стальные профили имеют параллельные фланцы.Серийный размер изменяется с шагом примерно 50 мм по глубине для более мелких участков и около 75 мм для более глубоких участков. Внутренние размеры между фланцами определяются используемыми прокатными станами, поэтому внешние размеры могут изменяться в зависимости от веса секции. Стандартизация горячекатаных стальных профилей привела к принятию стандартных соединений, которые стали привычными в отрасли.
На рисунке поясняются термины, используемые в отношении открытых горячекатаных профилей.Подробные размеры и характеристики профиля горячекатаного профиля, поставляемого British Steel и Tata Steel, доступны здесь.
[вверх] Стальные балки
Балки рассчитаны на сопротивление изгибающим моментам и поперечным силам. Формы горячекатаных профилей предназначены для достижения оптимальных свойств изгиба при использовании стали. При проектировании схемы равномерно нагруженных стальных балок обычно используются секции с отношением пролета к глубине от 18 до 20, т.е.е. при пролете 8 м стальная балка будет иметь глубину примерно 450 мм. В таблице приведены типичные отношения пролета к глубине для различных типов балок, используемых в различных системах перекрытий. Первичные балки простираются между колоннами, а второстепенные балки проходят между первичными балками и напрямую поддерживают плиту перекрытия.
Форма постройки | Отношение пролета / глубины для различных балок | |
---|---|---|
Второстепенные балки | Основные балки | |
Балка стальная | 18-20 | 13-15 |
Балка композитная | 22-25 | 16-18 |
Сотовая балка + | 20–27 | 15-18 |
Балка перекрытия неглубокая | 26–28 | — |
Стальная ферма + | 15-18 | 12-15 |
Примечание:
+ Позволяет пропускать услуги по глубине балки
[вверх] Композитные балки
Балка кромочная композитная с композитным настилом
Стальные балки могут быть спроектированы так, чтобы действовать совместно с бетонной плитой с помощью соединителей, работающих на сдвиг, обычно в виде сварных стальных шпилек, которые привариваются с постоянным шагом к верхней полке стальной балки. Показана составная краевая балка с настилом из оцинкованной стали, ориентированная параллельно балке.
Комбинированное действие значительно увеличивает прочность и жесткость стальной балки и, следовательно, может привести к более длинным пролетам для того же размера секции или, в качестве альтернативы, более легкие и мелкие секции могут использоваться для той же нагрузки и конфигурации пролета. Для эффективного проектирования композитных балок отношение пролета к глубине балки находится в диапазоне от 22 до 25, поэтому композитная балка на 25–30% меньше стальной балки и на 30–40% легче по весу стали. .
Композитный настил выдерживает нагрузки во время строительства без временной подпорки на пролет примерно до 4 м, в зависимости от профиля настила. Пролеты могут достигать примерно 5 м, если плита подпирать во время строительства. Альтернативной формой композитной балки является использование сборных железобетонных плит с бетонным покрытием.
[вверх] Конструкционные системы в многоэтажных домах
Основные статьи: Многоэтажные офисные здания, Системы перекрытий, Длиннопролетные балки, Фермы, Стяжные рамы, Сплошные рамы, Композитная конструкция
Ростверк 7. Основные балки пролетом 5 м и второстепенные балки пролетом 9 м в композитной конструкции
Расположение балок перекрытий в зданиях во многом зависит от расстояния между колоннами. Колонны по периметру здания обычно расположены на расстоянии от 5 до 8 м, чтобы поддерживать элементы фасада. В большинстве зданий второстепенные балки спроектированы таким образом, чтобы перекрывать большее расстояние в решетке перекрытия, поэтому изгибающий момент, которому они сопротивляются, аналогичен моменту изгиба основных балок, и поэтому они могут иметь ту же глубину, что и основные балки.
Показана компоновка лучей в сетке 7,5 м x 9 м, в которой основные лучи охватывают меньшее расстояние по сетке и выбираются такой же глубины, что и второстепенные лучи. Когда соединители, работающие на срез, привариваются к стальному настилу, верхний фланец стальных балок не окрашивается. В идеале более тяжелые балки должны быть соединены с полками колонны, но это не всегда возможно, потому что более широкие балки, возможно, придется «надрезать», чтобы они поместились между полками колонны. При соединении широких балок с более узкими колоннами могут потребоваться специальные меры по детализации.
В зданиях с ограниченной высотой потолка, например, в проектах реконструкции, секции UC могут использоваться вместо секций UB в качестве неглубоких, хотя и более тяжелых балок.
Длинные пролеты, коммерческие офисные помещения открытой планировки — Vulcan House, Шеффилд
Во многих зданиях проектирование более длинных внутренних пролетов обеспечивает более гибкое планирование пространства. Для изготовления длиннопролетных первичных или вторичных балок могут использоваться различные системы конструкционной стали.Эти системы с большим пролетом обычно используют принципы композитной конструкции для увеличения их жесткости и прочности и часто обеспечивают интеграцию услуг в пределах их глубины через отверстия в перемычках балок.
Конструкция неглубокого перекрытия отличается от других стальных конструкций тем, что не требует дополнительных балок, кроме стяжных элементов для соединения колонн для обеспечения прочности и устойчивости конструкции во время строительства.
[вверх] Ячеистые балки
Корончатые или ячеистые балки являются примерами элементов с более длинными пролетами, которые имеют большие, как правило, правильные отверстия в пределах глубины стенки.Эти балки обеспечивают большую конструктивную эффективность за счет увеличения глубины сечения при заданном использовании стали и обеспечивают несколько маршрутов для обслуживания. Ячеистые балки имеют большую архитектурную привлекательность из-за своей кажущейся легкости и отличительного внешнего вида на длиннопролетных крышах и перекрытиях.
В зубчатой балке стенка прокатанного профиля разрезается по длине балки в форме шестиугольной «волны». Две части разделяются, смещаются, а затем свариваются вместе, чтобы получить более глубокое сечение.
- Изготовление ячеистой балки
(изображения любезно предоставлены Kloeckner Metals UK Westok)
В ячеистой балке перегородка прокатанного профиля разрезается для образования круглых или удлиненных отверстий. Диаметр отверстий может варьироваться от 0,5 до 0,8 глубины балки.Ячеистые балки конструктивно эффективны и предлагают множество архитектурных возможностей. При формировании из прокатных стальных профилей верхняя и нижняя части ячеистой балки могут быть разных размеров, а секции можно легко регулировать и изгибать перед процессом сварки. В этом процессе образуется очень мало отходов, и все обрезки стали на 100% перерабатываются. Пример системы перекрытия с использованием ячеистых балок показан справа.
Когда балки изготавливаются из трех стальных пластин, размеры полок могут варьироваться, но толщина стенки остается постоянной.Размеры проемов вдоль балок также можно изменять в соответствии с требованиями обслуживания.
Ячеистые балки наиболее целесообразно использовать для длинных пролетов с умеренными нагрузками, таких как второстепенные балки в ростверках перекрытий или в конструкциях крыш. Обычные круглые отверстия в ячеистой балке очень эффективны для распределения круглых воздуховодов в зданиях с тяжелым обслуживанием. Удлиненные отверстия можно разместить ближе к середине пролета (как показано), где поперечные силы невелики.
Выпуклые ячеистые кровельные балки
(Изображение любезно предоставлено Kloeckner Westok)
[вверх] Балки с большими отверстиями в стенках
Большое прямоугольное отверстие в стенке с усилением в стальной балке
В составных балках в перегородке могут быть образованы большие отверстия для прохождения услуг в пределах глубины балки.Большие отверстия обычно имеют прямоугольную форму, но более правильные отверстия обычно имеют круглую форму. Сварные ребра жесткости, расположенные горизонтально над и под проемами, увеличивают размер и соотношение сторон проема, которые можно использовать. Для схемного расчета составных балок с разной формой проемов рекомендуется:
- Глубина проема обычно должна составлять от 50 до 70% глубины балки
- Круглые проемы можно размещать на расстоянии половины их диаметра (как для ячеистых балок).
- Большие прямоугольные проемы следует размещать в средней трети пролета балки и иметь отношение длины к глубине не более 2, если не используются горизонтальные ребра жесткости.
- Расстояние между краями прямоугольных проемов или до соединений второстепенных балок, как правило, не должно быть меньше, чем большее из значений глубины балки или длины проема.
- Для широких прямоугольных проемов горизонтальные ребра жесткости должны выходить за проем как минимум на 150 мм.
Отверстия в стенках длиннопролетных балок для прохода служебных помещений
Показано поперечное сечение перфорированной балки. В этом случае глубина проема составляет 400 мм, а глубина балки 600 мм подходит для пролета до 15 м. Как показано, общая глубина пола с учетом фальшпола и подвесного потолка составляет примерно 1,05 м.
[вверх] Конструкция неглубокого перекрытия
В системах неглубокого перекрытия используются стальные балки, нижний фланец которых шире верхнего. Это могут быть собственные прокатные профили, USFB или плоская стальная пластина, приваренная к нижнему фланцу стандартной секции UC. Более широкий нижний фланец поддерживает плиту перекрытия, так что балка частично заключена в глубину перекрытия, что приводит к структурной системе без балок, выступающих вниз, что приводит к уменьшению высоты пола до пола. Плита перекрытия может быть в виде сборных железобетонных блоков, пустотелых бетонных блоков или глубокого композитного стального настила, в обоих случаях поддерживающих монолитный бетон, который размещается на уровне или над верхней полкой балки.
Пролеты от 6 до 9 м могут быть достигнуты в обоих направлениях. Общая глубина пола обычно составляет от 300 до 350 мм, в зависимости от требований к контролю вибрации пола и обеспечению огнестойкости и звукоизоляции. Частичное покрытие стальной балки бетоном означает, что, как правило, обеспечивается огнестойкость в течение 60 минут, а огнестойкость в течение 90 или 120 минут может быть достигнута за счет использования дополнительной арматуры или защиты нижней стальной плиты.
Балка UC может быть заменена прямоугольной полой секцией (RHS) при использовании в качестве краевой балки из-за ее жесткости на кручение и аккуратного края, который она обеспечивает на линии фасада.В некоторых случаях это может быть визуально желательно, например, для полностью застекленных фасадов. Кроме того, прикрепление облицовки к секции RHS может быть проще, чем к бетонной плите или закрытой стальной секции.
[вверху] Обзор пролетов конструктивных вариантов
Типичные пролеты и структурные глубины для различных стальных и бетонных конструкций показаны в таблицах. Общая глубина этажа включает служебную и потолочную зону и, при необходимости, фальшпол.Для систем с большими пролетами услуги обычно включаются в конструктивную глубину, то есть с отверстиями в стенках в балках. Общая глубина конструкции и обслуживания от 1 до 1,2 м (включая 120 мм для потолка) обычно используется при планировании многоэтажных зданий, в зависимости от пролета.
Диапазон различных вариантов конструкции
Для офисов и многих других типов зданий 3 м используется в качестве глубины от пола до потолка, и в этом случае зона от пола до пола составляет от 4 до 4. 2м. Для некоторых типов зданий допустима внутренняя высота 2,7 м, в этом случае общая площадь пола составляет от 3,6 до 4 м.
Тип проекта | Типовая этажность + Высота (мм) |
---|---|
Офис престижа | 4,0 — 4,2 м |
Спекулятивная контора | 3,6 — 4,0 м |
Проект ремонта | 3.5 — 3,9 м |
Примечание:
+ Высота от пола до потолка плюс глубина этажа, включая услуги
[вверху] Колонны
Элемент сращивания колонн, используемый в высотном здании в Лондоне
Колонны в скрепленных каркасах обычно представляют собой секции UC, которые соединяются (соединяются) продольно в соответствующих точках, обычно каждые два или три этажа в высотных зданиях. Соединения балки с колонной выполняются либо с фланцами колонны (соединения по главной оси), либо с стенкой колонны (соединения по малой оси). Также может возникнуть необходимость в локальном усилении колонн в точках передачи нагрузки, например, для балок с моментными соединениями. Для 3–5-этажных зданий отправной точкой является колонна 254 x 254 UC, а для 6–8-этажных зданий предпочтительнее 305 x 305 UC.
Квадратные или круглые полые профили очень эффективны при сжатии из-за их повышенного сопротивления продольному изгибу по сравнению с открытыми профилями.Как круглые (CHS) секции, так и квадратные (SHS) широко используются в качестве тонких колонн. Основной проблемой конструкции является соединение с торцом колонны, которое часто представляет собой сварную пластину оребрения с болтами к стенке балки. Соединения на торцевой пластине можно использовать с расширяющимися анкерами или запатентованными «глухими» креплениями.
Колонны могут быть спроектированы для достижения большей прочности на сжатие и огнестойкость путем бетонирования (в случае H-образных секций) и бетонного заполнения (в случае пустотелых секций). Например, заполнение между фланцами колонны с Н-образным сечением без армирования может повысить ее огнестойкость до 60 минут при сохранении тех же внешних размеров сечения. Заполнение пустотелых профилей бетоном позволяет повысить их огнестойкость до 60 минут без армирования и до 120 минут с армированием.
В таких конструкциях, как портальные рамы, где изгибающие моменты являются преобладающей формой нагрузки, UB-секции обычно используются для колонн.
[вверх] Фермы и решетчатые балки
Длиннопролетные изогнутые фермы крыши
Robin Hood Airport, Doncaster
(Изображение предоставлено Tubecon)
Фермы и решетчатые фермы используются в длиннопролетных системах кровли и перекрытий. Термин «ферма» обычно применяется к крышам, которые могут быть скатными, тогда как решетчатые фермы обычно используются в качестве длиннопролетных балок перекрытия, которые более нагружены и не имеют ската.
Фермы и решетчатые фермы часто проектируются так, чтобы их было видно, поэтому выбор используемых элементов и их соединений важен для проектного решения.
Фермы и решетчатые фермы представляют собой треугольные или прямоугольные сборки элементов растяжения и сжатия. Слово «решетка» относится к использованию распорок N-типа или W-типа вдоль элемента. Верхние и нижние пояса обеспечивают сопротивление сжатию и растяжению при общем изгибе, а наклонные элементы жесткости противостоят силам сдвига.
Можно создавать самые разные кровельные фермы. Каждый из них может различаться по общей геометрии и по выбору отдельных элементов внутри них. Фермы могут быть спроектированы так, чтобы следовать профилю крыши, который также может быть изогнутым, тогда как решетчатые фермы используются как длинные перекрывающие балки. Фермы или решетчатые фермы могут иметь несколько основных форм, и они изготавливаются путем соединения стандартных секций болтами или сваркой. Для пролетов до 20 м достаточно использовать уголки, тройники и полые более легкие профили. Для очень длинных пролетов могут потребоваться полые профили UC или более тяжелые. Стяжки обычно легче хордовых.
Изогнутая треугольная ферма в аэропорту Гамбурга
Крепежные (диагональные) элементы обычно имеют W или N-образную форму. В N-образной форме ориентация элементов жесткости обычно изменяется в середине пролета, как показано ниже. В W-образной форме элементы часто изготавливаются из трубчатых секций, поскольку они эффективны в качестве элементов жесткости, которые действуют попеременно при растяжении и сжатии.В легких зданиях подъем ветра может быть значительным и может вызвать изменение сил, действующих на ферму.
Триангулированные фермы часто используются в длиннопролетных конструкциях, поскольку они очень устойчивы благодаря своей форме. Нормальная форма — треугольник, направленный вниз, так что второстепенные балки проходят между верхними поясами. Показан хороший пример изогнутой треугольной фермы в аэропорту Гамбурга. Эти фермы опирались на наклонные трубчатые кронштейны.
[вверх] Космические рамки
Двухслойная пространственная каркасная крыша, окружающая уличный пейзаж в центре Виктории в Белфасте
«Пространственный» каркас — это форма конструкции, которая охватывает большие площади с использованием сборок небольших структурных компонентов, которые соединяются в заранее сформированных узлах.Они представляют собой трехмерные узлы, которые обычно состоят из элементов растяжения и сжатия, соединенных наклонными связями. Круглые полые секции (CHS) обычно используются в космических каркасах, поскольку их толщина стенок может варьироваться в соответствии с усилиями в элементах при сохранении постоянного внешнего диаметра. Существуют три основные формы поддержки пространственных рам, которые определяют силы, которым они подвержены:
- Точечная поддержка по столбцам в четырех и более позициях
- Множественная поддержка строк столбцов или «деревьев столбцов».
- Сплошная кромочная опора.
Показан пример многоточечной опоры для двухслойной пространственной рамы над пешеходной улицей в центре Виктории в Белфасте.
[вверх] Формы связей в раскосных рамах
Крестовины в Академии Всех Святых, Челтенхэм
(Изображение любезно предоставлено William Haley Engineering Ltd.)
Конструкционные рамы с точечным соединением должны быть закреплены в вертикальном и горизонтальном направлениях.Устойчивость здания зависит от формы и расположения распорок. Другие элементы, противодействующие боковым силам, такие как бетонные стержни, могут быть соединены перекрытиями или горизонтальными связями. Для простоты вертикальные распорки размещаются в фасаде или внутренних перегородках. В идеале линия связи должна быть на центральной линии основных колонн, но это может противоречить расположению внутренней обшивки внешних стен, и поэтому может возникнуть необходимость объединить конструкции связи и стены, не вызывая тепловых мостиков.
Наиболее распространенным расположением распорок в многоэтажных зданиях является распорка «X», «V» или «K» с использованием стальных уголков или круглых полых профилей. Перевернутая V-образная распорка предпочтительна там, где большие отверстия, например двери, обязательные в подпорном отсеке.
Анкерные стержни, соединенные с круговым кольцом в крестообразных связях для малоэтажного дома
В X-образной форме элементы могут быть спроектированы так, чтобы противостоять как растяжению, так и сжатию или только растяжению, что приводит к более тонким элементам.Натяжные стержни или плоские пластины неэффективны при сжатии, и, следовательно, при использовании этих элементов силам сопротивляется только растяжение. Показан пример X-образной связи с использованием анкерных стержней, соединенных с круглым кольцом. Этот тип деталей часто используется как в визуально открытых, так и в скрытых связях, но напряжение, которое может возникнуть в стяжке, ограничивается изгибом соединительного кольца.
Элементы полого профиля квадратного сечения, используемые в X-образных распорках в 10-этажном жилом доме
В формах K и V-образных распорок элементы должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать растяжение и сжатие.В этом случае натяжные стяжки невозможны. В X-образных рамах с круглыми или квадратными полыми профилями (SHS) элементы также спроектированы на сжатие, а детали стыковки позволяют соединять четыре стяжных элемента в точках пересечения. Показан пример открытой X-образной распорки с использованием секций SHS. Силы сдвига, которым может противостоять эта система, также зависят от сопротивления болтов сдвигу в месте соединения.
Плоские стальные пластины могут использоваться, когда они необходимы для размещения в полости кирпичной кладки или в двухслойных перегородках.Обычно в X-образных распорках используются плоские пластины, которые действуют при растяжении.
[вверх] Конструкционные системы в одноэтажных домах
Основные статьи: Одноэтажные промышленные здания, Рамы порталов, Моментостойкие соединения
Планировка одноэтажного дома
Самый экономичный способ ограждать большое пространство — использовать серию двухмерных «жестких» рам, которые расположены с равными интервалами вдоль одной оси здания.В одноэтажных зданиях устойчивость достигается в двух направлениях либо за счет использования жесткого каркаса, диагональной связи, либо за счет опорного действия бетонных стен или стержней. Жесткое обрамление может быть достигнуто в одном направлении за счет использования сопротивляющихся моментов соединений, но редко используется в другом направлении, которое, следовательно, закреплено традиционными скобами.
[вверх] Открытие рамы
Рама может быть открытой, но также может выходить за пределы фасада или крыши, образуя внешнюю конструкцию.Если каркас полностью расположен вне облицовки, он выражается во внешнем облике здания. В качестве альтернативы рама может быть расположена полностью внутри ограждающей конструкции. Между этими двумя крайностями взаимодействие рамы и облицовки устанавливает дополнительный диапазон визуальных и пространственных отношений.
Показан простой пример рамной конструкции, которая продолжается за пределы оболочки здания для визуального эффекта.В этом случае перфорированные ячеистые балки увеличивают легкость конструкции, сохраняя при этом ее основную функцию в качестве жесткого каркаса.
Если стальная конструкция проникает через ограждающую конструкцию здания, следует позаботиться о минимизации потерь тепла через тепловые мосты.
[вверх] Каркасные конструкции портала
Рама многоярусного портала во время строительства
(Изображение любезно предоставлено компанией Severfield (Design & Build) Ltd.)
Каркасные конструкции портала представляют собой примеры жестких рам и являются наиболее распространенной формой ограждений для пролетов от 20 до 50 м. Рамы порталов обычно изготавливаются из горячекатаных открытых профилей, хотя они могут быть выполнены из решетчатых или сборных балок. Они закреплены условно (с помощью распорок X или K) в ортогональном направлении в боковых стенках или иногда между внутренними колоннами.
Как правило, портальные каркасные конструкции используются в одноэтажных зданиях или ограждениях промышленного типа, где основным требованием является обеспечение большого закрытого объема, такого как спортивный зал или распределительный центр.Как таковые, эти сооружения не могут иметь архитектурного значения. Однако основные принципы могут быть использованы в ряде более интересных архитектурных приложений, например, при формировании изогнутых стропил или при использовании перфорированных балок.
Элементы каркаса обычно состоят из стропил и колонн с жесткими связями между ними. Суженные бедра вводятся для усиления стропил на карнизах и образования соединений, устойчивых к моменту. Связи крыши и стен важны для общей устойчивости конструкции.Элементы рамы портала показаны на рисунке.
В таблице представлены некоторые общие рекомендации по проектированию конструкций портальной рамы. Минимальный уклон крыши с учетом прогибов обычно принимается равным 6 °. Колонны часто тяжелее стропил, а высота колонн составляет примерно одну пятую от пролета рамы. Расстояние между каркасами зависит от перекрывающих возможностей прогонов и снеговой нагрузки.
Параметр | Типичное значение |
---|---|
Пролет портальной рамы | от 15 до 50 м |
Шаг рам | от 5 до 8 м |
Скат крыши | от 5 ° до 10 ° |
Глубина стропил | от диапазона / 50 до диапазона / 60 |
Отношение пролета к высоте колонны | с 4 по 7 |
Вес колонны (кг / м) | 1.От 5 до 2 × вес стропил (кг / м) |
Длина бугорка | 10% диапазона |
Глубина окантовки | 2 × глубина стропил |
Расстояние между прогонами | от 1,5 до 2 м + |
Примечания:
- Без кранов или тяжелых дополнительных грузов
- + Расстояние между прогонами уменьшено около бедра для обеспечения устойчивости бедра
Многоквартирный дом типа «Удачи и промахи» в процессе строительства
Двухпролетные порталы часто проектируются по принципу «ударил и промахнулся», в котором чередующиеся внутренние колонны заменены продольной стержневой балкой, которая проходит между «ударными» колоннами и поддерживает точечную нагрузку от недостающей колонны.
Форма мансардной крыши может быть создана из линейных элементов с помощью сварки или болтов. Этот подход может быть расширен за счет огранки более коротких линейных участков для образования «псевдодуги».
Вместо наклонных стропил можно использовать гнутые балки. Радиус изгиба обычно такой, чтобы облицовку можно было установить до кривизны крыши. Однако некоторые системы облицовки, такие как глубокие композитные панели, могут быть менее устойчивы к такому типу деформации на месте.
На изображении показано интересное архитектурное решение, в котором соединение закрепленной балкой с колонной в раме портала выполнено с сопротивлением моменту за счет использования связующего элемента с колонной. Таким образом, галстук передает момент колонне.
[вверх] Дополнительная литература
- Руководство конструктора по металлу, 7-е издание. Редакторы Б. Дэвисон и Г. В. Оуэнс. Институт стальных конструкций 2012
- Архитектурный дизайн из стали — Требилкок П. и Лоусон Р. М., опубликованные Spon, 2004 г.
[вверху] Ресурсы
[вверху] См. Также
Стяжные рамы — SteelConstruction.info
Стяжные рамы — очень распространенная форма строительства, экономична в строительстве и проста в анализе. Экономия достигается за счет недорогих, номинально штифтовых соединений между балками и колоннами. Связи, которые обеспечивают устойчивость и выдерживают боковые нагрузки, могут быть выполнены из диагональных стальных элементов или из бетонного «сердечника». В конструкции с раскосами балки и колонны рассчитаны только на вертикальную нагрузку, при условии, что система распорок выдерживает все поперечные нагрузки.
[вверх] Системы крепления
Стальной каркас в стадии строительства
All Saints Academy, Cheltenham
(Изображение любезно предоставлено William Haley Engineering Ltd.)
В многоэтажном здании балки и колонны обычно располагаются ортогонально как на фасаде, так и на плане. В каркасном здании сопротивление горизонтальным силам обеспечивается двумя системами ортогональных связей:
- Распорка вертикальная. Связи в вертикальных плоскостях (между рядами колонн) обеспечивают пути нагрузки для передачи горизонтальных сил на уровень земли и обеспечения поперечной устойчивости.
- Распорка горизонтальная.На каждом уровне пола распорки в горизонтальной плоскости, обычно обеспечиваемые действием плиты перекрытия, обеспечивают путь нагрузки для передачи горизонтальных сил (в основном от колонн по периметру из-за ветра) на плоскости вертикальных распорок.
Распорка и путь передачи нагрузки
Как минимум, необходимы три вертикальные плоскости распорки, чтобы обеспечить сопротивление в обоих направлениях в плане и обеспечить сопротивление кручению вокруг вертикальной оси. На практике обычно предусмотрено более трех, например, в местах, схематически показанных на рисунке ниже.
Типовое расположение вертикальных распорок
Предполагая, что полы действуют как диафрагмы для обеспечения горизонтальных связей, силы, переносимые каждой плоскостью вертикальных связей, зависят от ее относительной жесткости и местоположения, а также от расположения центра давления горизонтальных сил (см. Дальнейшее обсуждение местоположения вертикальные плоскости жесткости, внизу).
Вертикальные связи в виде диагональных стальных элементов, обеспечивающие устойчивость в многоэтажном здании, показаны на рисунке ниже.
Устойчивость здания также может быть частично или полностью обеспечена одним или несколькими железобетонными стержнями.
[вверх] Расположение плоскостей вертикальных связей
Вертикальные распорки в многоэтажном доме
Желательно располагать распорки на концах конструкции или рядом с ними, чтобы противостоять любым скручивающим воздействиям. См. Рисунок справа.
Если комплекты распорок идентичны или похожи, достаточно предположить, что горизонтальные силы (ветровые нагрузки и эквивалентные горизонтальные силы, каждая из которых усиливается для эффектов второго порядка, если необходимо, см. Обсуждение ниже) распределяются поровну между системами распорок. в рассматриваемом ортогональном направлении.
Если жесткости вертикальных систем жесткости различаются или системы жесткости расположены асимметрично в плане, как показано на рисунке ниже, равное распределение сил не предполагается. Силы, передаваемые каждой системой распорок, можно рассчитать, если предположить, что пол представляет собой жесткую балку, а системы распорок — пружинные опоры, как показано на рисунке ниже.
Определение сил жесткости при несимметричном расположении связей
Жесткость каждой системы связей следует рассчитывать путем приложения горизонтальных сил к каждой системе связей и вычисления прогиба.Затем жесткость пружины (обычно в мм / кН) может использоваться для расчета распределения усилия на каждую систему жесткости.
[вверху] Вертикальные распорки
В многоэтажном здании со связями плоскости вертикальных связей обычно образуются диагональными связями между двумя рядами колонн, как показано на рисунке ниже. Предусмотрены либо одиночные диагонали, как показано, и в этом случае они должны быть рассчитаны либо на растяжение, либо на сжатие, либо предусмотрены перекрещенные диагонали, и в этом случае могут быть предусмотрены тонкие элементы жесткости, несущие только напряжение.
Консольная ферма
Обратите внимание, что когда используются скрещенные диагонали и предполагается, что только диагонали растяжения обеспечивают сопротивление, балки перекрытия участвуют как часть системы распорок (фактически создается вертикальная ферма Пратта с диагоналями в растяжении, а стойки — балками перекрытия. — в сжатии).
Вертикальные распорки должны быть спроектированы таким образом, чтобы противостоять силам из-за следующих факторов:
- Ветровые нагрузки
- Эквивалентные горизонтальные силы, отражающие влияние начальных дефектов
- Эффекты второго порядка из-за раскачивания (если рамка чувствительна к эффектам второго порядка).
Руководство по определению эквивалентных горизонтальных сил и учету эффектов второго порядка, обсуждаемых в разделах ниже, а также доступен инструмент расчета устойчивости рамы.
Силы в отдельных элементах системы жесткости должны быть определены для соответствующих комбинаций действий. Для элементов жесткости расчетные силы в ULS из-за комбинации, в которой ветровая нагрузка является ведущим действием, вероятно, будут наиболее обременительными.
По возможности рекомендуется использовать элементы жесткости с наклоном примерно 45 °.Это обеспечивает эффективную систему с относительно небольшими усилиями на стержнях по сравнению с другими устройствами и означает, что детали соединения там, где распорка встречается с соединениями балка / колонна, компактны. Узкие системы распорок с круто наклоненными внутренними элементами увеличивают чувствительность конструкции к раскачиванию. Широкие системы распорок сделают конструкции более устойчивыми.
В таблице ниже показано, как максимальный прогиб изменяется в зависимости от расположения распорок при постоянном размере поперечного сечения распорок.
Высота этажа | Ширина распорки | Угол от горизонтали | Коэффициент максимального прогиба (по сравнению с распоркой при 34 °) |
---|---|---|---|
ч | 2 ч. | 26 ° | 0,9 |
ч | 1,5 ч | 34 ° | 1,0 |
ч | ч | 45 ° | 1.5 |
ч | 0,75h | 53 ° | 2,2 |
ч | 0,5 ч | 63 ° | 4,5 |
[вверху] Горизонтальные распорки
Горизонтальные распорки (в крыше) в одноэтажном доме
Горизонтальная система распорок необходима на каждом уровне этажа для передачи горизонтальных сил (в основном сил, передаваемых от колонн по периметру) к плоскостям вертикальных связей, которые обеспечивают сопротивление горизонтальным силам.
Существует два типа системы горизонтальных распорок, которые используются в многоэтажных раскосных каркасах:
- Мембраны
- Дискретная триангулированная распорка.
Обычно системы пола достаточно, чтобы действовать как диафрагма без необходимости в дополнительных стальных распорках. На уровне крыши может потребоваться распорка, часто известная как ветровая балка, которая может выдерживать горизонтальные силы в верхней части колонн, если нет диафрагмы. См. Рисунок справа.
[вверху] Горизонтальные диафрагмы
Все решения для перекрытий, включающие постоянную опалубку, такую как металлический настил, прикрепленный приваркой сквозных шпилек к балкам, с заполнением из бетона на месте, обеспечивают отличную жесткую диафрагму для передачи горизонтальных сил на систему распорок.
Системы перекрытий с использованием сборных железобетонных досок требуют надлежащего рассмотрения для обеспечения адекватной передачи усилий, если они должны действовать как диафрагма. Коэффициент трения между досками и стальными конструкциями может составлять всего 0.1, и даже ниже, если сталь окрашена. Это позволит плитам перемещаться относительно друг друга и скользить по стальным конструкциям. Затирка между плитами лишь частично решит эту проблему, а для больших ножниц потребуется более надежная система связывания между плитами и между плитами и стальными конструкциями.
Соединение между плитами может быть достигнуто за счет усиления в покрытии. Это может быть сетка или стяжки могут быть размещены вдоль обоих концов набора досок, чтобы весь пол действовал как единая диафрагма.Обычно будет достаточно бруска толщиной 10 мм на половине глубины покрытия.
Присоединение к стальным конструкциям может быть выполнено одним из двух способов:
- Оберните плиты стальной рамой (на углах полок или на специально предусмотренных ограничителях) и заполните зазор бетоном.
- Обеспечьте связь между покрытием поверх досок и покрытием на месте со стальными конструкциями (известное как «кромочная полоса»). Обеспечьте стальную балку соединителями, работающими на сдвиг, для передачи усилий между кромочной полосой на месте и стальными конструкциями.
Если плоские усилия диафрагмы передаются на стальные конструкции через прямую опору (обычно плита может опираться на лицевую сторону колонны), необходимо проверить несущую способность соединения. Производительность обычно ограничивается местным дроблением доски. В любом случае зазор между доской и сталью должен быть заполнен монолитным бетоном.
Деревянные полы и полы, построенные из сборных бетонных двутавровых балок и заполняющих блоков (часто называемых полами «балки и горшки»), не считаются обеспечивающими адекватную диафрагму без специальных мер.
[вверх] Дискретная триангулированная распорка
Распорка типового этажа
Там, где нельзя полагаться на действие диафрагмы от пола, рекомендуется горизонтальная система триангулированных стальных распорок. Возможно, потребуется предусмотреть систему горизонтальных связей в каждом ортогональном направлении.
Обычно горизонтальные системы распорок простираются между «опорами», которые представляют собой места расположения вертикальных распорок.Такое расположение часто приводит к тому, что ферма покрывает всю ширину здания с глубиной, равной центрам пролета, как показано на рисунке слева.
Распорка пола часто выполняется как ферма Уоррена, или как ферма Пратта, или со скрещенными элементами, действующими только на растяжение.
[вверх] Последствия несовершенства
Соответствующие допуски должны быть включены в структурный анализ, чтобы покрыть влияние дефектов, включая геометрические дефекты, такие как отсутствие вертикальности, непрямолинейность, недостаточная плоскостность, отсутствие посадки и любые незначительные эксцентриситет, присутствующие в соединениях ненагруженной конструкции.
Следует учитывать следующие недостатки:
- Глобальные дефекты рам и систем распорок
- Локальные недостатки для отдельных членов.
Глобальные недостатки могут быть приняты во внимание путем моделирования рамы по отвесу или с помощью серии эквивалентных горизонтальных сил, приложенных к раме, моделируемой вертикально. Рекомендуется последний подход.
В каркасной раме с номинально закрепленными соединениями в общем анализе не требуется допуск на локальные дефекты в элементах, поскольку они не влияют на общее поведение и учитываются при проверке сопротивлений элементов в соответствии со Стандартом на проектирование.Если в конструкции рамы предполагается наличие сопротивляющихся моменту соединений, возможно, потребуется учесть местные дефекты (BS EN 1993-1-1 [1] , 5.3.2 (6)).
[вверх] Недостатки для общего анализа каркасов с подкосами
Эквивалентные дефекты качания (из BS EN 1993-1-1, рисунок 5.2)
Влияние несовершенства рамы допускается за счет несовершенства начального раскачивания.См. Рисунок справа.
Основной допустимый дефект — это отклонение от вертикали Φ 0 1/200. Этот допуск больше, чем обычно указанные допуски, поскольку он допускает как фактические значения, превышающие указанные пределы, так и остаточные эффекты, такие как отсутствие посадки. Допуск на проектирование в BS EN 1993-1-1 [1] , 5.3.2 определяется следующим образом:
Φ = Φ 0 α h α м = 1/200 α h α м
где α h коэффициент уменьшения для общей высоты и α м — коэффициент уменьшения, который согласно Еврокоду зависит от количества столбцов в строке.(Подробное определение см. В 5.3.2 (3).) Это предполагает, что каждый ряд имеет распорки. В более общем случае α м следует рассчитывать в соответствии с количеством колонн, стабилизированных системой распорок — обычно из нескольких рядов.
Для простоты значение Φ можно консервативно принять равным 1/200, независимо от высоты и количества столбцов.
Если для каждого этажа приложенная извне горизонтальная сила превышает 15% от общей вертикальной силы, дефектами раскачивания можно пренебречь (поскольку они мало влияют на деформацию раскачивания).
[вверху] Эквивалентные горизонтальные силы
BS EN 1993-1-1 [1] , 5.3.2 (7) утверждает, что дефекты вертикального раскачивания могут быть заменены системами эквивалентных горизонтальных сил, вводимых для каждой колонны. Гораздо проще использовать эквивалентные горизонтальные силы, чем вносить в модель геометрическое несовершенство. Это потому что:
- Дефект нужно попробовать в каждом направлении, чтобы получить больший эффект, и легче прикладывать нагрузки, чем изменять геометрию
- Изменение геометрии конструкции может быть затруднено, если основания колонн находятся на разных уровнях, поскольку несовершенство раскачивания варьируется между колоннами.
Согласно 5.3.2 (7) эквивалентные горизонтальные силы имеют расчетное значение φ N Ed вверху и внизу каждой колонны, где N Ed — сила в каждый столбец; силы на каждом конце направлены в противоположные стороны. При проектировании рамы и, в частности, сил, действующих на систему распорок, гораздо проще учитывать чистую эквивалентную силу на каждом уровне пола. Таким образом, эквивалентная горизонтальная сила, равная Φ , умноженная на общую вертикальную расчетную силу, приложенную на этом уровне пола, должна применяться на каждом этаже и на уровне крыши.
[вверх] Дополнительные конструктивные корпуса для систем распорок
Система жесткости должна выдерживать внешние нагрузки вместе с эквивалентными горизонтальными силами. Кроме того, необходимо проверить распорки на предмет двух дополнительных расчетных ситуаций, локальных по отношению к уровню пола:
- Горизонтальные силы от напольных диафрагм
- Усилия из-за дефектов на стыках.
В обеих этих расчетных ситуациях система жесткости проверяется локально (с учетом этажей выше и ниже) на предмет комбинации силы, возникающей из-за внешних нагрузок, вместе с силами из-за любого из вышеперечисленных недостатков.Эквивалентные горизонтальные силы, смоделированные для учета раскачивания рамы, не включены ни в одну из этих комбинаций. Одновременно следует учитывать только одно несовершенство.
Горизонтальные силы, которые следует учитывать, представляют собой совокупность всех сил на рассматриваемом уровне, разделенных между системами распорок.
В Великобритании обычной практикой является проверка этих сил без одновременного сдвига балки. Обоснование состоит в том, что вероятность максимального сдвига балки плюс максимальные дефекты вместе с минимальным сопротивлением соединения превышает расчетную вероятность проектных норм.
[вверх] Несовершенство для анализа систем крепления
Эквивалентная стабилизирующая сила
При анализе систем жесткости, которые требуются для обеспечения поперечной устойчивости в пределах длины балок или сжатых элементов, влияние дефектов следует учитывать посредством эквивалентного геометрического несовершенства удерживаемых элементов в виде начального лук несовершенство:
e 0 = α м L /500
где:
L — пролет системы жесткости
в котором м — количество удерживаемых стержней.
Для удобства эффекты начальных дефектов изгиба элементов, которые должны быть ограничены системой жесткости, могут быть заменены эквивалентной стабилизирующей силой, как показано на рисунке справа.
где
δ q — это отклонение системы жесткости в плоскости из-за q плюс любые внешние нагрузки, рассчитанные на основе анализа первого порядка.
Рекомендуется использовать эквивалентные стабилизирующие силы.
[вверху] Эффекты второго порядка
Эффекты деформированной геометрии конструкции (эффекты второго порядка) необходимо учитывать, если деформации значительно увеличивают силы в конструкции или если деформации существенно изменяют поведение конструкции. Для глобального анализа упругости эффекты второго порядка значимы, если α cr меньше 10.
Критерий следует применять отдельно для каждого этажа, для каждой рассматриваемой комбинации действий.Как правило, сюда входят вертикальные и горизонтальные нагрузки и КВЧ, как показано на схеме. В подкосных рамах боковая устойчивость обеспечивается только подкосами; номинально штифтовые соединения не влияют на устойчивость рамы.
В большинстве случаев нижний этаж дает наименьшее значение α cr .
Горизонтальные силы, приложенные к системе распорок
[вверх] Учет эффектов второго порядка
Там, где эффекты второго порядка значительны и должны быть включены, наиболее распространенным методом является усиление упругого анализа первого порядка с использованием исходной геометрии конструкции.Использование этого метода имеет ограничение: α cr > 3. Если α cr меньше 3, необходимо использовать анализ второго порядка.
В скрепленной раме, где соединения балки с колонной номинально закреплены на пальцах и, таким образом, не влияют на поперечную жесткость, единственные эффекты, которые должны быть усилены, — это осевые силы в элементах связи и силы в колоннах, обусловленные их функцией. как часть системы распорок
Коэффициент усиления указан в BS EN 1993-1-1 [1] , 5.2.2 (5) B как:
Необходимо усилить только эффекты, вызванные горизонтальными силами (включая эквивалентные горизонтальные силы).
[вверх] Анализ второго порядка
Доступен ряд аналитических программ второго порядка. Использование любого программного обеспечения даст результаты, которые в некоторой степени являются приблизительными, в зависимости от используемого метода решения, типов рассматриваемых эффектов второго порядка и допущений моделирования. Как правило, программное обеспечение второго порядка автоматически учитывает дефекты рамы, поэтому проектировщику не нужно рассчитывать и применять эквивалентные горизонтальные силы.При анализе будут учтены эффекты деформированной геометрии (эффекты второго порядка).
[вверху] Краткое описание процесса проектирования систем распорок
Для типичного здания средней этажности с использованием опорных каркасов рекомендуется следующий простой процесс проектирования.
- Выберите подходящие размеры сечения балок.
- Выберите подходящие размеры сечения колонн (которые могут быть изначально рассчитаны только на осевую силу, оставляя некоторые условия для номинальных изгибающих моментов, которые будут определены на более позднем этапе).
- Рассчитайте эквивалентные горизонтальные силы (EHF) от этажа к этажу и ветровые нагрузки.
- Рассчитайте общий сдвиг в основании распорки, добавив общую ветровую нагрузку к общей КВЧ и распределив ее соответствующим образом между системами распорок.
- Определите размеры крепежных элементов. Размер самого нижнего элемента распорки (с наибольшим расчетным усилием) может быть изменен на основе сдвига, определенного на этапе 4. Можно использовать меньший размер секции выше по конструкции (где связь подвергается меньшим силам) или такой же размер может использоваться для всех участников.
- Оцените устойчивость рамы с помощью параметра α cr , используя комбинацию КВЧ и ветровых нагрузок в качестве горизонтальных сил на раму в сочетании с вертикальными нагрузками.
- Определите усилитель, если требуется (например, если α cr <10). Если рама чувствительна к эффектам второго порядка, все боковые силы должны быть усилены. В этом случае может потребоваться повторная проверка крепежных элементов на предмет повышенных усилий (шаг 5).
- На каждом уровне пола убедитесь, что соединение с диафрагмой может выдерживать 1% осевой силы в колонне в этой точке (очевидно, что наиболее тяжелая расчетная сила приходится на самый нижний поддерживаемый пол).
- Убедитесь, что диафрагмы пола эффективно распределяют все силы на системы распорок.
- На уровнях сращивания определите общую силу, которой должна оказывать сопротивление растяжка локально (обычно это сумма нескольких столбцов). Убедитесь, что связка, расположенная в месте стыка, может выдерживать эти силы в дополнение к силам, возникающим из-за внешних нагрузок (КВЧ не учитываются при выполнении этой проверки).
- Убедитесь, что локальные связи каждого этажа могут выдерживать удерживающие силы от этого пола в дополнение к силам от внешних нагрузок (EHF не учитываются при выполнении этой проверки).
При проектировании вручную данные проекта в SCI P363 могут использоваться для выбора подходящих размеров сечения.
Инструмент «Устойчивость рамы» доступен для помощи в вычислении EHF и α cr .
[вверх] Список литературы
- ↑ 1.0 1,1 1,2 1,3 BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций. Общие правила и правила для зданий, BSI
[вверх] Дополнительная литература
- Руководство конструктора по металлу, 7-е издание. Редакторы Б. Дэвисон и Г. В. Оуэнс. Институт стальных конструкций 2012, Глава 5, Многоэтажные дома
- Архитектурный дизайн в стали, Lawson M и Trebilcock P, SCI и Spon. Глава 3.
[вверх] Ресурсы
[вверху] См. Также
Обеспечение заземления | Журнал «Электротехнический подрядчик»
В 2002 г. и предыдущих изданиях Национального электротехнического кодекса от 2002 года требовалось использовать металлический каркас здания или сооружения в качестве заземляющего электрода, когда металл здания или конструкции был эффективно заземлен.Вопрос о том, считался ли металлический каркас здания или сооружения надежно заземленным, решался установщиком, инспектором или обоими. Этот вопрос был прояснен в 2005 NEC , но разъяснение могло внести дополнительную проблему.В 2002 году NEC , раздел 250.52 (B) указано, «где возможно, металлический каркас здания или сооружения, если он эффективно заземлен, должен использоваться в качестве заземляющего электрода». Часто бывает трудно определить, был ли металлический каркас здания или сооружения надежно заземлен.Металл был эффективно заземлен, если металлические колонны конструкции соединялись болтами, которые были соединены с опорной арматурой в бетоне, и бетон имел непосредственный контакт с землей. Если металлическая опорная конструкция была соединена с болтами, вставленными в бетон, но не соединена с арматурой в фундаменте, то металлическая конструкция не была эффективно заземлена и не могла использоваться в качестве заземляющего электрода.
В 2005 году NEC , раздел 250.52 (A) (2) был изменен, чтобы обеспечить четыре различных метода обеспечения того, чтобы металлический каркас здания или сооружения мог использоваться в качестве заземляющего соединения и, следовательно, заземляющего электрода.Это изменение должно было уточнить, какие металлические каркасы зданий или сооружений можно использовать в качестве заземляющих электродов.
Первый метод обеспечения заземления металлической конструкции заключается в том, что 10 футов или более одного металлического элемента конструкции находятся в прямом контакте с землей или когда металлический конструкционный элемент заключен в бетон, который находится в непосредственном контакте с землей. Это наиболее эффективный из четырех методов.
Второй метод — прикрепить металлический каркас конструкции к одному или нескольким другим заземляющим электродам, как разрешено 250.52 (A) (1) для металлических подземных водопроводных труб, разделом 250.52 (A) (3) для электродов в бетонном корпусе или разделом 250.52 (A) (4) для заземляющего кольца.
Третий и четвертый методы включают прикрепление структурного металлического каркаса к стержневым, трубчатым или пластинчатым электродам, как определено в разделах 250.52 (A) (5) или 250.52 (A) (6), соответственно, или с использованием любых других одобренных средств. в орган, обладающий юрисдикцией для подключения к земле.
Проблема с установлением эффективного заземления металлической конструкции, по-видимому, возникает во втором методе, предусмотренном в Разделе 250.52 (А) (2). Если металл здания не соединен с арматурой в бетонном основании здания или сооружения, а единственный другой заземляющий электрод, присутствующий в здании или сооружении, представляет собой металлическую подземную водопроводную трубу длиной 10 футов или более, то соединение с металлом Водопроводная труба обеспечивает единственное соединение с землей для металлической конструкции.
Однако Раздел 250.53 (D) (2) требует, чтобы в металлической подземной водопроводной трубе был установлен дополнительный электрод и подсоединен к металлической водопроводной трубе.С течением времени может произойти износ металлического подземного водопровода. Поскольку в будущем металлический водопроводный трубопровод может быть заменен неметаллическим водопроводом, для прибора NEC требуется, чтобы металлический водяной трубопровод был дополнен дополнительным электродом любого из типов, указанных в разделах 250.52 (A) (2 ) через 250,52 (A) (7).
Это то место, где возникает проблема в 2005 NEC . Этим дополнительным электродом для подземной системы металлических водопроводов может быть металлический каркас здания или сооружения, как указано в Разделе 250.52 (А) (2). Поскольку Раздел 250.52 (A) (2) (2) разрешает подземной системе металлических водопроводов скреплять металл здания, при замене металлической подземной трубы на неметаллическую водопроводную трубу вся система заземляющих электродов будет потеряна.
Самый простой ответ — потребовать установки дополнительного электрода, например, заземляющего стержня с приводом, трубы или пластинчатого электрода, у которых сопротивление этих электродов не превышает 25 Ом. Если сопротивление заземляющего стержня, трубы или пластинчатого электрода превышает 25 Ом относительно земли, тогда используйте дополнительный электрод, как описано в пункте 250.52 (A) (3) — 250,52 (A) (7), должны быть установлены, но использование строительной стали при подключении к водопроводу здания в соответствии с 250,52 (A) (2) (2) не допускается.
Это может быть достаточно важным вопросом, чтобы гарантировать TIA (Предварительная временная поправка) к 2005 NEC . TIA — это временное исправление основной проблемы и, следовательно, будет промежуточным исправлением между 2005 NEC и 2008 NEC . По крайней мере, добросовестные электрики и подрядчики должны установить дополнительные электроды, чтобы обеспечить правильное подключение электрической системы к заземляющему электроду. EC
ODE — технический специалист в Underwriters Laboratories Inc., в Research Triangle Park, Северная Каролина. С ним можно связаться по телефону 919.549.1726 или по электронной почте [email protected].
Решено: Внутреннее соединение колонн в железобетонном каркасе …
Внутреннее соединение колонн в железобетонной каркасной конструкции, присвоенное SDC E, состоит из балок шириной 20 дюймов и глубиной 28 дюймов и балок, образующих 26 × 26 дюймовстолбцы. Толщина плиты составляет 4 дюйма, а эффективная ширина выступающей полки с обеих сторон стенки изгибаемых элементов составляет 32 дюйма. Балка и арматура балки в стыке состоят из четырех верхних стержней № 10 (№ 32) и четырех Нижние стержни № 9 (№ 29). Когда изгибаемая сталь пересекает соединение, верхние и нижние стержни балки находятся за пределами соответствующих стержней верхней и нижней балок. Армирование колонны состоит из восьми стержней № 14 (№ 43), равномерно расположенных по периметру колонны, аналогично размещению, показанному на рисунке.Прозрачная крышка на самой внешней основной изгибаемой и продольной арматуре колонны составляет 2 дюйма. Предположим, что хомуты и стяжки № 4 (№ 13). Для сейсмической нагрузки максимальная факторизованная осевая нагрузка на каркас верхней колонны в соединение составляет 1100 тысяч фунтов, а максимальная факторизованная осевая нагрузка на нижнюю стойку составляет 1230 тысяч фунтов. Высота этажа составляет 12 футов, а расстояние между колоннами составляет 24 фута по центру в направлении балок. Используйте f′c = 4000 фунтов на квадратный дюйм и fy = 60 000 фунтов на квадратный дюйм.
(a) Определите, превышает ли номинальная прочность на изгиб колонн, чем у балок и балок, по крайней мере, на 20 процентов, и определите минимальную поперечную арматуру, необходимую в колоннах, прилегающих к балкам.
(b) Полная статическая нагрузка на балку (включая собственный вес) составляет 2,8 тысячи фунтов / фут, а общая динамическая нагрузка составляет 1,3 тысячи фунтов / фут. Разработайте поперечную арматуру балки.
РИСУНОК
Внутреннее соединение балки и колонны для Примера 11.2: (a) вид сверху; (б) сечение балки.
ПРИМЕР 11.2
Дизайн внутреннего стыка Тип 1. На рисунке показан предлагаемый внутренний стык железобетонного здания с указанными размерами балки, колонны и арматурой.Каркас здания должен выдерживать гравитационные и нормальные ветровые нагрузки. Спроектируйте и детализируйте армирование швов
РЕШЕНИЕ. Поскольку соединение должно быть частью основной системы сопротивления поперечной нагрузке, нижние стержни балки, а также верхние стержни проходят прямо через стык для закрепления. В таких случаях обычно удобно стыковать внахлестку стального дна вблизи точки перегиба балок.
На рисунках a и b стержни верхней и нижней балки, входящие в соединение в одном направлении, должны проходить, соответственно, под и над соответствующими стержнями в перпендикулярном направлении.Предполагается, что это было обнаружено путем корректировки эффективных глубин при проектировании балок. Поскольку колонна на 10 дюймов шире балок, внешние стержни балки можно пропустить внутрь угловых стержней колонны без помех. Для стальной верхней части балки используются четыре стержня, чтобы избежать столкновения с центральной балкой колонны.
Даже сочетание нормальной ветровой нагрузки с гравитационными нагрузками не должно создавать большого неуравновешенного момента на противоположных сторонах этой внутренней колонны, и можно с уверенностью предположить, что сдвиг соединения не будет критичным.Однако ограничение области соединения балками считается неадекватным, потому что (1) ширина балки 14 дюймов меньше ширины колонны 24 дюйма и (2) открытая поверхность колонны за пределами балки составляет (24-14 дюймов). ) / 2 = 5 дюймов, что превышает предел в 4 дюйма. Следовательно, поперечные связи колонны должны быть добавлены внутри стыка для ограничения. Для квадратной колонны 24 дюйма расстояние между вертикальными стержнями превышает 6 дюймов, поэтому в соответствии с Кодексом ACI необходимо обеспечить стяжки для поддержки промежуточных стержней, а также угловых стержней.В каждом наборе используются три стяжки, как показано на Рисунке А. Поскольку соединение является частью системы сопротивления поперечной нагрузке, максимальное расстояние по вертикали между этими наборами стяжек составляет 6 дюймов. Четыре набора в пределах соединения, как показано на рисунке b, являются достаточными для удовлетворения этого требования.
Металлическая строительная система с жестким каркасом
В предыдущем блоге мы обсуждали различные металлические строительные системы в линейке продуктов Norsteel. Мы коснулись основных концепций и терминологии, которые важно понимать заказчикам, поскольку они работают со своим консультантом по строительству над проектированием стального здания, которое в конечном итоге будет соответствовать всем их требованиям.
Как уже упоминалось, Norsteel Rigid Frame Steel Building Systems , безусловно, является нашей самой универсальной линейкой продукции. Металлические здания с жестким каркасом могут быть адаптированы для неограниченного количества применений и требований проекта.
Причина в том, что они сконструированы.
В этом блоге мы рассмотрим конструктивную опорную систему стальных строительных систем с жестким каркасом. Общее представление о компонентах структурной поддержки поможет клиентам понять, как все компоненты работают вместе, чтобы обеспечить целостность и структурную поддержку их стальных зданий.Эти знания позволяют нам в Norsteel предоставлять нашим клиентам инновационные, экономичные решения. Потому что, как только вы поймете, как элементы сочетаются друг с другом, чтобы обеспечить прочность и поддержку, вы также узнаете, как найти уникальные дизайнерские решения, не жертвуя этой целостностью. Это, в свою очередь, позволяет нам творчески подходить к каждой стальной конструкции.
Металлические здания с жестким каркасомЭта диаграмма дает исчерпывающий обзор основных компонентов системы металлических зданий с жестким каркасом.Не все стальные конструкции предварительно спроектированы со всеми этими компонентами. Существуют варианты и потребности, которые зависят от применения стального здания, размера и конкретных строительных норм и нагрузок для вашего конкретного здания на вашем конкретном участке. Несколько компонентов необходимо добавить, когда в здании есть, например, антресоль или кран; или при наличии снежной тени или значительных точечных нагрузок. Но по большей части эта диаграмма — хорошее место для начала знакомства с основными элементами, составляющими простую металлическую строительную систему с жесткой рамой.
Система несущей конструкцииСистема несущей конструкции предварительно спроектированного стального здания разделена на 3 основные части:
- Основная система поддержки
- Вторичная система поддержки и
- система распорок
Эти 3 структурные системы спроектированы для поглощения нагрузок и сил, действующих на здание, и передачи этих нагрузок на фундаментную систему.
1. Система первичной несущей конструкцииКогда мы говорим о первичной несущей конструкции здания из предварительно спроектированных стальных конструкций, мы, по сути, имеем в виду каркас здания. Первичная структурная опорная система — это основная опора предварительно спроектированного стального здания. По этой причине мы часто называем основные несущие конструкции основной системой каркаса здания. Отсюда следует, что когда рама находится на торцевой стенке, она называется рама оконечной стенки , а когда рама находится внутри здания, она называется внутренней рамой .
Жесткие рамы и рамы торцевых стен выложены по тщательно продуманной схеме, чтобы обеспечить основную опору для здания. Расстояние между осевой линией каждой из рам называется , отсек . Расстояние между отсеками — важный фактор при определении дизайна вашей конструкции. Требуемая ширина каждого пролета — это то, что клиенты должны учитывать, потому что это будет влиять на то, где вы можете разместить окна, служебные двери и большие гаражные, потолочные и складывающиеся двери вдоль боковых стен вашего стального здания.
Жесткая опора рамы
Жесткая рама — это наиболее часто используемая рама в предварительно спроектированных стальных строительных системах, поэтому очевидно, что она ответственна за то, почему мы определяем это как предварительно спроектированное стальное здание с жесткой рамой . Это система жестких рам на сборном стальном здании, которая обеспечивает структурную целостность этой конструкции. Без жесткой рамы нет заранее спроектированного решения.
Вообще говоря, жесткая рама рассчитана на то, чтобы выдерживать нагрузку на половину пролета крыши по обе стороны от места расположения.
Хотя большинство жестких рам обычно имеют конструкцию с открытым пролетом , жесткая рама также доступна в модульной версии .
Жесткие рамы: Clear Span (без внутренних колонн) или Modular (с колоннами). Модульные рамы имеют 1 или несколько внутренних колонн между внешними колоннами, которые отвечают за поддержку некоторой вертикальной нагрузки, которую несет рама.
Совет: жесткую раму можно использовать во внутреннем каркасе, а также на торцевой стене стального здания
Жесткие рамы с прозрачным пролетом
На сегодняшний день это наиболее часто используемый первичный каркас в предварительно спроектированном здании. Стальное здание — это жесткий каркас с четкими пролетами.Мы называем эти рамы « Clear-Span » просто потому, что у них нет внутренних колонн или опоры между внешними колоннами. Замечательная вещь для всех клиентов, желающих получить 100% полезное внутреннее пространство! Фактически, именно жесткая рама Clear-Span произвела революцию в строительстве и сделала металлические здания невероятно универсальной и инновационной инвестицией.
Типичный жесткий каркас стального здания состоит из сужающихся вертикальных колонн и сужающихся стропил. Это двутавровые балки стального здания — это означает, что если вы взяли поперечное сечение через секцию колонны или стропила, вы получите двутавровую форму.
Обычно жесткий каркас имеет наибольшую толщину в области соединения колонны со стропильной балкой. Мы называем эту область Haunch . Бугорок — самая толстая часть системы металлического здания просто потому, что это место, несущее нагрузку в здании — оно должно выдерживать большую силу, и поэтому мы должны укрепить эту область сталью.
Совет. Часто у нас есть заказчик, который отчаянно пытается получить каждый квадратный дюйм полезного пространства. В таких случаях мы используем жесткую раму прямой колонны вместо нашей стандартной конической колонны.Это также пригодится, когда мы пытаемся добиться определенного зазора под бедром, которого иначе мы не смогли бы достичь. Жесткие, прозрачные рамы с прямыми колоннами обычно менее рентабельны, поскольку требуют укрепления здания в других (менее эргономичных) областях.
Модульные жесткие рамы
Часто заказчик не возражает против того, чтобы конструкция оставалась открытой. В таких случаях у нас есть возможность использовать модульную раму.Модульные фреймы — это просто жесткие фреймы с промежуточными столбцами, и расстояние между промежуточными столбцами не обязательно должно быть одинаковым. Здесь важно понимать, что эти дополнительные стойки обеспечивают прочность и целостность жесткой рамы, перераспределяя нагрузку силы, действующей на бедро. А поскольку колонны обеспечивают прочность и целостность всей конструкции, модульные рамы можно использовать для снижения общей стоимости конструкции. При использовании там, где они могут быть скрыты в архитектуре (например,g., в проходах или на трибунах) использование модульной рамы не влияет на общий дизайн интерьера стальной конструкции.
Грамотное использование обоих типов каркаса — это один из способов, с помощью которого ваш опытный консультант Norsteel Building будет работать с вами, чтобы найти лучшее решение для вашего конкретного здания. В зависимости от области применения вашего стального здания мы можем включать как жесткие, так и модульные конструкции в одну и ту же конструкцию.
Совет: Размеры между внутренними колоннами измеряются от внешней стороны балки боковой стенки до центральной линии первой внутренней колонны.Во всех других внутренних столбцах размер шага между столбцами измеряется от центральной линии одного столбца до центральной линии следующего столбца, пока не будет достигнут последний внутренний столбец. Расстояние между колоннами на последних внутренних колоннах снова измеряется от центральной линии колонны до внешней стороны балки боковины.
Рамы торцевых стенок со стойками и балками
Наиболее распространенные рамы торцевых стенок называются Рамы со стойками и балками . Как следует из названия, рамы стоек и балок состоят из угловых стоек, концевых стоек и грабельных балок.Они спроектированы так, чтобы выдерживать нагрузку на половину пролета крыши и для поддержки дополнительных оконных проемов, служебных дверей и гаражных или рулонных дверей.
В некоторых случаях рама для стоек и балок может использоваться в качестве внутренней рамы. Мы называем это заглубленной стенкой . В таких случаях жесткая рама используется для создания огромного навеса крыльца, а столб и балка используются во втором пролете в качестве входа. Многие проекты фермерских домов спланированы таким образом, чтобы создать вид большой крытой веранды.Такие же конструкции используются для проемов окон торговых точек и некоторых автомобильных навесов.
В других случаях рама торцевой стенки должна быть спроектирована как жесткая рама, чтобы конструкция была уже подготовлена к будущему расширению, и длина может быть легко добавлена к конструкции в более позднее время. В данном случае мы называем это концевой балкой с расширяемой жесткой рамой л. В некоторых случаях торцевая стенка может быть спроектирована как жесткая рама, чтобы она могла выдерживать вес большого проема или двери ангара.
Совет. Металлические здания относительно легко расширить за счет удлинения, которое включает в себя разборку болтовых соединений в торцевой стенке, снятие стены и установку на ее место дополнительной прозрачной рамы. Снятый каркас Endwall часто можно повторно использовать в новом месте. Затем добавляются соответствующие кровельные и стеновые панели, чтобы завершить расширенную оболочку здания.
2. Вторичная опорная системаКогда мы говорим о вспомогательной опорной системе предварительно спроектированной металлической строительной системы, мы имеем в виду Purlins и Girts.Эти структурные элементы представляют собой стальные компоненты, которые проходят горизонтально по крыше и стенам, охватывая основной каркас.
Перемычки и обрешетки по сути одинаковы, с той лишь разницей, что они расположены на здании и выполняют 2 основные функции: для передачи нагрузок на основной каркас и для обеспечения поверхности, на которую привинчиваются кровельные и стеновые панели. .
Purlins
Мы называем вторичную систему, которая обеспечивает структурную поддержку крыши, Purlins .
Прогоны проходят горизонтально между рамами крыши. Они полностью стальные, z-образных стержня. Прогоны на стальном здании с жестким каркасом обычно имеют глубину 8 и 10 дюймов, но доступны и 12 и 14 дюймов, когда условия нагрузки требуют более толстого армирования. Глубина прогона, а также расстояние между ними определяется самой конструкцией и определяется как конструкцией конструкции, так и ее расположением.
Задача прогонов — передавать нагрузки с крыши на основную конструктивную опорную систему, которая, в свою очередь, передает нагрузки на фундамент.
Girts
Мы называем вторичную систему, которая обеспечивает структурную поддержку стен, Girts .
Балки проходят горизонтально между каркасами стен и прикрепляются к колоннам. Они имеют Z-образную форму , похожую на прогоны на крыше, а также имеют C-образную форму , которую можно использовать вокруг оконных проемов. Опоры воспринимают нагрузки, накладываемые на систему покрытия, и переносят их на рамы, которые, в свою очередь, передают их на фундамент.
Расстояние между опорами зависит от нагрузки на них. Глубина балок, используемых в конструкции, также определяется конкретными требованиями к нагрузке на эту конструкцию. Как и обрешетки, обвязки обычно имеют глубину 8 или 10 дюймов. Иногда для определенных приложений и местоположений требуются вторичные элементы 12 и 14 дюймов.
Вставные и байпасные пояса
Покрытия торцевых стен: Упоры торцевых стенок вставляются в рамки стойки и балки.Это означает, что балка находится заподлицо с основным каркасом и не забирает свободного пространства внутри конструкции.
Балки боковых стенок: На боковых стенках конструкции стандартной практикой является установка обводных балок. Все программы проектирования программного обеспечения по умолчанию используют этот тип оболочки. Это означает, что поясная обвязка обходит рамы и прикрепляется к внешней стороне основной линии рамы. Во многих случаях у вас есть возможность сделать углубление или вставить пояс в рамку.Когда клиенты пытаются максимально увеличить внутреннее пространство, мы используем заподлицо или вставку, а не обтягивающую.
Совет: при определении фактических размеров внутреннего пространства важно принять во внимание уменьшенный зазор, обусловленный самой конструкцией.
И последнее, о чем следует упомянуть, когда мы обсуждаем второстепенные конструктивные элементы жесткой каркасной системы металлического здания, — это то, что Eave Strut расположена на пересечении крыши и внешней стены.Он действует как первый Purlin и последний Girt. Это важно, потому что высота карниза здания измеряется до верхней части стального элемента.
3. Система распорок
Последняя структурная опорная система стального здания с жестким каркасом — это система распорок. Как следует из названия, система распорок действует, чтобы противостоять силам элементов и передавать эти нагрузки на вторичную и первичную системы каркаса. Существует несколько типов систем жесткости, которые используются в сборных стальных зданиях.Наиболее распространены стержневые распорки; Рамы порталов и крепления диафрагмы.
Стержневые распорки
Стержневые распорки или крестообразные распорки, на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом распорок, используемых для распорки здания против сил элементов в стальной строительной системе. Стержневые связи в стальной конструкции находятся в крыше между стропилами и в стенах между колоннами. Куда идет распорка и сколько нужно, зависит от дизайна здания и его местоположения.Например, сооружение, расположенное в муниципалитете с высокой ветровой нагрузкой, потребует большего количества подкосов, чем сооружение в другом муниципалитете с умеренным ветром. Точно так же конструкция, спроектированная с открытой стеной, потребует большего количества распорок, чем полностью закрытая конструкция.
Совет: расположение стержневых распорок на жесткой стальной конструкции каркаса является заранее спроектированным и не может быть перемещено на месте без серьезного нарушения целостности металлической системы здания. Когда вы работаете со своим консультантом по строительству, чтобы прийти к проекту, который вас устраивает, важно обсудить одну важную вещь, — это расположение служебных дверей и окон.Хотя оба расположены в полевых условиях (это означает, что их точное и окончательное расположение может быть определено на строительной площадке), важно убедиться, что распорки здания не будут мешать желаемым проемам.
Рамы портала
Если невозможно использовать X-образные распорки в стальном здании или когда нам требуется больше прочности для обеспечения жесткости и структурной устойчивости металлического здания, используется портальная рама использовал. По сути, рама портала — это жесткая рама, которая предварительно спроектирована для усиления стальной конструкции.Облицовывая отсек вдоль боковой стены металлического здания, портальная рама усиливает конструкцию, чтобы выдерживать сильные продольные нагрузки. Обычно, если на одной стороне здания есть портальная рама, имеется также соответствующая портальная рама прямо напротив нее, на другой стороне конструкции.
Подсказка: Опять же, здесь важно принять во внимание уменьшенный зазор, обусловленный самой конструкцией, при определении фактических размеров внутреннего пространства.Рама портала имеет толщину, равную жесткой раме, и добавляет значительных опор во всех направлениях. Обязательно обсудите минимальный доступный зазор в каждом отсеке со своим консультантом по строительству, чтобы вам было ясно, какой размер дверных проемов впишется в это пространство.
Распорка диафрагмы
Другой тип распорки, который используется для обеспечения структурной целостности в предварительно спроектированном стальном здании, — это распорка диафрагмы. Мембранные распорки присущи большинству металлических строительных систем и являются результатом наличия облицовки — внешних панелей, покрывающих первичный и вторичный каркас стального здания.Облицовка придает зданию эстетичный цвет и, очевидно, завершает каркас стен и крыши здания. При этом он обеспечивает еще одну защитную систему распорок от нагрузок, которые воздействуют на саму конструкцию.
Совет: существует несколько различных вариантов систем стен и крыш. Изолированные металлические панели; Лепнина, варианты из искусственного дерева и кирпича — облицовка стен бывает нескольких различных конфигураций и нескольких цветов. Возможностей много, и они будут обсуждаться более подробно в будущих блогах.
Завершение работы
В этом блоге мы рассмотрели конструктивную опорную систему системы стальных зданий с жестким каркасом. Мы обсудили основные и второстепенные структурные системы, и мы обсудили связи. Мы обсудили, как эти 3 структурные системы спроектированы для совместной работы, чтобы поглощать нагрузки и силы, действующие на стальное здание, и передавать эти нагрузки на фундаментную систему.
Понимание этих структурных компонентов поможет клиентам получить представление об инженерных решениях, стоящих за их стальными зданиями, и о том, как они построены.Это поможет им спланировать дизайн их стальных конструкций и расположение функциональных элементов доступа, таких как двери и окна. Понимание структурных опорных систем зданий из стали с жестким каркасом — как они спроектированы для совместной работы и почему они важны при проектировании своих конструкций, — отличный способ для клиентов начать диалог со своим консультантом по строительству. Это также поможет клиентам обсудить вопросы строительства, когда они работают с генеральными подрядчиками и монтажными бригадами.
Здесь мы представили общий обзор структурной опорной системы металлической строительной системы, в которой используется конструкция с жесткой рамой. В следующем блоге мы обсудим другие компоненты, такие как дверные и оконные рамы; водостоки и водосточные трубы; свесы, изоляция и другие аксессуары, которые могут быть добавлены ко всем нашим строительным изделиям из предварительно спроектированной стали.
Нажмите кнопку ниже, чтобы загрузить брошюру о жесткой раме Norsteel.
Дополнительная информация о стальных зданиях с жестким каркасомПо своей сути металлическая строительная система с жестким каркасом — это надежный и дешевый способ создания дополнительных складских помещений или места на полу для тех, кому нужна прочность и надежность стали без всяких дополнительных затрат. сопутствующие расходы на проектирование и строительство стального здания с нуля.
Характеризуется колоннами и балками, а также тем, как все жестко сочетается друг с другом, стальное здание с жестким каркасом похоже на типичную систему столбов и балок, но способно выдерживать огромные вертикальные нагрузки без каких-либо дополнительных распорок, колонн и прочего космос.
Впервые разработанные в конце 19 века в таких городах, как Чикаго и Кливленд, жесткие стальные здания предпочтительны из-за их низких трудозатрат и быстрого возведения, а также открытых планов этажей и универсального дизайна.
Что такое стальное здание с жестким каркасом?
Также называемое сплошным каркасом, стальное здание с жестким каркасом использует те же строгие принципы каркаса, которые используются в других типах зданий, хотя долговечность и прочность являются отличительными чертами зданий с жестким каркасом. Но настоящая причина того, что это здание называется жестким каркасным стальным зданием, заключается в том, что соединения балки с колонной являются жесткими и передают усилия на концах балки на колонны без усложнения систем боковых распорок.
При этом прочность стального здания с жестким каркасом определяется степенью прочности его соединений, которые могут быть прямыми или конусными в точке соединения.Сам шарнир вращается как единое целое, сохраняя одинаковое угловое соотношение во время вращения, чтобы сохранить целостность и прочность соединения.
Это означает, что здание намного прочнее, чем другие типы конструкций, что позволяет размещать двери и окна практически в любом месте. Кроме того, из-за прочности крыши это означает, что блоки HVAC и другие элементы могут быть размещены непосредственно на крыше, а внешняя часть может быть покрыта камнем, деревом или кирпичом, чтобы изменить фасад здания, чтобы он соответствовал соседним строениям.
Чем жесткий каркас отличается от стойки и балки?В типичной конструкции вертикальная нагрузка изгибает балку, которая затем переносит вес на вертикальные колонны. Но поскольку балка находится наверху колонн и поддерживается ими, концы балки могут свободно вращаться, теряя опору колонн под ними и ставя под угрозу целостность самой конструкции.
В здании из стали с жестким каркасом вертикальная нагрузка поддерживается балкой и колоннами — вплоть до фундамента или земли — что делает конструкцию намного более прочной, чем это возможно с традиционными конструкциями столбов и балок.Секрет в прочно соединенных соединениях, которые не допускают свободного вращения концов балки, что делает их такими же прочными, как балка с фиксированным концом.
Помимо увеличения жесткости и прочности, это означает, что стальные конструкции с жестким каркасом лучше противодействуют изгибам и прогибам, поскольку нагрузки передаются на колонны и грунт, хотя может наблюдаться некоторая степень вертикального изгиба под нагрузкой, поскольку верх остается жесткий.
Преимущества стальных зданий с жестким каркасомДля тех, кому нужны обширные открытые пространства для хранения или выполнения своей работы, стальное здание с жестким каркасом идеально подходит, потому что они обеспечивают огромные квадратные метры без необходимости использования центральных колонн и других распорок системы.Кроме того, они чрезвычайно рентабельны, поскольку из них можно создавать комплекты, которые легче устанавливать и с которыми работать, что помогает сократить затраты на рабочую силу и время, необходимое для завершения строительства.
В целом, стальные здания с жестким каркасом обладают всеми преимуществами традиционных металлических зданий без каких-либо недостатков в сложности и стоимости.
Свяжитесь с нами сегодня!Когда вы покупаете здание у Norsteel, мы становимся вашим партнером на протяжении всего процесса строительства.Мы работаем с вами или с вашим генеральным подрядчиком, чтобы обеспечить выполнение всех ваших строительных требований. Ваш проект — это наш проект, и мы будем с вами на протяжении всего пути.
Для получения дополнительной информации о конкретных строительных приложениях щелкните здесь, чтобы узнать больше о нашей линейке продуктов. Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, нажмите здесь, чтобы связаться с нами сегодня.
Мишель Кинан
Директор по операциям
FEMA Предотвращение землетрясений Справочник
Сталь Момент РамкиS1: Эти здания состоит из рамка сборка из стали балки и стали столбцы.Этаж и крыша обрамление состоит из монолитный конкретный плиты или металлическая палуба с участием конкретный наполнять поддержанный на стали балки открытая сеть балки, или стали фермы.Боковой силы сопротивлялся сталью момент кадры что развивать их жесткость через жесткий или полужесткие балка-колонна соединения.Когда все связи находятся момент сопротивления связи, целиком Рамка участвует в боковом сила сопротивление. Когда только выбранный связи находятся момент сопротивления связи, сопротивление является при условии вдоль дискретный Рамка линий.Столбцы может быть ориентированный чтобы каждый главный направление принадлежащий строительство имеет столбцы сопротивление силы в сильный ось изгиб.Диафрагмы состоит из конкретный или металл колода с конкретный заполнить и жесткие родственник к кадры. Когда внешний вид принадлежащий состав является скрытый стены состоит из металл панель занавес стены остекление кирпич каменная кладка, или сборный конкретный панели.Когда интерьер принадлежащий состав является законченный, кадры скрытый от потолки, перегородка стены и архитектурный столбец обшивка.Фонды состоит из бетонная насыпь опоры или глубоко куча основы.
S1A: Эти здания находятся похожий на S1 здания Кроме что диафрагмы состоит из древесина обрамление или покрытый сверху металл колода, и находятся гибкий родственник к кадры.
Сталь Скрепленный Рамки
S2: Эти здания есть рамка из стали колонны балки и подтяжки.Скрепленный кадры развивать сопротивление к боковому силы то укрепляющий действие то диагональ члены. Подтяжки побудить силы в то связанный балки и столбцы такой, что все элементы Работа все вместе в манера похожий на ферма, со всеми элемент подчеркивает существование прежде всего осевой.Когда брекеты делать нет полностью триангулировать панель, некоторые из то члены находятся подвергнутый стричь а также изгиб стрессы; эксцентрично скрепленный кадры один такой дело.Диафрагмы перевод боковой загружает в скрепленный кадры. В диафрагмы состоит из конкретный или металл колода с конкретный заполнить и жесткие родственник к кадры.S2A: Эти здания находятся похожий на S2 здания Кроме что диафрагмы состоит из древесина обрамление или покрытый сверху металл колода, и находятся гибкий родственник к кадры.
Сталь Свет Рамки
S3: Эти здания находятся предварительно спроектированный а также сборный с участием поперечный жесткий стали кадры.Они есть одна история в высоту. Крыша и стены состоит из легкий металл стекловолокно или же цементирующий панели. Рамы находятся разработан для максимум эффективность и балки и столбцы состоит из конический, построен разделы с тонким тарелки.Рамы построены в сегменты а также собранный в поле с на болтах или сваренный суставы. Боковой силы в то поперечный направление находятся сопротивлялся посредством жесткий кадры.Боковой силы в то продольный направление находятся сопротивлялся стеной панель срезать элементы или жезл фиксация. Диафрагма силы сопротивлялся от покрытый сверху металл палуба, крыша панель срезать элементы или система только напряжение стержень фиксация.
Сталь Кадры с участием Конкретный Сдвиг Стены
S4: Эти здания состоит из рамка сборка из стали балки и стали столбцы.Этажи и крыша состоит из монолитный конкретный плиты или металлическая палуба с или без конкретный наполнять. Обрамление состоит из стали балки открытая сеть балки или стали фермы.Боковой силы сопротивлялся от монолитный конкретный срезать стены. Эти стены несущий стены, когда сталь рамка делает нет обеспечить полный вертикальный служба поддержки система.В старшая строительство, сталь рамка разработан для вертикальный грузы Только. В современный двойной системы, сталь момент кадры разработан работать все вместе с конкретный срезать стены в пропорция к их родственник жесткость.в случай двойной система, стены должен быть оценен под этим строительство тип и кадры должен быть оценен под S1 или S1A, Стали Момент Рамки.Диафрагмы состоит из конкретный или металл колода с или без конкретный наполнять. В стали кадр может обеспечить вторичный боковая сила система в зависимости на жесткость принадлежащий рамка и момент вместимость принадлежащий балка-колонна соединения.
Сталь Рамка с Заполнение Каменная кладка Сдвиг Стены
S5: Это является старый тип из строительство строительство что состоит кадра сборка из стали балки и стали столбцы.Этажи и крыша состоит из монолитный конкретный плиты или металлическая палуба с участием конкретный наполнять. Обрамление состоит из стали балки открытая сеть балки или стали фермы.Стены состоит из заполнять панели построен твердых глина кирпич, конкретный блок, или пустой глиняная плитка каменная кладка. Заполнение стены могут полностью заключить Рамка члены, а также представить гладкий каменная кладка внешний вид без индикация принадлежащий Рамка.В сейсмический представление этого тип строительство зависит от то взаимодействие между рамка и заполнить панели. В комбинированный поведение более как стена-диафрагма состав чем Рамка состав.Твердо заполненный каменная кладка панели форма диагональ сжатие стойки между то перекрестки принадлежащий Рамка члены.Если стены компенсировать от рамка и не полностью задействовать Рамка члены, то диагональ сжатие стойки не буду развивать.В сила принадлежащий заполнять панель ограничено ножницы вместимость принадлежащий каменная кладка стык кровати или сжатие вместимость принадлежащий распорка.В пост-крекинг сила является определенный по анализ из момент обрамить это является частично сдержанный посредством треснутый заполнение.В диафрагмы состоит из конкретный этажи и жесткие родственник к стены.
S5A: Эти здания находятся похожий на S5 здания Кроме что диафрагмы состоит из древесина обшивка или же покрытый сверху металл колода, или иметь большой аспект соотношения и находятся гибкий родственник к стены.
НАЗАД К НАЧАЛУ — Индекс чего-либо Строительство Типы
Бетон Момент Рамки
C1: Эти здания состоит из рамка сборка из монолитный конкретный балки и столбцы.Этаж и крыша обрамление состоит из монолитный конкретный плиты конкретный балки в одну сторону балки двусторонний вафля балки, или плоский плиты.Боковой силы сопротивлялся от конкретный момент кадры что развивать их жесткость через монолитный балка-колонна соединения.В старшем строительство, или в регионы низкий сейсмичность, момент кадры могут состоит из колонка полосы двусторонний плоская плита системы.Современный кадры в регионы высокая сейсмичность есть совместный армирование, близко разнесенный галстуки и специальный детализация предоставлять пластичный представление.Этот детализация не является присутствует в старшая строительство. Фонды состоит из бетонная насыпь опоры или глубоко куча основы.
Бетон Стена-диафрагма Здания
C2: Эти здания есть пол и крыша обрамление что состоит из монолитный конкретный плиты конкретный балки в одну сторону балки двусторонний вафля балки, или плоский плиты.Этажи поддержанный на конкретный столбцы или несущий стены. Боковой силы сопротивлялся от монолитный конкретный срезать стены.В старшая строительство, срезать стены слегка усиленный, но часто продлевать через то строительство. В большем недавний строительство, срезать стены происходить в изолированные локации и есть более сильно усиленный с участием конкретный плиты и жесткие родственник к стены.Фонды состоит из бетонная насыпь опоры или глубоко куча основы.
C2A: Эти здания находятся похожий на C2 здания Кроме что диафрагмы состоит из древесина обшивка или есть большой аспект соотношения, и есть гибкий родственник к стены.
Бетон Рамка с Заполнение Каменная кладка Сдвиг Стены
C3: Это является старый тип из строительство строительство что состоит кадра сборка из монолитный конкретный балки и столбцы.Этажи и крыша состоит из монолитный конкретный плиты. Стены состоит из заполнять панели построен твердых глина кирпич, конкретный блок, или пустой глиняная плитка каменная кладка.В сейсмический представление этого тип строительство зависит от то взаимодействие между рамка и заполнять панели.В комбинированный поведение более как стена-диафрагма состав чем Рамка состав. Твердо заполненный каменная кладка панели форма диагональ сжатие стойки между то перекрестки принадлежащий Рамка члены.Если стены компенсировать от рамка и не полностью задействовать Рамка члены, то диагональ сжатие стойки не буду развивать.В сила принадлежащий заполнять панель ограничено ножницы вместимость принадлежащий каменная кладка стык кровати или сжатие вместимость принадлежащий распорка.В пост-крекинг сила является определенный по анализ из момент обрамить это является частично сдержанный посредством треснутый заполнение.Сдвиг сила принадлежащий конкретный колонны после стеллаж то заполнение, может ограничить то полувидный поведение принадлежащий система.В диафрагмы состоит из конкретный этажи и жесткие родственник к стены.
C3A: Эти здания находятся похожий на C3 здания Кроме что диафрагмы состоит из дерева обшивка или же покрытый сверху металл колода, или иметь большой аспект соотношения и находятся гибкий родственник к стены.
НАЗАД К НАЧАЛУ — Индекс чего-либо Строительство Типы
Сборный / откидной Конкретный Стена-диафрагма Здания
ПК1: Эти здания один или более рассказы в высота и имеют сборный железобетон конкретный периметр стена панели которые бросить на сайт и наклонен в место.Этаж и крыша обрамление состоит из дерева балки клееный брус балки стали балки или открытая сеть балки. Обрамление поддержанный на интерьер стали столбцы а также периметр конкретный несущий стены.В этажи и крыша состоит из древесина обшивка или же неиспользованный металл палуба. Боковой силы сопротивлялся посредством сборный железобетон конкретный периметр стена панели.стена панели могут быть твердым, или есть большой окно и дверь отверстия который вызвать панели для вести себя больше как кадры чем как срезать стены.В старшая строительство, древесина обрамление прикрепил к стены с древесина бухгалтерские книги. Фонды состоит из бетонная насыпь опоры или глубоко куча основы.
PC1A: Эти здания находятся похожий на ПК1 здания Кроме что диафрагмы состоит из сборный железобетон элементы монолитный конкретный, или металл колода с конкретный заполнить и жесткие родственник к стены.
Сборный железобетон Конкретный Рамки
ПК2: Эти здания состоит из рамка сборка сборного железобетона конкретный фермы а также столбцы с присутствие сдвига стены.Этаж и крыша обрамление состоит сборного железобетона конкретный доски, тройники или двойные тройники поддержанный на сборном железе конкретный фермы а также столбцы.Боковой силы сопротивлялся сборным железобетонным или же монолитный конкретный срезать стены. Диафрагмы состоит из сборный железобетон элементы взаимосвязанный с участием сваренный вставки, монолитный закрытие полоски, или усиленный конкретный топпинг плиты.
PC2A: Эти здания находятся похожий на ПК2 здания Кроме что конкретный срезать стены нет настоящее время.Боковой силы сопротивлялся сборным железобетонным конкретный момент кадры что развивать их жесткость через балка-колонна суставы жестко связанный сваренными вставки или монолитный конкретный закрытия.Диафрагмы состоит из сборный железобетон элементы взаимосвязанный с участием сваренный вставки, монолитный закрытие полоски, или усиленный конкретный топпинг плиты.
НАЗАД К НАЧАЛУ — Индекс чего-либо Строительство Типы
усиленный Каменная кладка Несущий стена Здания с участием Гибкий Диафрагмы
RM1: Эти здания имеют несущий стены, которые состоит из усиленный кирпич или конкретный блокировать каменная кладка.Деревянный пол и крыша обрамление состоит из стали балки или открытая сеть балки стали фермы и сталь столбцы. Боковой силы сопротивлялся посредством усиленный кирпич или конкретный блокировать каменная кладка срезать стены.Диафрагмы состоит из прямой или же диагональ древесина обшивка фанера, или же покрытый сверху металл колода, и находятся гибкий родственник к стены.Фонды состоит из кирпич или бетонная насыпь опоры.
усиленный Каменная кладка Несущий стена Здания с жестким Диафрагмы
RM2: Эти строительство находятся похожий на RM1 здания Кроме что диафрагмы состоит из металлическая палуба с участием конкретный наполнять, сборный железобетон конкретный доски, тройники, или двойные тройники, с или без монолитный конкретный топпинг плита, и жесткие родственник к стены.В этаж и крыша обрамление поддержанный на интерьер сталь или конкретный кадры или интерьер усиленный каменная кладка стены.
Неармированный Каменная кладка Несущий стена Здания
УРМ: Эти здания имеют периметр несущий стены, которые состоит из неармированный глиняный кирпич каменная кладка.Интерьер несущий стены когда настоящее время, также состоит из неармированный глиняный кирпич каменная кладка. В старшем строительство, этаж и крыша обрамление состоит из прямой или же диагональ пиломатериалы обшивка поддержанный по дереву балки которые поддержанный на постах а также пиломатериалы.В большем недавний строительство, этажи состоит из структурный панель или фанера обшивка скорее чем пиломатериалы обшивка.В диафрагмы находятся гибкий родственник к стены. Когда они существовать, галстуки между стены а также диафрагмы состоит из гнутая сталь тарелки или правительство якоря встроенный в ступка суставы и прикрепил к обрамление.Фонды состоит из кирпич или бетонная насыпь опоры.
УРМА: Эти здания находятся похожий на URM здания Кроме что диафрагмы жесткие родственник к неармированный каменная кладка стены и интерьер обрамление.В старшем строительство или большой, многоэтажный здания диафрагмы состоит из монолитный конкретный. В регионах низкого сейсмичность, более недавний строительство состоит из металла колода и конкретный наполнять поддержанный на стали обрамление.
НАЗАД К НАЧАЛУ — Индекс чего-либо Строительство Типы
Рабочие, занимающиеся строением и арматурой, и слесарем
Рабочие, занимающиеся сборкой и арматурой, занимаются монтажом и монтажом железных или стальных балок, колонн и других строительных материалов для создания зданий, мостов и других конструкций.Они также устанавливают и закрепляют стальные стержни или сетки в бетонных формах для усиления бетона, используемого в шоссе, зданиях, мостах, туннелях и других конструкциях. Кроме того, они ремонтируют и обновляют старые здания и сооружения. Несмотря на то, что основным металлом, используемым в этой работе, является сталь, этих рабочих часто называют слесарями или монтажниками. Некоторые слесари изготавливают конструкционный металл в производственных цехах, которые обычно расположены вдали от строительной площадки.
Перед началом строительства слесарники должны установить стальные рамы и собрать краны и вышки, которые перемещают конструкционную сталь, арматурные стержни, ковши с бетоном, пиломатериалы и другие материалы и оборудование по строительной площадке.После завершения этой работы рабочие приступают к соединению стальных колонн, балок и балок в соответствии с чертежами и инструкциями руководителей и суперинтендантов. Конструкционная сталь, арматурные стержни и декоративное железо обычно доставляются на строительную площадку в готовом к установке виде, обрезанном до нужного размера, с просверленными отверстиями для болтов и пронумерованными для сборки.
Металлисты на строительной площадке выгружают и штабелируют сборные стальные конструкции, чтобы их можно было легко поднять в случае необходимости.Чтобы поднять сталь, слесари прикрепляют тросы (стропы) к стали и к крану или вышке. Один рабочий управляет подъемником с помощью сигналов рукой, в то время как другой держит веревку (трос), прикрепленную к стали, чтобы предотвратить ее раскачивание. Кран или вышка поднимает сталь на место в раме, после чего два слесаря, называемые соединителями, устанавливают сталь с соединительными стержнями и вставляют гаечные ключи — длинный гаечный ключ с заостренной ручкой. Рабочие, используя выколотки или рукоятку гаечного ключа, совмещают отверстия в стали с отверстиями в раме.Слесари проверяют вертикальное и горизонтальное выравнивание с помощью отвеса, лазерного оборудования, проходов или уровней; затем они прикручивают или приваривают деталь к месту.
Рабочие-арматурщики и сборщики арматуры, иногда называемые раскатчиками стержней, устанавливают арматурные стержни (часто называемые арматурными стержнями) в формы, которые удерживают бетон, следуя чертежам, показывающим расположение, размер и количество стержней. Затем они скрепляют прутья вместе, обматывая их плоскогубцами проволокой. При армировании перекрытий слесарники размещают распорки под арматурой, чтобы удерживать стержни от настила.Хотя эти материалы обычно поставляются готовыми к использованию, слесарям приходится резать прутки ножницами по металлу или ацетиленовыми горелками, сгибать их вручную или машиной или сваривать с помощью оборудования для дуговой сварки. Часть бетона армируется сварной проволочной сеткой, которую слесари устанавливают на место с помощью стержней с крючками. Пост-натяжение — еще один метод, используемый для армирования бетона. В этой технике рабочие заменяют арматуру кабелями. Когда бетон заливается, концы кабелей остаются открытыми.После затвердевания бетона слесари затягивают тросы с помощью специального подъемного оборудования. Пост-натяжение позволяет проектировщикам создавать большие открытые пространства в здании, поскольку опоры можно размещать дальше друг от друга. Этот метод обычно используется в гаражах и на аренах.
Мастера по изготовлению декоративных металлоконструкций устанавливают лестницы, поручни, навесные стены (неструктурные стены и оконные рамы многих больших зданий) и другой разный металл после завершения конструкции здания.Поднимая детали на нужное место, мастера по изготовлению декоративных металлоконструкций следят за тем, чтобы детали были правильно подогнаны и выровнены, прежде чем скреплять их болтами или сваривать для надежной посадки.
Условия труда
Рабочие, работающие с металлоконструкциями и арматурой, обычно работают на улице в любую погоду. Тем не менее, те, кто работает на большой высоте, не работают во влажных, обледенелых или очень ветреных условиях. Поскольку опасность получения травм в результате падений велика, слесари-слесари используют предохранительные устройства, такие как ремни безопасности, строительные леса и сетки, чтобы снизить риск.Тем не менее, у этой профессии частота несмертельных травм выше среднего.
Требуется образование и подготовка
Большинство работодателей рекомендуют стажировку продолжительностью от 3 до 4 лет, состоящую из комбинации оплачиваемого обучения без отрыва от производства и обучения в классе, как лучший способ освоить эту профессию. Программы ученичества администрируются комитетами, состоящими из представителей местных профсоюзов Международной ассоциации рабочих по строительству мостов, строительных, декоративных и арматурных изделий или местных отделений ассоциаций подрядчиков.Чтобы быть принятым в программу ученичества, большинство работодателей и местных комитетов по ученичеству предпочитают, чтобы у соискателей был аттестат о среднем образовании. Кроме того, полезными считаются курсы средней школы по общей математике, механическому рисованию, английскому языку и сварке.
Аудитория для учеников состоит из чтения чертежей; математика, основы строительства, такелажа, армирования, сварки, сборки и обучение технике безопасности. Ученики также изучают уход за инструментами и материалами и их безопасное использование.На работе подмастерья работают во всех аспектах профессии, таких как разгрузка и хранение материалов на стройплощадке, сборка материалов для перемещения краном, соединение конструкционной стали и сварка.
Некоторые слесари-металлисты изучают ремесло неформально на работе, не проходя ученичества. Стажеры на рабочем месте обычно начинают с оказания помощи опытным слесарям в выполнении простых работ, таких как переноска различных материалов. С опытом стажеры выполняют более сложные задачи, такие как резка и установка различных деталей.
Другие требуемые навыки (Другая квалификация)
Металлурги должны быть не моложе 18 лет. Поскольку материалы, используемые при обработке железа, тяжелые и громоздкие, рабочие должны быть в хорошей физической форме. Им также необходимы хорошая маневренность, баланс, зрение и восприятие глубины, чтобы безопасно работать на большой высоте с узкими балками и балками. Металлурги не должны бояться высоты и страдать от головокружения.
Рабочие, занимающиеся строительством и арматурой, и металлурги — Чем они занимаются — Стр. 2
Академические программы по интересам
СлесарьПрограмма «Металлист» учит студента, как строить, собирать и ремонтировать изделия или конструкции, в первую очередь работая со сталью и другими металлами.Программа Ironworker также учит студентов знакомиться со свойствами стали и других типов металлов и уметь модифицировать этот металл путем …более
Монтажник арматурной стали
Программа установки арматурной стали предназначена для обучения студентов тому, как размещать и закреплять арматуру в опалубке. Студент узнает, как работать с фундаментом, стенами, плитами, а также сможет изготовить предварительно изготовленные колонны и зоны.
Программу установщика арматурной стали обычно можно выполнить в течение …более
Техник по каркасу жилищного строительства
Программа для техников по строительству жилых домов предназначена для обучения студентов тому, как строить каркас или несущую конструкцию одно- и многоквартирных домов. Ожидается, что он / она также будет знать, как ограждать здание и устанавливать окна и двери на стадии «запирания». .