Железобетонные фермы 24 метра: Фермы длиной 24 м.

Содержание

ФЕРМЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ. Описание, технические характеристики – ГК РОСАТОМСНАБ

Железобетонные фермы – это специальные несущие элементы для разных типов кровли, которые применяются в каркасных сооружениях и зданиях. Основная функция фермы – создание опоры для кровли, а также равномерное распределение общей нагрузки на фундамент и колонны здания.

Фермы ЖБИ рассчитываются и производятся в условиях заводов, так как даже минимальные неточности в столь грандиозных конструкциях могут привести к непоправимым последствиям и стать причиной обрушения здания. Монтируются фермы с привлечением специальной строительной техники, так как обладают огромным весом.

Что представляют собой фермы

Железобетонная ферма – это конструкция специального назначения из бетона и соединенных между собой стержней стальной арматуры, которая предназначена для монтажа крыши и выступает каркасом для будущего здания.

Находящиеся вверху прутья называются верхним поясом, нижние стержни – нижним поясом. Элементы конструкции, которые располагаются в вертикальной плоскости, называются стойками.

Находящиеся под определенным углом части – это раскосные элементы. В свою очередь, стойки и раскосные элементы формируют решетку всей конструкции. Места соединения расположенных вертикально стоек и раскосных блоков называются узлами железобетонной балки.

Основные преимущества, которые обеспечивает железобетонная ферма:

Высокий уровень прочности и надежности всего здания
Железобетонный каркас создает жесткую структуру, гарантирует способность выдерживать серьезные нагрузки на протяжении долгих лет
Бетон и сталь не боятся неблагоприятных химических, климатических воздействий, не меняют характеристик под ультрафиолетом, дождем, на морозе и т.д.
Стропильный элемент полностью отвечает наиболее строгим требованиям стандартов пожарной безопасности

Благодаря современному оборудованию на заводах создают железобетонные фермы в четком соответствии с нормативными требованиями и в минимальные сроки. Вес конструкции с пролетом 18 м составляет больше 7 тонн, если же пролет 24 метра – около 12.3 тонн. Поэтому монтировать фермы можно исключительно с привлечением специальной техники.

Фермы железобетонные бывают двух типов:

Монолитный элемент с целостной структурой, который создается только в заводских условиях.
Составная конструкция – включает несколько частей, которые собираются непосредственно на объекте.

Стропильные железобетонные элементы

Существует большое количество конструкции железобетонных ферм, у них различный внешний вид. Также можно найти отличия в используемых для изготовления материалах, способах опирания на стены. При помощи таких конструкций можно без труда построить здания, в которых достаточно большие пролеты – более 24 м. тип кровли может быть малоуклонным или скатным. На покрытии можно использовать фонари. Нужно отметить, что такие железобетонные конструкции лучше всего использовать при строительстве промышленных помещений, складов, ангаров.

Преимущества подобных сооружений следующие:

Очень высокая прочность здания в целом и отдельных элементов.
Не воздействуют низкие температуры на материал.
Пожаробезопасность.
Высокая степень жесткости.
Высокая устойчивость к воздействию агрессивной среды любого типа.

Но можно и недостаток выделить – сложно смонтировать, так как у конструкции большой вес. Но это незначительный минус, так как его затмевают все преимущества, перечисленные выше.

Основные виды ферм

В современном строительстве используют фермы двух типов – стропильные и подстропильные. В работе с фермами самым важным этапом считается проектирование – правильные расчеты обеспечат качество монтажа и способность конструкции выдерживать установленные нагрузки, а вот просчеты в проекте нередко приводят к обрушению зданий.

Стропильные конструкции

Стропильная ферма железобетонная – самый сложный вариант. На рынке можно найти и стропильные конструкции, сделанные из металла, бруса (дерева), которые пользуются большей популярностью. Железобетонные конструкции обычно используют лишь там, где другой материал не подходит ввиду недостаточности характеристик и показателей по устойчивости, защите.

Для стропильных конструкций из дерева основным параметром является площадь, на которой планируется размещать объект. Для обеспечения прочности и жесткости строения, исключения риска его обвала под своим весом, важно верно рассчитать площадь, определить устойчивость ферм. Деревянные фермы нужно правильно крепить – для этой задачи обычно привлекают специалистов, не рискуя реализовывать самостоятельно.

Железобетонные фермы – самые надежные и долговечные в сравнении с другими вариантами. Они обладают огромным весом, поэтому используются достаточно редко – в конструкциях с огромными площадями, в регионах со специфическим климатом, в промышленных зданиях и т.д.

Подстропильные конструкции

Эти конструкции применяются не так часто, как стропильные. Они актуальны в строительстве мансард при условии, что величина колонн превышает размер несущей конструкции. В данном случае основой фермы выступает подстропильная балка, длина которой составляет от 12 до 24 метров.

Этот тип ферм выполняется с арматурой пучковой формы, что значительно уменьшает вес, повышает надежность всей конструкции. Фермы устанавливают непосредственно на колонны стропильного типа, соединяют выбранными инструментами. Для железобетонных и металлических конструкций понадобится дополнительно обустроить сварные соединения.

Данные типы ферм применяют там, где внутри здания идут поперечные несущие стены или же все стены поперечные. Только балки подстропильные могут использоваться в возведении мансардных крыш. Стойки вводят непосредственно под ноги (колонны) и тогда конструкция дает меньше давления на здание, оставаясь устойчивой и надежной по максимуму.

Опирание железобетонной фермы на колонну

Установленная конструкция закрепляется к стальным закладным на колонне. Для этого делается специальный узел, обеспечивающий прочное крепление конструктивных элементов. Если стропильная конструкция опирается непосредственно на оголовок железобетонной колонны, то при установке нужно совместить стальные опорные плиты обоих элементов, которые затем свариваются монтажным швом. Проект может предусматривать установку двух ферм на один оголовок, в этом случае они обе привариваются к закладному элементу на колонне.

Подстропильные элементы монтируются на колонны по тому же принципу – совмещаются закладные плиты, свариваемые монтажным швом. Если стропильная ферма устанавливается на стыке смежных концов подстропильной конструкции, то она приваривается только к одной из них.

1 — колонна; 2 — подстропильная ферма; 3 — стропильная ферма; 4, 6 — закладные детали; 5 — банкетка для опирания стропильных конструкций.

При укладке плит на стропильные фермы, они привариваются закладными элементами. Образовавшиеся между плитами швы тщательно заделываются бетонным или обычным раствором на основе песка и цемента.

Размеры ЖБ ферм

Изготовление бетонных и железобетонных изделий осуществляется в соответствии с ГОСТами, принятыми в стране. Естественно, что железобетонные фермы не являются исключением. В соответствии с установленными нормативами определяются основные размеры элементов, выполняется маркировка.

Основные размеры железобетонных ферм:

Раскосные – длина от 18 до 24 метров, высота от 2.6 до 3.2 метров, ширина от 0.2 до 0.3 метров.
Безраскосные – длина 18-24 метра, высота 2.6-3.2 метра, ширина 0.2-0.3 метра.
Треугольные безраскосные – длина от 2 метров, высота 1.2-2.7 метров, ширина 0.2-0.25 метров.
Для скатной кровли – от 1 метра длина, высота 2.2 метра, ширина 0.5 метров.
Для плиточной кровли – с длиной от 1 метра, высотой 3.3 метра, шириной 0.5 метров.

Самые распространенные размеры – 18/24/36 метров. Максимально допустимый вес элемента, в соответствии с ГОСТом, может составлять 6-50 тонн. В Москве и регионах можно найти железобетонные фермы любых размеров и параметров.

Маркировка дает практически все главные характеристики и показатели ферм – размеры, тип, конструктивные особенности, свойства. Маркировка включает несколько наборов букв и цифр, которые расшифровываются по ГОСТу 23009.

Как расшифровать маркировку изделия:

1 группа значений – номер типоразмера, тип изделия, длина (с округлением до метров).
2 группа значений – числовой индекс несущей способности, указывается класс арматуры (если она предварительно напряжена), тип бетона (указывается лишь для изделий из легких типов бетона).
3 группа значений – есть не всегда, указывает на стойкость к сейсмическим толчкам, агрессивным средам, говорит про наличие закладных, дополнительных отверстий и т.д.

Пример расшифровки маркировки: железобетонная ферма 3ФС длиной 18 метров, с несущей способностью 6 типа, напряженной арматурой А600, залитой легким бетоном, с наличием закладных, обозначается как 3ФС18-6А600Л-1. Типоразмеры и формы разных железобетонных ферм (стропильных/подстропильных), как правило, указываются в специальных таблицах.

Производство элементов несущих конструкций из бетона ↑

Железобетонные фермы производят из конструкционного бетона, тяжелого или легкого, в основном это керамзитобетон и аглопоритобетон. Их изготавливают в одно- или многоярусных стендах-камерах. На каждом из них обычно устанавливают несколько металлических форм с паровой рубашкой. Раскосы и стойки, соответственно, на вибростоле в специальных в кассетных формах, закладывают их в процессе армирования.

Для нижних поясов при армировании используют струнопакеты из высокопрочной проволоки (ø 5 мм), а для верхних – обычные стержни. Высокопрочную проволоку натягивают гидродомкратами и добавляют бетоноукладчиками бетон. Через 2–3 часа изделие проходит термическую обработку. Качество предварительно напряженных изделий регулярно проверяется путем нагружения, предусмотренного в проектных чертежах.

Маркировка

Их маркируют, используя буквенно-цифровые обозначения, разделенные дефисами. Для обозначения типа и размера используют буквы, а цифрами – всю остальную информацию, типа длины в метрах, ее несущей способности, класса напрягаемой арматуры, марки бетона и другую. Буквами также обозначается проницаемость бетона, то есть возможность использования конструкции в агрессивных условиях:

Н –нормальная,
П – пониженная,
С – сейсмоустойчивость до 8 баллов.

Сфера применения

Железобетонные фермы, как и конструкции из других материалов, применяются в возведении разнообразных объектов – пролетов мостов, установки крыши разного типа сооружений, гидротехнических затворов, опор для линий электропередачи.

Ввиду того, что конструкции отличаются целым рядом выгодных преимуществ (защита от трещин, стойкость к морозу и агрессивным воздействиям, прочность и надежность, долговечность и высокая несущая способность), фермы актуальны в самых разных зданиях. Они могут поддерживать кровли, перекрывать пролеты, колонны, служить для создания промежуточных опор для установки последующих конструкций.

Бывает, что фермы используют и в открытом виде – в строительстве промышленных сооружений, участков. Жилое строительство не использует железобетонные фермы вообще.

Какие факторы нужно учесть?

При проведении расчетов стропильных и подстропильных железобетонных ферм нужно опираться на такие факторы:

Общая масса всей конструкции. К ней относится масса системы стропил и покрытия.
Массу периодических нагрузок. К ним относят климатические явления, а также случайные (например, возможное хождение человека).
Масса дополнительных нагрузок, которые могут возникать при эксплуатации здания (например, снег, действие ветра, и проч.).

Точность при расчетах позволит значительно сэкономить на строительстве. Но вы еще и сделаете максимально защищенный объект, на который не смогут воздействовать различные негативные факторы.

Для того чтобы изготовить ферму, нужно использовать исключительно высокоточное оборудование. Важно, чтобы оно было способно выполнить нужную работу с минимальной погрешностью. В процессе монтажа стропильной системы важно осуществлять надежное крепление всех элементов, чтобы не потерять устойчивость конструкции.

Классификация ЖБ ферм

По форме конструкции железобетонные фермы бывают раскосными, безраскосными (они же арочные), полигональными. Часто упоминается и такая классификация: типовые, раскосные/безраскосные. Типовых вариантов достаточно много, тут все зависит от числа этажей и величины пролетов.

Особенности применения разных типов ЖБ ферм:

Безраскосная ферма используется в случае, когда кровля имеет уклон небольшой. Также данный тип ферм актуален для здания с системами коммуникаций, шаг составляет 6/12 метров.
Объекты без отопления, с крышей из асбестоцементных листов, предполагают использование безраскосных ферм, с пролетом 9/18 метров.
Сегментные безраскосные и раскосные фермы всегда применяют для создания скатных кровель.

При создании ферм учитывают такие самые важные характеристики: реакция материалов на низкие/высокие температуры, плотность и прочность бетона в смеси, марка стали, реакция на коррозию. В частных домах конструкции не используются, так как самостоятельно их установить невозможно, да и вес элементов такой, что ни один малоэтажный дом не выдержит.

Особенности производства и выбора железобетонных ферм:

Общий вес системы включает массу стропильной фермы и покрытия кровли.
Основные нагрузки учитывают: сильный ветер, осадки, снег. Есть также периодические – землетрясения и другие форс-мажорные обстоятельства.
Каркас фермы включает массу армированных стальных элементов, что обеспечивает максимальную устойчивость.
С целью уменьшения веса изделия могут использоваться легкие бетоны, что на качестве не сказывается никак.
Перед заливкой стальная арматура покрывается специальными пропитками, исключающими раннюю коррозию, что делает кровлю стойкой ко влаге, снегу, морозу, ультрафиолету, перепадам температуры.
Контур фермы включает два пояса для формирования прочного изгиба, а решетка состоит из раскосов и стоек.
Фермы могут быть полигональными и сегментными, все они отличаются по уклону и форме пояса.

Особенности расчета

Учитывая важность выполняемых функций стропильных и подстропильных ферм, к процессу их расчета, проектировки и монтажа необходимо отнестись максимально серьезно. Мельчайшая неточность может погубить всю конструкцию (читайте также статью «Бетонолом: как на этом инструменте можно заработать, как его выбрать и на что обращать внимание при покупке»).

Наиболее долго и надежно эксплуатируются элементы, выполненные из железобетона. Однако сложность монтажа в совокупности с большим итоговым весом ограничивает использования такого вида стропил. Они чаще всего используются в необычных случаях, когда, к примеру, необходимо сделать одноэтажное здание большой площади.

Железобетонные стропильные фермы различного метража

При расчете не все так легко, как может показаться на первый взгляд. Поэтому для его осуществления необходимым является определенный багаж знаний. В данном случае используется ГОСТ 20213 89 на фермы, изготовленные из железобетона.

Совет: очень важно не упустить ни единого фактора, который может оказать прямое либо косвенное влияние на итоговые прочностные качества.

Именно поэтому подобные расчеты должны проводиться еще на этапе проектирования хорошо ознакомленными с данной сферой людьми. Здесь важна каждая деталь – от выбора самого варианта конструкции стропил до выбора небольших соединительных элементов.

В расчетах необходимо обязательно учитывать три фактора:

Общую массу конструкции, которая включает в себя вес кровельного покрытия и вес стропильной системы.
Вес нагрузок, которые могут дополнительно возникать в процессе эксплуатации (снег, ветер и т.п.).
Вес периодических нагрузок (различные климатические явления или же случайные факторы).

Предельная точность во время расчетов поможет не только сэкономить общую смету, но и сделает объект максимально защищенным от всевозможных разрушений.

Ж/б фермы с параллельными поясами

Инструкция требует для изготовления ферм из железобетона применять высокоточное оборудование, которое способно выполнять работу с минимальными погрешностями. При монтаже стропил особенно важно надежно скрепить все элементы, дабы устойчивость объекта не была снижена.

Процесс изготовления ферм из металла и железобетона

Проще всего производятся безраскосные арочные конструкции – узлы ферм легко армируются, незаполненное пространства закрывают отводами (для проводки, систем коммуникации). Чаще всего такие изделия применяются для обустройства кровли плоской, скатной, с малым уклоном.

Для заливки железобетонных ферм используют бетон В30-В60, который демонстрирует высокий уровень прочности. Из готового бетонного раствора формируют большие каркасные конструкции или детали сборных элементов. Потом их транспортируют на место проведения работ с использованием специальной техники. Для этой цели пригоняют фермовозы – специальные машины, перевозящие фермы в готовом виде на объект.

Ввиду того, что ферма представляет собой несущий элемент крыши, до проведения установки осуществляют массу расчетов, все четко проектируют. Ведь даже при малейших погрешностях огромный вес фермы может стать причиной разрушения всего здания.

Как правило, для проектирования и реализации расчетов привлекают архитекторов, инженеров, проектировщиков, монтажников.

Установка железобетонных ферм выполняется также профессионалами – своими руками тут ничего не удастся реализовать. Только при условии верно выполненных расчетов и правильного монтажа ферм можно гарантировать прочность, надежность, долговечность конструкции.

На что опираться при расчетах?

Не стоит думать, что расчеты проводятся просто и никаких «подводных камней» нет. Придется обзавестись немалым багажом знаний, чтобы осуществить проектирование. При работе нужно опираться на ГОСТ 20213-89, который распространяется на железобетонные фермы 12 м и другой длины.

Обратите внимание на то, что нельзя упускать даже самые незначительные моменты. Потому как в итоге вы косвенно или прямо повлияете на то, какие прочностные характеристики будут у готового изделия. По этой причине нужно все расчетные работы проводить в момент проектирования. Причем рекомендуется доверить это профессионалам, ведь нельзя упускать даже малейшие детали. Важно учитывать не только выбор конкретного варианта стропил, но и мелких элементов для соединения.

Устройство стропильных конструкций

Для устройства деревянных стропильных конструкций ограничением служит площадь сооружения, так как безопасно длину пролета не увеличишь, существует вероятность разрушения конструкции из-за тяжести собственного веса. Кроме того, такую конструкцию будет сложно надежно соединить. Если строится здание с большой площадью кровли, применяются стальные стропильные фермы. Такие конструкции используются практически всегда во время возведения промышленных объектов. Стальные стропила с помощью болтовых соединений и сварочного оборудования быстро монтируются. Такая конструкция получается достаточно легкая и очень надежная. Для сборки таких ферм используют стальной прокат. А покрытием в таком случае чаще всего становится профилированный лист или листовой прокат. В жилом домостроении не используются открытые стропильные конструкции. Если необходимо надежное перекрытие больших пролетов с большой нагрузкой, используются железобетонные фермы.

Железобетонные стропильные конструкции отличаются высокой надежностью и долговечностью. Тем не менее применение их ограниченно из-за слишком большого веса. Такие стропила сложно монтировать. Обычно железобетонные материалы используются, чтобы создавать стропильные конструкции в одноэтажных зданиях, но с большой площадью и в сложных климатических условиях.

Железобетонные фермы: разновидности, для чего используют

Для проектирования перекрытий больших пролетов кровли в строительстве жилых одноэтажных и зданий промышленного назначения изготавливают железобетонные фермы. Устанавливают их с целью безопасности и удобной эксплуатации. С помощью установки такой конструкции осуществляется перераспределение получаемого веса на стены здания.

Фермы представляют собой каркас из соединенной арматуры. Верх и низ опоясывают стяжки. Стойки — вертикальные элементы конструкции, а расколы — части под наклоном. Между ними находятся раскосы и стойки, составные части решетки, а места их соединения называют узлами.

Разновидности ферм

Стропильные ЖБ фермы имеют различные типы и очертания. Внешний вид зависит от покрытия, расположения. Нижний пояс фермы имеет растянутую форму, а раскосы по краям армируют прочной и предварительно растянутой арматурой для снижения расхода металла. В элементах железобетонной конструкции, где арматура без высокой прочности, детали выполняют без предварительного напряжения. Бывают сегментчатые, арочные, треугольные и с дополнительными параллельными поясами. Все изделия объединены в 2 основные группы: стропильные и безстропильные.

Существует несколько видов данных изделий, применяемых для различных конфигураций крыш.

Стропильные железобетонные конструкции используют для сооружения:

покрытий с основой из плит и длиной, которая соответствует пролету;
построек крыш с наклоном;
зданий с малым уклоном без предварительного напряжения и с его применением.

Безстропильные железобетонные изделия включают в себя:

раскосные фермы для построек с уклоном;
безраскосные фермы с наклоном и незначительным уклоном, а также треугольные.

Размеры железобетонных конструкций

Согласно нормативной документации такие изделия изготавливаются с определенными размерами.

Все фермы изготавливаются согласно стандарту из тяжелого бетона, в некоторых элементах используется легкий. Широко применяемые сооружения с пролетами 18, 24, 36 метров. Их масса по ГОСТу от 6 до 50 тонн. Высота в середине пролета обычно 1/6—1/9 длины, а сечение поясов и решетки от 200—240 мм. Ширина верхнего ряда от 1/70 до 1/80 длины, размеры сечения высчитывают по формулам. Нижний равен фактическим размерам верхнего, а высота определяется из фактического расположения вида арматуры. Прочность обеспечивает утолщение в узлах конструкции.

Расшифровка маркировки изделий

Маркировку этих железобетонных изделий обозначают буквами и цифрами, разделенными с помощью дефисов. Арабская цифра в первой связке — номер фермы по порядку, вид и длина в метрах. Числовое значение округляют в большую сторону. Вторая цифра указывает на несущую способность и ее число по порядку, для ферм с напряжением вписывают класс арматурной стали и бетона. В третьей связке описаны особенности применения, таких как сопротивляемость к влиянию агрессивных сред, воздействие которой вызывает коррозию строительного материала в изделии или конструкции (буква С) или сейсмическая устойчивость (7—8 баллов). Проницаемость бетона отмечают буквами Н (нормальная) и П (пониженная). Если есть дополнительно заложенные элементы их также прописывают.

Для чего используют?

Для сооружений с пролетом больше 18 м применяют железобетонные напряженные изделия с использованием марок бетона специально созданных для этого типа изделий B30, B50. Конструкции сегментного очертания раскосой формы используют при постройке пролетов длиной 24 метра. Если покрытие с малым уклоном устанавливают безраскосные, что позволяет в полной мере использовать межферменное пространство по назначению. Они предназначены для эксплуатации в зданиях с агрессивной, разрушающей конструкции, средой.

Установка таких изделий зависит от характеристик самой постройки.

Чтобы покрыть большепролетные железобетонные конструкции, применяют сборные арочные элементы. Стропильная балка является опорой для подстропильных ферм. Это выполняют, если шаг колонны значительно больше шага несущих элементов. Их используют пролетом 12 м. А в зданиях, которые неотапливаемые, устанавливают треугольные виды железобетонных ферм под кровлю из металлических листов.

К преимуществам ЖБ ферм относят огневую устойчивость, надежность, прочность и долговечность.

Как изготовить конструктивный элемент?

Данное изделие производится строго по ГОСТу с помощью необходимого оборудования.

Основной нормативный документ на который опираются при выпуске таких конструкций из железобетона ГОСТ 20213–89. Процесс производства проходит в одно- и двухъярусных стенд-камерах. Проволоку натягивают гидравлическими домкратами, заливают бетон с помощью бетоноукладчика. Заключительный этап — термическая обработка. Если железобетонное изделие длиной более 9 метров, то следует армировать его с применением напряженного арматурного металлопроката для повышения прочности. Если короче 8, 96 метра, в основном изготавливают ферму с ненапряженной арматурой.

Наиболее легкий процесс изготовления арочного безраскосного типа, внутреннее пространство которого отводится для различных систем коммуникации. Нижний пояс выполняют из арматурных канатов, высокопрочной проволоки или стержневой арматуры. Если вся технология выполнена правильно, на выходе получают морозостойкий, прочный, водонепроницаемый железобетонный продукт с устойчивостью к коррозии и трещинам.

описание, виды, определение размеров, особенности монтажа

В статье мы поговорим про железобетонные фермы различной длины. Завершающий момент постройки здания или сооружения – это монтаж крыши. Этот элемент основной, он является главным для обеспечения безопасности здания. Кроме того, крыша оказывает прямое влияние на комфортное пребывание в здании жильцов или персона (если речь идет о промышленном сооружении). Несущими элементами кровли достаточно часто выступают железобетонные и стропильные фермы. С их помощью удается перераспределить основной и дополнительный вес на стены сооружения.

Почему важно проводить расчеты?

Если учесть тот факт, что функции подстропильных и стропильных железобетонных ферм 18 м длины очень важны в конструкции здания, то необходимо максимальной серьезностью и тщательностью подойти к расчету, проектировке и монтажу.

Небольшая неточность может сказаться на прочности всего здания. И эксплуатация его вряд ли будет возможна.

При расчетах следует учитывать такие данные:

Снеговые районы

III

VII

VIII

Sg, кПа

(кгс/м2)

0,8

(80)

1,2

(120)

1,8

(180)

2,4

(240)

3,2

(320)

4,0

(400)

4,8

(480)

5,6

(560)

Максимальная надежность и прочность у элементов, которые изготавливаются из железобетона. Но есть один минус – монтаж железобетонных ферм 18 м длиной очень сложный, да и суммарная масса конструкции очень большая. Сложность проведения монтажных работ – это момент, который ограничивает использование стропил такой конструкции. Как правило, фермы такого типа можно встретить в не очень обычных случаях. Например, если нужно построить одноэтажное сооружение большой площади.

На что опираться при расчетах?

Какие факторы нужно учесть?

При проведении расчетов стропильных и подстропильных железобетонных ферм нужно опираться на такие факторы:

Общая масса всей конструкции. К ней относится масса системы стропил и покрытия.
Массу периодических нагрузок. К ним относят климатические явления, а также случайные (например, возможное хождение человека).
Масса дополнительных нагрузок, которые могут возникать при эксплуатации здания (например, снег, действие ветра, и проч.).

Стропильные железобетонные элементы

Преимущества подобных сооружений следующие:

Очень высокая прочность здания в целом и отдельных элементов.
Не воздействуют низкие температуры на материал.
Пожаробезопасность.
Высокая степень жесткости.
Высокая устойчивость к воздействию агрессивной среды любого типа.

Как изготавливаются фермы

Для изготовления используется тяжелый или легкий бетон (конструкционный тип). Обычно для изготовления ферм применяют керамзитобетон и аглопоритобетон. Изготовление проходит в специальных камерах-стендах, которые имеют несколько (иногда всего один) ярусов. На этих ярусах производится монтаж стальных форм с рубашкой парового типа. Обязательно нужно осуществлять правильный расчет железобетонных ферм. Это повлияет на все характеристики строения.

Для того чтобы создать стойки и раскосы, которые закладываются непосредственно при армировании, нужно использовать вибростол. На нем должны быть специальные кассетные формы. Верхний пояс армирования – это простые стержни, ничего сложного в конструкции нет. Но нижний пояс – это высокопрочная проволока диаметром 5 мм, собранная в специальные струнопакеты.

Чтобы осуществить натяжение этих струнопакетов, нужно использовать гидродомкраты. Как только натянутся пакеты, можно начинать заливку бетонного раствора. Через 2-3 часа можно ферму подвергать термической обработке. Обратите внимание на то, что на каждом этапе нужно осуществлять контроль качества натяжения струнопакетов.

Процедура маркировки изделий

Для того чтобы выполнить маркировку готового изделия, используют цифры и буквы. Пишут их через дефис. Буквы – это тип и размер заготовки, цифры могут отражать различные характеристики, например:

Несущую способность конструкции.
Дополнительные данные.
Марку бетона, используемого при изготовлении.

Буквами также может отражаться проницаемость бетона. Это характеристика, которая показывает приспособленность конструкции к эксплуатации при различных агрессивных условиях, например:

Буква «П» в маркировке говорит о том, что у изделия пониженная приспособленность.
Буква «Н» отображается в том случае, если приспособленность нормальная.
У изделий, выдерживающих сейсмическую активность до 8 баллов, будет буква «С» в маркировке.

Особенности конструкции ЖБИ

Ферма – это, по сути, «скелет» крыши. Именно она позволяет выполнить очертания будущей конструкции. Чтобы придать каркасу жесткость, прочность, устойчивость, необходимо изготавливать фермы с применением большого количества армированных материалов и стали. В результате этого существенно усложняется схема всего изделия. Только подобные конструкции смогут обеспечить сохранность всего сооружения даже при воздействии экстремальных погодных явлений.

Но, несмотря на это, большая часть производителей стремится к тому, чтобы уменьшить массу готового изделия. При этом прочность, как понимаете, не страдает, ведь используется бетон легких марок. В результате получается уменьшить массу фермы, но не потерять при этом прочность.

Конструктивные особенности ферм

Традиционный компонент любой фермы, изготовленной из железобетона – это арматурная сталь. Она достаточно легко противостоит воздействию коррозии. Поэтому высокая влажность и низкая температура не сможет даже незначительно повлиять на прочность кровельной конструкции. Контур фермы – это два пояса, которые работают на изгиб. Решетка – это раскосы и стойки, которые отвечают за усилие, действующее по оси. Можно выделить следующие разновидности ферм:

Сегментные железобетонные фермы. Для них характерной чертой является наличие раскосной решетки и очерчивающего пояса.
Полигональные – пояса находятся параллельно или расположены в виде трапеции.
Безраскосные арочные – отличаются наличием жестких узлов.
Раскосные арочные – имеют криволинейный верхний пояс и обрешетку.

Достаточно часто можно встретить такое, что железобетонные фермы с покрытием полигонального типа и ровными элементами на верхнем поясе заменяются сегментными. Этот вариант оказывается более выгодным с экономической точки зрения. Также можно провести такую классификацию ферм:

Типовые.
Раскосые.
Безраскосые.

Где применяются фермы

Можно выделить несколько сфер применения разных типов железобетонных ферм 24 м и иной длины для изготовления стропильной системы сооружения:

При изготовлении малоуклонной кровли лучше всего использовать безраскосные фермы. В верхнем поясе рекомендуется устанавливать дополнительные стойки. Как правило, такие здания имеют большое количество коммуникационных систем. Расстояние между двумя соседними фермами – 6 или 12 метров.
При строительстве однопролетного здания (при отсутствии отопления) лучше всего использовать безраскосные конструкции.
Кровли скатного типа лучше всего оснащать безраскосными сегментными или раскосыми каркасами.

Если планируется перекрывать рулонным материалом одноэтажные здания с несколькими пролетами, лучше воспользоваться типовыми изделиями из железобетона.

Существует большое количество вариантов, но давайте подробнее поговорим о том, как они обозначаются:

ФБС – безраскосные фермы, используемые для изготовления скатной кровли.
ФС – изделия раскосного типа, которые применяются также на кровлях скатного типа.
ФП – изделия, которые используются как плитное покрытие. Длина материала такая же, как у пролета.
ФПН – для конструкции кровли, у которой малый угол наклона и стойки преднапряжены.
ФПМ – применяется на кровлях с низким углом наклона без преднапряжения.
ФБМ – изделия безраскосного типа, которые используются на скатных крышах с малым уклоном.
ФТ – безраскосные типы ферм треугольного очертания.
ФПС – зачастую их можно встретить на крышах скатного типа.

Что учитывать при установке?

Прежде чем производить установку таких конструкций, нужно точно посчитать, какая у здания несущая способность. Крепеж должен производиться к закладным элементам на несущих стенах или колоннах. Учтите тот факт, что нельзя начинать монтаж, пока не убедитесь в том, что качество и размеры всех элементов соответствуют норме.

При работе нужно использовать сварку – с ее помощью осуществляется соединение опор и закладных элементов. К опорам также нужно приваривать прогоны из металла, с их помощью вы достигнете оптимального значения жесткости каркаса. Ферма может быть такого типа:

Арочной (раскосной и безраскосной).
Сегментной.
Полигональной.

Вся процедура изготовления должна быть осуществлена в полном соответствии с ГОСТом. При этом нужно опираться на основные характеристики изделий:

Прочность бетона, используемого при изготовлении.
Плотность бетона.
Реакцию на действие низкой температуры.
Марку стали и элементы армирования.
Реакцию на воздействие коррозии.
Диаметр слоя, который окутывает арматуру.

Несмотря на то что у конструкций высокие прочностные характеристики, их вряд ли встретите в частном строительстве. Причина в том, что монтаж очень сложен и суммарная масса чересчур велика. Очень часто изделия из железобетона можно встретить на сооружениях, которые имеют длину более 18 метров. При этом шаг между фермами составляет 6..12 м.

В том случае, если пролет не больше 18 метров, разумнее применять балки. Но если намечается прокладка большого количества элементов систем коммуникаций, которые будут расположены в каркасе, то все же стоит отдать предпочтение изделиям из железобетона.

В случае если вы планируете построить здание, у которого пролет будет больше 30 м, нужно учесть суммарную массу кровли. А ведь этот параметр будет весьма большим. Рациональнее окажется разбивать всю конструкцию фермы на блоки. Но есть недостаток такого способа – стоимость проведения работ увеличится в разы. Даже строительство с использованием железобетонных ферм 24 м длиной будет менее затратно.

Если посмотреть на все со стороны соотношения качества и цены, то оптимальным вариантом окажется использование арочных или сегментных конструкций. На них почти нет изменения усилия на поясах. Но нужно отметить и то, что высота опоры не очень большая. В результате можно добиться существенного уменьшения массы сооружения.

Строительство с использованием ферм

Самый простой вариант строительства – это установка безраскосной арочной фермы. У нее достаточно просто происходит армирование узлов. Все пространство, которое получается внутри, без труда можно заполнить отводами для разнообразных систем коммуникаций. Очень часто это выполняют при строительстве плоских, малоуклонных и скатных конструкций.

Для изготовления ферм необходимо использовать марку бетона В30-В60. У него высокая прочность, а масса получается достаточно низкой. В нижнем поясе используются канаты из арматуры, стержни, прочная проволока.

При изготовлении армирования допускается использовать каркас из легкой проволоки. Он позволит избежать образования трещин при эксплуатации сооружения. Для удобной обжимки нижнего пояса лучше всего применять каркасы не больше 3 м.

Для того чтобы выполнить армирование компонентов верхнего пояса и решетки, нужно использовать каркасы из арматуры сварного типа. Они должны устанавливаться в опорных узлах. При этом увеличится прочность всего каркаса в наклонных сечениях. Для усиления промежуточных узлов на поясах используются наборы стержней толщиной 6..10 мм с шагом 100 мм. Именно они и составляют каркас сварного типа.

Для перевозки уже готовой конструкции используется специальная техника, например, фермовоз ФКП-16. Так как происходит увеличение роста спроса на стальные конструкции облегченного типа, неизбежно падает спрос на ЖБИ. Но, согласно противопожарным требованиям, в своем роде лучшими являются ж/б фермы.

Технические условия на перевозку железобетонных ферм на полуприцепах-фермовозах

МОСОБЛСТРОЙКОМИТЕТ

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ПЕРЕВОЗКУ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФЕРМ НА ПОЛУПРИЦЕПАХ-ФЕРМОВОЗАХ

Москва, 1989 г.

Утверждено и введено в действие:
	Мособлстройкомитетом Заместитель Председателя Мособлстройкомитета	А.Х. Каеушв
СОГЛАСОВАНО:	Начальник Главстройиндустрии Мособлстройкомитета	В.В. Попов
	Начальник Главного инженерно-экономического управления подготовки производства	И.М. Лелявский
	Начальник Объединения Мособлстройтранса	Н.П. Сучков
ИСПОЛНИТЕЛИ:	Заведующий отделением ЦНИИОМТП, к.т.н.	В.Ф. Трофименков
	Заведующий лабораторией к.т.н.	М.Л. Грифф
	Ведущий инженер	В.А. Волков

Технические условия на перевозку железобетонных ферм на полуприцепах-фермовозах являются отраслевым нормативным документом для Мособлстройкомитета.

Технические условия устанавливают требования на перевозку железобетонных ферм промышленного строительства.

Настоящие технические условия действуют совместно с существующими нормативными документами в строительстве и автомобильном транспорте в части обеспечения бездефектной доставки железобетонных ферм.

Технические условия на перевозку железобетонных ферм на полуприцепах-фермовозах разработаны ЦНИИОМТП Госстроя СССР по заданию объединения «Мособлстройтранс».

Все замечания и пожелания направлять по адресу: 127434, Москва, Дмитровское шоссе, 9. ЦНИИОМТП.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. ПЕРЕВОЗКА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФЕРМ НА ПОЛПРИЦЕПАХ-ФЕРМОВОЗАХ

2.1. Требования к порядку транспортирования ферм.

2.2. Требования к порядку проведения погрузочно-разгрузочных работ на полуприцепах-фермовозах

3. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ МАРКИ ПОЛУПРИЦЕПОВ-ФЕРМОБО3ОВ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФЕРМ

3.1. Полуприцеп-фермовоз ЦП:ПФ 1824.

3.2. Полуприцеп-фермовоз ПФ 1218

1.1. Размещение, опирание и крепление перевозимых железобетонных ферм на полуприцепе-фермовозе обеспечивается грузоотправителем (заводом-изготовителем).

1.2. Освобождение ферм от крепления на полуприцепе и их разгрузка на строительном объекте осуществляется грузополучателем.

1.3. Ответственность за сохранность ферм при перевозке несет объединение Мособлстройтранс.

1.4. Ответственность за поставку недоброкачественной и некомплектной продукции несет завод-изготовитель, который обеспечивает все расходы, связанные с её транспортированием.

1.5. Для решения спорных вопросов об ответственности сторон за поставку недоброкачественной продукции создается комиссия из представителей грузополучателя, грузоотправителя, объединения Мособлстройтранс и, в случае необходимости, представителя Мособлстройкомитета.

1.6. Перед началом завоза строительных конструкций на объект строительная площадка в соответствии с требованиями СНиП 3.01.01-85 должна быть в обязательном порядке оборудована постоянными или временными внеплощадочными и внутриплощадочными дорогами, в процессе работы они должны содержаться генеральным подрядчиком в исправном состоянии.

2.1. Требования к порядку транспортирования ферм.

2.1.1. Транспортированию подлежат железобетонные фермы, прочность бетона которых достигла отпускной прочности в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.0-83 и стандарта или технических условий на конструкции конкретных видов ферм.

2.1.2. Для перевозки железобетонных ферм различных типоразмеров и различных конструктивных схем должны применяться специализированные автотранспортные средства, обеспечивающие определенное положение, опирание и крепление ферм

с удовлетворением при этом требований транспортных норм в части габаритов, распределения масс по осям колес, техники безопасности и др.

2.1.3. Фермы рекомендуется транспортировать в вертикальном (рабочем) положении или с небольшим наклоном (до 10°) и опираю в узлах нижнего пояса.

Допускается транспортировка ферм в наклонном положении (с углом наклона до 50°), если полуприцеп-фермовоз имеет жесткую наклонную площадку, препятствующую поперечному прогибу фермы. Ферма боковой поверхностью должна иметь многоточечное опирание, а узлами нижнего пояса иметь опирание на две опорные площадки, расположенные под углом 90° к наклонной площадке.

2.1.4. Перевозка ферм должна производиться с опиранием по крайним узлам нижнего пояса с расстоянием между подкладками примерно равным пролетному.

В зависимости от конструкции фермы по согласованию с разработчиком допускается перевозка ферм со свесом (желательно с одной консолью длиной до 6 метров) с опорой также в узлах нижнего пояса.

Фермы при транспортировании следует опирать на деревянные накладки или доски, обшитые листовой резиной.

2.1.5. Количество креплений ферм из плоскости при перевозке на фермовозе в вертикальном положении должно быть не менее одного, при перевозке ферм в наклонном положении (с углом наклона к плоскости дороги менее 60°) допускается отсутствие фиксаторов.

2.1.6. Места крепления ферм из плоскости на фермовозе устанавливаются в зоне узлов верхнего пояса. Расстояния между креплениями определяются расчетом.

При отсутствии расчетных данных расстояния между креплениями принимаются равными 6 м.

2.2. Требования к порядку проведения погрузочно-разгрузочных работ на полуприцепах-фермовозах

2.2.1. Ответственность за правильность размещения и крепления ферм на транспортном средстве — фермовозе и за технику безопасности при погрузке несет завод-изготовитель.

2.2.2. Такелажные (стропальные) работы могут выполняться только лицами, прошедшими специальное обучение по погрузке и разгрузке железобетонных конструкций и имеющим соответствующее удостоверение.

2.2.3. В погрузочно-разгрузочных зонах запрещается находиться посторонним лицам.

2.2.4. Во время выполнения погрузочно-разгрузочных работ водителю и другим лицам запрещается находиться в кабине автомобиля.

2.2.5. Погрузку и разгрузку ферм следует производить, соблюдая меры, исключающие возможность их повреждения.

2.2.6. Для выполнения погрузочно-разгрузочных работ фермовоз следует устанавливать на ровной горизонтальной площадке с уклоном не более 5°. Опорное устройство фермовоза должно быть опущено до упора в грунт.

Запрещается производить работы на захламленных площадках.

В зимнее время года погрузочно-разгрузочные площадки необходимо регулярно очищать от снега и льда, а также посыпать песком, золой или ишаком.

2.2.7. Перед началом погрузочных работ водитель должен очистить опорные площадки на фермовозе от мусора, снега и льда, а также проверить исправность опорно-крепежных устройств и приспособлений.

2.2.8. Экспедитор или шофер, выполняющий функции экспедитора, обязан при погрузке ферм осмотреть их, по внешнему виду установить отсутствие на их лицевых поверхностях грубых дефектов: трещин, раковин, отколов, пятен, обнажений арматуры, наплывов или выколов.

По требованию водителя (экспедитора) завод-изготовитель должен сделать отметку о состоянии перевозимой фермы в накладной.

2.2.9. Подъем, погрузку и разгрузку ферм следует производить кранами при помощи траверс или стропов в соответствии со схемами строповки, приведенными в проектной документации на эти фермы.

Требования безопасности при проведении погрузочно-разгрузочных работ — по ГОСТ 12.3.009-76.

2.2.10. Погрузка и разгрузка ферм вне заводских условий должна производиться с применением механизмов и приспособлений, предусмотренных проектом производства работ.

2.2.11. Расположение перевозимых ферм на спецавтотранспортном средстве должно обеспечивать равномерное распределение погрузки относительно его продольной оси, а также распределение нагрузки на седельно-сцепное устройство тягача и тележку полуприцепа в соответствии с технической характеристикой фермовоза.

2.2.12. Крепление ферм на полуприцепе и их разгрузка должны производиться под контролем водителя.

2.2.13. Поднимать и опускать фермы необходимо без боковых подтягиваний, строго вертикально, плавно, без рывков.

До начала подъема, а затем после подъема на высоту 0,3 м стропальщики обязаны убедиться, что строповка фермы выполнена правильно. Убедившись в надежности строповки, стропальщики выходят за границу опасной зоны и дают сигнал машинисту крана на подъем и перемещение фермы.

2.2.14. При проведении погрузочно-разгрузочных работ следует руководствоваться также инструкциями по эксплуатации фермовозов соответствующей марки.

2.2. 15. Скорость движения загруженного автопоезда на строительных площадках и на заводских территориях не должна превышать 5 км/ч.

3.1. Полуприцеп-фермовоз ЦП:ПФ 1824.

Предназначен для перевозки железобетонных арочных ферм пролетом 24 м и массой до 18 т в наклонном положении по автомобильным дорогам общей сети СССР, допускающим осевую нагрузку 98 кН (10 тс).

Основной тягач — МАЗ-6432, допускается применение тягача КамАЗ-54112.

Краткое — описание конструкции:

Полуприцеп — двухосный, высокорамный.

Состоит из рамы, тележки, механизма поворота, опорного устройства, установки запасного колеса, пневмо- и электрооборудования.

Рама — сварная из стальных профилей и листов, ферменной конструкции.

На раме полуприцепа установлена наклонная грузовая рама, состоящая из треугольных секций, соединенных продольными балками. С левой стороны установлена откидная площадка для работы такелажников. Впереди и сзади имеются кронштейны для крепления поворотных площадок, на которые устанавливается перевозимая ферма. В местах опоры фермы установлены доски, обшитые листовой резиной.

Тележка полуприцепа состоит из двух отдельных тележек, соединенных балансиром. Каждая тележка имеет ось с колесами, рессорами и тормозами от полуприцепа MA3-93801.

Поворотное устройство — механическое, с тросовым приводом.

Опорное устройство — механическое от полуприцепа типа МАЗ-9397.

Рабочая тормозная, система — тормоз колодочный на все колеса оси, привод — двухпроводный, комбинированный, пневматический.

Стояночная тормозная система — привод механический на колодки рабочего тормоза.

Электрооборудование — однопроводное, напряжение 24 В.

Техническая характеристика:

Грузоподъемность, кг	15925
Масса снаряженного полуприцепа, кг	10875
Полная масса полуприцепа, кг.	26800
Распределение нагрузки от полной массы полуприцепа в сцепе с основным тягачом, кгс:
на седельное устройство тягача	8800
на дорогу через тележку полуприцепа	18000
Габаритные размеры полуприцепа, мм:
длина	20930
ширина	2500
высота	3835
Погрузочная высота, мм	1650
Угол наклона грузовой платформы, град	45
База, мм	16000+2000
Колея, мм	1860
Наименьший дорожный просвет, мм:
под поднятым опорным устройством	365
под осью колес	400
Количество колес, шт	8 + 1
Размер шин	320-508

Разработчик — ЦНИИОМТП Госстроя СССР, 127434, Дмитровское шоссе, 9.

3.2. Полуприцеп-фермовоз ПФ 1218

Предназначен для перевозки железобетонных ферм длиной 12 и 18 м и массой до 12 т в вертикальном положении по автомобильным дорогам общей сети СССР, допускающим осевую нагрузку 98 кН (10 тс).

Основной тягач — МАЗ-5429.

Краткое описание конструкции

Полуприцеп — одноосный, низкорамный, кассетно-ферменного типа.

Состоит из рамы, тележки, механизма поворота, опорного устройства, механизма подъема запасного колеса, привода стояночного тормоза, пневмо- и электрооборудования.

Рама — ферменного типа, сварная из гнутых или катаных профилей. В зависимости от размеров перевозимых ферм длина её может изменяться за счет снятия или установки шестиметровой вставки.

Тележка полуприцепа — одноосная, поворотная (угол поворота 35°).

Ось — от полуприцепа МАЗ-9380.

Поворотное устройство с механическим приводом, обеспечивающим управление тележкой полуприцепа в зависимости от угла складывания автопоезда.

Опорное устройство — механическое (предусмотрена возможность установки гидравлического опорного устройства).

Рабочая тормозная система — тормоз колодочный, на колеса оси, привод комбинированный пневматический. Стояночная тормозная система - привод механический на колодки рабочего тормоза.

Электрооборудование — однопроводное напряжение 24 В.

Техническая характеристика

Грузоподъемность, кг	10570, 11240^*
Масса снаряженного полуприцепа, кг	7180, 6510^*
Полная масса полуприцепа, кг	17750
Распределение нагрузки от полной массы полуприцепа в сцепе с основным тягачом, кгс:
на седельное устройство тягача	7750
на дорогу через тележку полуприцепа	10000
Габаритные размеры полуприцепа, мм:
длина	23200, 17200^*
ширина	2500
высота	3130
Внутренние размеры кассеты, мм:
длина	.18100,12100^*
ширина	850
Погрузочная высота, мм	640
База, мм	21500,15500^й
Колея, мм	1860
Наименьший дорожный просвет, мм
под поднятым опорным устройством	330
под осью колес	440
Количество колес, шт.	4 + 1
Размер шин, мм	320-508
Максимальная скорость движения автопоезда полной массой, км/ч	60

Разработчик — ЦНИИОМТП Госстроя СССР, 127434, Москва, Дмитровское шоссе, 9.

*Данные для полуприцепа без вставки.

3.3. Полуприцеп-фермовоз-тяжеловоз УПФ 18(24)20

Предназначен для перевозки железобетонных ферм и балок длиной 18 и 24 м и массой до 19 т в вертикальном положении по автомобильным дорогам общей сети СССР, допускающим осевую нагрузку 98 кН (10 тс).

Основной тягач — КрАЗ-258, допускается использование тягача МАЗ-6422.

Краткое описание конструкции

Полуприцеп — двухосный, полунизкорамный, кассетно-ферменного типа.

Состоит из рамы, тележки, механизма поворота, блокировочного устройства, опорного устройства, держателя запасного коле ca, привода стояночного тормоза, пневмо- и электрооборудования.

Особенностью конструкции полуприцепа является наличие специальной перекидывающейся платформы, позволяющей изменять длину грузовой площадки с 18 до 24 м.

Несущая конструкция полуприцепа — сварной каркас, выполненный из листового и профильного проката.

Опорное устройство — телескопическое, комбинированное, бесприводное.

Тележка полуприцепа — двухосная, поворотная, с передней управляемой осью.

Поворотное устройство — механическое с комбинированным приводом на переднюю ось тележки полуприцепа.

Блокировочное устройство — механическое с пневмоприводом.

Рабочая тормозная система — с пневматическим приводом, действует на все колеса. Стояночная тормозная система — с механическим приводом на колодки рабочего тормоза задней оси.

Электрооборудование — однопроводное, напряжение 24 В.

Техническая характеристика

Грузоподъемность, кг	19000, 23700^*
Масса снаряженного полуприцепа, кг	11000
Полная масса полуприцепа, кг	30000, 34700^*
Распределение нагрузки от полной массы полуприцепа в сцепе с основным тягачом, кгс
на седельно-сцепное устройство	12000, 14700^*
на тележку полуприцепа	18000 ,20000^*
Габаритные размеры полуприцепа, мм:
длина	27045
ширина	2500
высота	3440
Ширина загрузочной площадки, мм	700
Погрузочная высота, мм	950
Высота погрузки (разгрузки), мм	1300
База, мм	23100
Колея, мм	1868
Наименьший дорожный просвет, мм *	440
Количество колес, шт	8 + 1
Размер шин	300-508 (320-508)
Максимальная скорость движения автопоезда полной массой, км/ч	45

Разработчик — ПИКТИ «Стройпроект» Минстроя УССР, 252113, Киев, ул. Пархоменко, 53.

*В сцепе с седельным тягачом МАЗ-6422

1ФБМ 24 по стандарту: ГОСТ 20213-89

Что представляют собой фермы

Основные преимущества, которые обеспечивает железобетонная ферма:

Высокий уровень прочности и надежности всего здания
Железобетонный каркас создает жесткую структуру, гарантирует способность выдерживать серьезные нагрузки на протяжении долгих лет
Бетон и сталь не боятся неблагоприятных химических, климатических воздействий, не меняют характеристик под ультрафиолетом, дождем, на морозе и т.д.
Стропильный элемент полностью отвечает наиболее строгим требованиям стандартов пожарной безопасности

Благодаря современному оборудованию на заводах создают железобетонные фермы в четком соответствии с нормативными требованиями и в минимальные сроки. Вес конструкции с пролетом 18 м составляет больше 7 тонн, если же пролет 24 метра – около 12.3 тонн. Поэтому монтировать фермы можно исключительно с привлечением специальной техники.

Фермы железобетонные бывают двух типов:

Монолитный элемент с целостной структурой, который создается только в заводских условиях.
Составная конструкция – включает несколько частей, которые собираются непосредственно на объекте.

Размеры железобетонных конструкций

Согласно нормативной документации такие изделия изготавливаются с определенными размерами.
Все фермы изготавливаются согласно стандарту из тяжелого бетона, в некоторых элементах используется легкий. Широко применяемые сооружения с пролетами 18, 24, 36 метров. Их масса по ГОСТу от 6 до 50 тонн. Высота в середине пролета обычно 1/6—1/9 длины, а сечение поясов и решетки от 200—240 мм. Ширина верхнего ряда от 1/70 до 1/80 длины, размеры сечения высчитывают по формулам. Нижний равен фактическим размерам верхнего, а высота определяется из фактического расположения вида арматуры. Прочность обеспечивает утолщение в узлах конструкции.

Основные виды ферм

Стропильные конструкции

Подстропильные конструкции

1ФБМ 24

Стандарт изготовления изделия: ГОСТ 20213-89

Ферма безраскосная сегментная 1ФБМ 24

незаменимые несущие конструкции в строительстве. Их предназначение покрытие пролетов, больших по ширине. Они облегчают конструкцию здания, уменьшая при этом расход применяемых материалов. Применяются
фермы
при покрытии кровель с уклоном малой величины.
Сегментная ферма
наиболее экономична по количеству расходуемого материала и по величине статической работы она приближается к арочной ферме.

Железобетонную ферму

используют при покрытии здания или сооружения, ширина пролетов которого составляет от 6 до 24 м с шагом 6 м. Стропильными
фермами 1ФБМ 24
будут пользоваться при возведении крупных строительных сооружений, будь то большой кирпичный или монолитный железобетонный дом.
Фермы
отличаются прочностью, жесткостью, устойчивостью и равномерно распределяют нагрузку. Их можно применять для строительства на территории Урала или Сибири, отличающихся большой снеговой нагрузкой.

Обозначение маркировки

Марку ферм

составляют из букв и цифр, определяющих тип, размеры и основные характеристики. Другими словами, для
фермы 1ФБМ 24
маркировка содержит следующую информацию:

1. 1

— типоразмер;

2. ФБМ

тип фермы;

3. 24

— округленная длина фермы, измеряемая в метрах.

Основные характеристики и изготовление

Стропильные фермы
1ФБМ 24
изготавливают согласно
ГОСТу 2021389
. Они обладают хорошей прочностью, жесткостью, устойчивы к низким температурным режимам и агрессивной среде, а также пожаробезопасны.

Выполняются такие фермы из высокопрочного бетона В30 или В60 и большого количества напрягаемой арматуры. Технология изготовления подразумевает использование стенда — камеры с несколькими ярусами, в которых выполняется монтаж стальных форм. В процессе армирования при создании стойки или раскоса применяют вибростол со специальной кассетной формой. В верхний пояс фермы устанавливают стандартные стержни, нижний пояс оснащается прочной проволокой диаметром 5 мм, собранной в струнопакет. После натяжения арматуры происходит формование изделия с помощью бетонной смеси и его термообработка.

Характеристики и способ изготовления дают железобетонным фермам

некоторые преимущества: увеличение срока эксплуатации, возможность покрывать помещения с большой высотой и площадью.

Транспортирование и хранение

Согласно ГОСТу, ферма 1ФБМ 24

изготавливается и перевозится целиком. В случае транспортирования
ферм
на железнодорожных платформах их размещают и крепят согласно проекту, который учитывает тип платформ, конструктивные особенности ферм и массогабаритные характеристики. Если километраж транспортирования ферм не превышает 500 км, используют специализированный автотранспорт фермовозы. Транспортируется ферма в вертикальном положении. По прибытию на место установки фермы хранят рассортированными на специально оборудованной площадке, располагая их вертикально в специальных кассетах. И транспортировка, и хранение ферм производится при наличии установленных на тщательно выровненное основание инвентарных подкладок, выполненных из дерева.

Уважаемые покупатели! Сайт носит информационный характер. Указанные на сайте информация не являются публичной офертой (ст.435 ГК РФ). Стоимость и наличие товара просьба уточнять в офисе продаж или по телефону

Размеры ЖБ ферм

Основные размеры железобетонных ферм:

Раскосные – длина от 18 до 24 метров, высота от 2.6 до 3.2 метров, ширина от 0.2 до 0.3 метров.
Безраскосные – длина 18-24 метра, высота 2.6-3.2 метра, ширина 0.2-0.3 метра.
Треугольные безраскосные – длина от 2 метров, высота 1.2-2.7 метров, ширина 0.2-0.25 метров.
Для скатной кровли – от 1 метра длина, высота 2.2 метра, ширина 0.5 метров.
Для плиточной кровли – с длиной от 1 метра, высотой 3.3 метра, шириной 0.5 метров.

Как расшифровать маркировку изделия:

1 группа значений – номер типоразмера, тип изделия, длина (с округлением до метров).
2 группа значений – числовой индекс несущей способности, указывается класс арматуры (если она предварительно напряжена), тип бетона (указывается лишь для изделий из легких типов бетона).
3 группа значений – есть не всегда, указывает на стойкость к сейсмическим толчкам, агрессивным средам, говорит про наличие закладных, дополнительных отверстий и т.д.

Стропильные фермы из железобетона

Такие конструкции могут существенно разниться по внешнему виду, исходя из своих параметров, в том числе, используемому материалу покрытия и способам их опирания. С их помощью можно возводить сооружения с огромными пролетами (больше 24 м). Кроме того, кровля при этом может быть скатной или же малоуклонной, а на покрытии сооружений могут использоваться фонари.

Стропильная железобетонная ферма 24 метра

Совет: используйте подобные ж/б фермы при возведении складов и других помещений промышленного типа.

Основные преимущества подобных конструкций:

высокие прочностные качества;
хорошая жесткость;
стойкость к воздействию низких температур;
устойчивость к воздействию агрессивных сред;
пожаробезопасность.

Скелет сооружения

Изготовление бетонных элементов несущих конструкций

Для производства ж/б ферм используется бетон конструкционного типа (легкий или тяжелый), чаще всего аглопорибетон либо керамзитобетон. Сам процесс изготовления осуществляется в стендах-камерах, имеющих один либо несколько ярусов, на которых монтируются стальные формы с паровой рубашкой.

Для создания стоек и раскосов, закладываемых при армировании, используются вибростолы со специальными кассетными формами.

На фото — железобетонные балки и ж/б фермы

В качестве верхнего пояса при армировании чаще всего используются обычные стержни, а вот нижние пояса оснащаются высокопрочной проволокой, Ø 5 мм, которая собирается в струнопакеты. Для натяжения последних необходимо использование гидродомкратов, после чего туда добавляется бетонная смесь.

Спустя 2-3 часа изделие направляется в цех термообработки. На каждом процессе изготовления осуществляется контроль над качеством заранее напряженных изделий.

Процесс маркировки

Для маркировки такого материала используются буквы и цифры, написанные через дефис.

Буквами обозначают размер и тип заготовки, а цифры отображают, в том числе:

дополнительные сведения;
несущую способность;
марку используемого бетона.

При помощи букв отображается и такая характеристика бетона, как проницаемость, которая показывает, насколько конструкция приспособлена к эксплуатации при агрессивных условиях:

буква «П» обозначает пониженную приспособленность;
при помощи буквы «Н» отображается нормальная приспособленность;
изделия, которые могут выдержать 8-бальные сейсмологические явления, обозначаются буквами «С».

Конструкционные особенности ж/бетонных стропильных ферм

Ферма выступает в качестве скелета, который отображает то, какими очертаниями будет обладать крыша. Для того чтобы каркас отличался жесткостью, прочностью и устойчивостью, он должен быть выполнен с применением большого количества стали и армированных материалов, что значительно усложняет его схему. Только такая конструкция сможет обеспечить сохранность здания даже при экстремальных погодных условиях (узнайте здесь, что лучше — газобетон или газосиликат).

Однако все равно производители пытаются всячески снизить вес подобного «скелета». Достигается это, в первую очередь, благодаря использованию бетонов легких марок, что не оказывает никакого влияния на общую прочность конструкции.

Традиционным компонентом внутренней структуры ж/б ферм является высокопрочная арматурная сталь, легко противостоящая коррозионному воздействию. Благодаря этому попадание влаги или же крепкие морозы никаким образом не смогут повлиять на прочность кровли.

Сегментные и безраскосные конструкции

В качестве ее контура выступают работающие на изгиб два пояса, а вот стойки и раскосы, отвечающие за осевое усилие, являются решеткой.

Существует такие основные разновидности подобных ферм:

Сегментные, для которых характерным является пояс очертания и решетка раскосного типа.
Полигональные, когда пояса расположены параллельно или же в форме трапеции.
Арочные безраскосные, отличающиеся жесткими узлами.
Арочные раскосные, имеющие верхний пояс с криволинейными очертаниями, а также редкую решетку.

Довольно часто полигональные фермы с ровными элементами верхнего пояса заменяют сегментные. Такой способ является более экономически обоснованным.

Кроме того, существует такая классификация ферм:

раскосые.
безраскосые.
типовые.

Сфера применения

Классификация ЖБ ферм

Особенности применения разных типов ЖБ ферм:

Безраскосная ферма используется в случае, когда кровля имеет уклон небольшой. Также данный тип ферм актуален для здания с системами коммуникаций, шаг составляет 6/12 метров.
Объекты без отопления, с крышей из асбестоцементных листов, предполагают использование безраскосных ферм, с пролетом 9/18 метров.
Сегментные безраскосные и раскосные фермы всегда применяют для создания скатных кровель.

Особенности производства и выбора железобетонных ферм:

Общий вес системы включает массу стропильной фермы и покрытия кровли.
Основные нагрузки учитывают: сильный ветер, осадки, снег. Есть также периодические – землетрясения и другие форс-мажорные обстоятельства.
Каркас фермы включает массу армированных стальных элементов, что обеспечивает максимальную устойчивость.
С целью уменьшения веса изделия могут использоваться легкие бетоны, что на качестве не сказывается никак.
Перед заливкой стальная арматура покрывается специальными пропитками, исключающими раннюю коррозию, что делает кровлю стойкой ко влаге, снегу, морозу, ультрафиолету, перепадам температуры.
Контур фермы включает два пояса для формирования прочного изгиба, а решетка состоит из раскосов и стоек.
Фермы могут быть полигональными и сегментными, все они отличаются по уклону и форме пояса.

Как изготовить конструктивный элемент?

Данное изделие производится строго по ГОСТу с помощью необходимого оборудования.
Основной нормативный документ на который опираются при выпуске таких конструкций из железобетона ГОСТ 20213–89. Процесс производства проходит в одно- и двухъярусных стенд-камерах. Проволоку натягивают гидравлическими домкратами, заливают бетон с помощью бетоноукладчика. Заключительный этап — термическая обработка. Если железобетонное изделие длиной более 9 метров, то следует армировать его с применением напряженного арматурного металлопроката для повышения прочности. Если короче 8, 96 метра, в основном изготавливают ферму с ненапряженной арматурой.

Процесс изготовления ферм из металла и железобетона

На пути к согласованному проектированию конструкционного бетона

Название: На пути к согласованному проектированию конструкционного бетона
Дата: Май-июнь 1987 г.
Том: 32
Выпуск: 3
Номер страницы: 74-150
Автор (ы): Йорг Шлайх, Курт Шафер, Маттиас Йенневейн
https://doi.org/10.15554/pcij.05011987.74.150

Щелкните здесь, чтобы просмотреть всю статью журнала

Абстрактные

Некоторые части конструкций разработаны с почти преувеличенной точностью, в то время как другие части разработаны с использованием практических правил или суждений, основанных на прошлом опыте.Однако все части конструкции имеют одинаковое значение. Требуется единая концепция дизайна, единственная для всех типов конструкций и всех их частей. Чтобы эта концепция была удовлетворительной, она должна основываться на реалистичных физических моделях. В качестве подходящего подхода к проектированию конструкционного бетона, который включает как железобетонные, так и предварительно напряженные конструкции, предлагается вариант Is, являющийся обобщением хорошо известного метода аналогии с фермами для балок. В этом отчете показано, как разрабатываются подходящие модели, и предлагаются критерии, в соответствии с которыми элементы модели могут иметь одинаковые размеры для всех возможных случаев.Концепция поясняется на многочисленных примерах конструкции, многие из которых учитывают эффект предварительного напряжения. Этот отчет изначально был подготовлен для обсуждения в CEB (Comitd Euro-International du Beton) в связи с пересмотром Типового кодекса

Список литературы

1. Шлайх Дж. И Вайшеде Д. «Ein praktisches Verfahren zum methodischen Bemessen and Konstruicren im Stahlbetonhau» (Практический метод проектирования и детализации конструкционного бетона), Информационный бюллетень No.150, Comite Euro-International du Beton, Париж, март 1982 г.

2. Шлайх, Дж., Шафер, К., «На пути к согласованному проектированию железобетонных конструкций», 12-й Конгресс IABSE, Ванкувер, Британская Колумбия, сентябрь 1984 г.

3. Шлайх Дж. И Шафер К., «Конструиерен им Стальбетонбау» (Проектирование и детализация конструкционного бетона), Betonkalender 1984, часть II, W. Ernst & Sohn, Берлин-Мюнхен, стр. 787-1005.

4. Биттер, W., «Die Bauweise Hennebique» (Система Hennebique), Schweizerische Bauzeitung, Bd.XXXIII, № 7, январь 1899 г.

5. Мбрш, Э., «Der Eisenbetonbau, seineTheorie and Anwendung» (Железобетон, теория и применение), Verlag Konrad Wittwer, Штутгарт, 1912.

6. Леонхардт Ф. «Снижение сдвига арматуры в железобетонных балках и плитах», Журнал исследований бетона, т. 17, № 53, декабрь 1965 г., с. 187.

7. Rusch, H., «Ober die Grenzen der Anwendbarkeit der Fachwerkanalogie bei der Berechnung der Schubfestigkeit von Stahlhetonbalken» (Об ограничениях применимости аналогии фермы для расчета сдвига железобетонных балок), F.Кампус Ainici et Alumni, Льежский университет, 1964,

8. Купфер, Х., «Erweiterung der Morsch’schen Fachwerkanalogie mit Hilfe des Prinzips vom Minimum der Formanderungsarbeit» (Расширение аналогии фермы Марша путем применения принципа минимальной энергии деформации), CEB-Bulletin 40, Paris, 1964

9. Тийрлиман, Б., Марти, П., Пралонг, Дж., Ритц, П., и Циммерли, Б., «Vorlesung rum Forthildungskurs fur Bauingenieure» (Продвинутая лекция для инженеров-строителей), Institut far Baustatik and Konstniktion, ETH Zurich, 1983 (дополнительные ссылки см. Здесь).

10. Марти П., «Основные инструменты проектирования железобетонных балок», журнал ACI, т. 82, № 1, январь-февраль 1985 г., стр. 46-56 (см. Также ссылку 25).

11. Коллинз, М. П., Митчелл, Д., «Расчет на сдвиг и кручение предварительно напряженных и ненапряженных бетонных балок», PCI JOURNAL, т. 25, № 5, сентябрь-октябрь 1980 г., стр. 32-100.

12. Вайшеде, Д., «Untersuchungen rummethodischen Konstruieren im Stahlbetonbau» (Исследования по методической деталировке конструкционного бетона), Диссертация, Institut fir Massivhau, Штутгарт, 1983.

13. Reinke, H. G., -Zum Ansatz der Betonzugfestigkeit bei der Stahlbetonbemessung «(Об оценке прочности бетона на растяжение при проектировании конструкционного бетона), Диссертация, Институт Massivbau, Штутгарт, 1986.

14. Купфер, Х., Мусекер, В., «Beanspnichung and Verformung der Schubzone des schlanken profilierten Stahlbetonbalkens» (Напряжения и деформации в зоне сдвига тонких профилированных железобетонных балок), Forschungsheitrage for dir Baitpraxis , W.Эрнст и Зон, Берлин, 1979, стр. 225-236.

15, Jennewein, M. F., «Zum Verstandnis der Lastahtragung and des Tragverhaltens von Stahlbetontragwerken mittels Stabwekmodellen» (Объяснение несущей способности конструкционного бетона с помощью моделей с распорками и стяжками). Диссертация в стадии подготовки, Institut fur Massivbau, Штутгарт.

16. Райнек, К. Х., «Модель балок без поперечной арматуры», работа в стадии подготовки, Institut ftir Massivbau, Штутгарт.

17.Бауманн, П., «Die Beton-Druckfelder bei der Stahlbetonbemessung mittels Stabwerkmodellen» (Поля сжатия бетона для расчета конструкционного бетона с помощью моделей распорок и крестовин). Тезисы подготовки, Штутгарт.

18. Ян М., «Zum Ansatz der Betonzugfestigkeit bei den Nachweisen zur Tragund Cebrauchsfahigkeit von unbewehrten and bewehrten Betonbauteilen» (Оценка прочности бетона на растяжение для максимальной прочности и пригодности бетона к эксплуатации без армирования) .-Heft341, Берлин, 1983.

19. Кониг, Г., «Контроль трещин в железобетоне и предварительно напряженном бетоне», Труды 1 Десятого Международного Конгресса ФИП, Нью-Дели, 1986, стр. 259-268.

20. Нийоги, С. К., «Прочность бетонной опоры — поддержка, смесь, размерный эффект», журнал структурного подразделения, ASCE, т. 100, № ST8, август 1974 г., стр. 1685-1702.

21. Шобер, Х., «Ein Modell zur Berechnung des Verbundes and der Risse im Stahl- and Spannbeton» (Модель для оценки сцепления и трещин в армированном и предварительно напряженном бетоне), Диссертация, Штутгарт, 1984.

22. Стоун, В.С., и Брин, Дж. Э., «Проектирование зон анкеровки балок с последующим натяжением», PCI JOURNAL, V. 29. No. 1, январь-февраль 1984 г., стр. 64-109, и V. 29, №2, март-апрель 1984 г., стр. 28-61.

23. Коллинз М. П. и Веккио Ф. «Реакция железобетона на сдвиг в плоскости и нормальные напряжения», Публикация № 82-03, Университет Торонто, март 1982 г.

24. Проектирование бетонных конструкций для зданий, CAN3-A23.3.M84, Канадская ассоциация стандартов, Рексдейл, Онтарио, 1984.

25. Марти П., «Детализация моделей фермы», Concrete International, т. 7, № 12, декабрь 1985 г., стр. 66-73.

26. Модельный кодекс CEB-FIP для бетонных конструкций, Comite Euro-International du Btton (CEB), 1978 г.

27. Мюллер П., Plastische Berechnung von Stahlbetonscheiben and Balken (Пластический анализ железобетонных глубоких балок и балок), Bericht № 83, Institut fur Baustatik and Konstruktion, ETH Zurich, июль 1978 г.

Достижения моделей ферм для железобетонных конструкций

Открытый журнал гражданского строительства
Vol.2 № 3 (2012), Идентификатор статьи: 22985,7 страниц DOI: 10.4236 / ojce.2012.23018

Достижения моделей ферм для железобетонных конструкций

Панагис Г. Пападопулос, Харитон Ксенидис, Панос Лазаридис, Андреас Диамантопулос, Периклис , Яннис Аретас

Департамент гражданского строительства, Университет Аристотеля в Салониках, Салоники, Греция

Электронная почта: panaggpapad @ yahoo.gr, [email protected], [email protected]

Поступила 9 апреля 2012 г .; отредактировано 10 мая 2012 г .; принято 24 мая 2012 г.

Ключевые слова: Железобетонная конструкция; Модель фермы; Учредительный закон; Материальные и геометрические нелинейности; Бетонные трещины; Доходность армирования; Бетон предельная прочность на сжатие; Пластиковый шарнир; Изоляция колонны RC; Коробление внутренних бетонных стоек; Глобальная нестабильность

РЕФЕРАТ

Достижения представлены для моделей ферм железобетонных конструкций, разработанных в предыдущие годы: 1) Две составляющие модели, двухосная и трехосная, основаны на регулярных фермах, стержни которых подчиняются нелинейным одноосным законам σ-ε моделируемого материала. ; обе модели сравнивались с результатами испытаний и показывают зависимость коэффициента Пуассона от кривизны закона σ-ε; 2) Конечный элемент фермы был использован в нелинейном статическом и динамическом анализе плоских железобетонных рам; он был сравнен с результатами испытаний и в простой форме описывает формирование пластиковых петель; 3) Благодаря очень простой геометрии фермы, уравнения равновесия могут быть легко записаны, а матрица жесткости может быть легко обновлена, как в отношении деформированной фермы, на каждом этапе статического добавочного нагружения, так и на каждом временном этапе динамический анализ, чтобы учесть геометрические нелинейности.Таким образом, ограничение колонны RC интерпретируется как эффект структурной устойчивости бетона. Выявлена также значительная роль поперечной арматуры, заключающаяся в предотвращении за счет близкого расстояния и достаточного количества продольных продольных стоек из бетона, которые могли бы привести к глобальной неустойчивости колонны из ж / б; 4) Предлагаемая модель фермы является статически неопределенной, поэтому она демонстрирует некоторые особенности, которые не выполняются в модели «стойки и стяжки».

1. Введение

В 1967 г. в пионерской работе [1] Д.Нго и А.С. Скорделис представили подробную модель конечных элементов для железобетонной балки, в которой отдельные конечные элементы используются для бетонной и стальной арматуры. Материальные нелинейности арматуры легко описываются нелинейным одноосным законом σ-ε стержневого элемента. Однако трудно представить нелинейное двухосное или трехосное поведение напряжения и деформации бетона или любого другого материала. Соответствующие проблемы обсуждаются в двух современных отчетах по нелинейному конечно-элементному анализу RC-конструкций, один из которых подготовлен П.G. Bergan и I. Holand в 1979 г. [2] и еще одна в специальной публикации ASCE в 1982 г. [3], написанной специалистами в этой области при координации A. C. Scordelis. Кроме того, трудности, возникающие при применении конечных элементов к нелинейным задачам, обсуждались в серии трех конференций F. E. No. Mech. (Конечные элементы в нелинейной механике), организованный Дж. Х. Аргирисом в Институте статики и динамики Штутгартского университета, Германия в 1978, 1981, 1984 годах [4].

Чтобы описать нелинейное двухосное или трехосное поведение напряжения-деформации конструкции с помощью метода конечных элементов, необходимо разработать конститутивные модели конструкционных материалов, которые будут воплощены в отдельных конечных элементах. Многие исследователи, например, пытались разработать такие конститутивные модели. модели пластичности У. Ф. Чена [5] и З. Мроза [6], модель пластического разрушения З. П. Базанта [7], а также более практический вклад Д.Darwin [8] и K. I. Willam [9], для нелинейного, двухосного и трехосного, соответственно, поведения бетона при напряжении и деформации.

В 1977 г. [10] Н. Дж. Берт и Дж. У. Дугилл представили конститутивную модель случайной сети, чтобы описать нелинейный двухосный закон напряжения-деформации материала, и заметили, что эквивалентные результаты могут быть получены с использованием простых регулярных сетей. Применяя эту идею, П.Г. Пападопулос разработал в 1984 и 1986 годах [11,12] двухосную и трехосную конститутивную модель сети, основанную на правильном плоском восьмиугольнике и правильном пространственном ромбическом додекаэдре, соответственно, в которых стороны и диагонали представляют собой стержни, подчиняющиеся формуле. нелинейные одноосные σ-ε законы моделируемого материала.Результаты описанных выше сетевых моделей были найдены в удовлетворительном приближении с соответствующими опубликованными результатами испытаний [13-15].

Фермы используются не только в конструктивных моделях, но и в конечных элементах конструкций. В 1978 г. [16] Э. Абси в своей «Теории эквивалентностей» заявил, что простые ферменные конечные элементы дают эквивалентные результаты с обычными более сложными континуальными конечными элементами. Эта идея была распространена на задачи с нелинейностями материала и на нелинейный статический и динамический анализ плоских RC-каркасов П.Г. Пападопулос [17,18]. Был предложен простой конечный элемент фермы на основе плоского прямоугольника, в котором все стороны и диагонали представляют собой стержни, подчиняющиеся нелинейным одноосным законам σ-ε для бетона или стали. Таким образом, нелинейное поведение элемента при двухосном напряжении и деформации описывается простым способом, поэтому воплощение основного закона в отдельных конечных элементах больше не требуется. Результаты нелинейного статического анализа циклического нагружения, а также нелинейного сейсмического анализа простых плоских RC-каркасов с помощью предлагаемого железобетонного ферменного элемента были сопоставлены с соответствующими опубликованными результатами испытаний и найдены в удовлетворительном приближении к ним [19,20].Поскольку стержни предлагаемого конечного элемента включают в себя основные нелинейности материала бетона и стали, то есть растрескивание бетона и предел прочности на сжатие, а также предел текучести арматуры при растяжении, предлагаемая модель фермы может простым образом описывать образование пластиковых петель в ж / б рамке.

Позже были разработаны некоторые другие версии идей Э. Абси для конечных элементов фермы для плоских конструкций под разными названиями, но все они похожи друг на друга, например.грамм. «Аналогия фермы» в 1997 г. [21] для стальных конструкций, «модель решетки» в 1997 г. [22] и «модель сосредоточенных напряжений» в 2002 г. [23], последние две для железобетонных конструкций.

В 1987 г. [24] Дж. Шлайх изобрел так называемую модель «распорка и стяжка», которая представляет собой статически определенную модель фермы, состоящую из бетона и стальных стержней. Эти стержни включают в себя основные нелинейности материала RC-конструкции. Таким образом, модель «распорка и связь» может эффективно описывать основные напряженно-деформированные состояния железобетонной конструкции, то есть изгиб, сдвиг и даже кручение в 3D, таким образом, она зарекомендовала себя как очень полезный практический инструмент для анализа и проектирование железобетонных конструкций.

Модель «стойки-и-связки» была развита другими исследователями, такими как TT Hsu в 1993 году [25], FJ Vecchio и MP Collins в 1993 году [26], а также Комитетом ASCE-ACI по сдвиг и кручение в 1998 г. [27].

Предлагаемая здесь модель фермы представляет собой статически неопределенную конструкцию, поэтому она демонстрирует некоторые особенности, которые не встречаются в статически определенной модели «распорка и связь»:

1) Она может описывать эффект бокового расширения (коэффициента Пуассона).

2) Он учитывает геометрические нелинейности, записывая уравнения равновесия и обновляя матрицу жесткости, как в отношении деформированной фермы, на каждом этапе статической инкрементной нагрузки, так и на каждом временном этапе динамического анализа.Этого легко добиться благодаря очень простой геометрии фермы.

В этой предложенной модели фермы, которая включает геометрические нелинейности, ограничение колонны RC интерпретируется как эффект структурной устойчивости бетона [28-30].

И, помимо уже известных ролей поперечной арматуры [31-33] (то есть передачи сдвига, уменьшения отслаивания бетона, предотвращения коробления продольной арматуры, повышения жесткости на сжатие, прочности и пластичности ограниченного бетонного ядра ), другая важная роль поперечной арматуры раскрывается в предлагаемой модели фермы со структурной нестабильностью, которая замедляет и даже предотвращает из-за ее близкого расстояния и достаточной величины коробление внутренних продольных бетонных стоек, что может привести к глобальной нестабильности. колонны RC.

Результаты применения этой предложенной модели со структурной нестабильностью на ограничении колонны RC были найдены в удовлетворительном приближении к требованиям Кодекса [34-36], в отношении расстояния и количества поперечной арматуры, которые, в свою очередь, основаны на результаты тестов тоже.

Далее будут более подробно описаны некоторые из достижений предложенных выше моделей ферм для нелинейного анализа конструкций, в основном железобетонных конструкций, предложенных в предыдущие годы.

2. Структурные модели фермы

Были разработаны двухосные и трехосные конститутивные модели для нелинейного закона деформирования материала [11,12], основанные на правильном плоском восьмиугольнике и правильном пространственном ромбическом додекаэдре соответственно. в котором стороны и диагонали представляют собой стержни, подчиняющиеся нелинейному одноосному закону σ-ε моделируемого материала. Таким образом, простым способом, с помощью нелинейных одноосных законов σ-ε стержней, описывается нелинейное двухосное или трехосное поведение напряжения-деформации всей фермы.Результаты вышеупомянутых конструктивных моделей фермы для различных историй нагружения были найдены в удовлетворительном приближении к соответствующим опубликованным результатам испытаний [13-15]. Обе указанные выше структурные модели фермы показывают зависимость значения коэффициента Пуассона ν от кривизны κ нелинейного одноосного закона σ-ε рассматриваемого материала, как показано на рисунке 1.

3. Конечный элемент фермы для плоской железобетонной рамы

Конечный элемент фермы предлагается для балок плоского железобетонного каркаса на основе прямоугольника, в котором все стороны и диагонали представляют собой стержни, подчиняющиеся нелинейным одноосным законам σ-ε для бетона или стали, как показано на рисунке 2.Закон σ-ε бетонных стержней включает в себя растрескивание, предел прочности при сжатии, а также правила нагружения-разгрузки после текучести при сжатии. Принимая во внимание, что закон σ-ε стального стержня включает в себя предел прочности на растяжение и сжатие, а также правила нагружения-разгрузки после текучести при растяжении или сжатии.

4. Определение сечений стержней

В предложенном выше конечном элементе фермы для балок плоских железобетонных рам площади поперечного сечения стальных стержней легко и разумно определяются как суммы сечений соответствующих стальных арматурных стержней.Принимая во внимание, что для определения площадей поперечных сечений A ₁, A ₂, A ₃ бетонных стержней элемента фермы, как показано на рисунке 3 (b), мы должны сравнить их с соответствующими сплошной бетонный балочный элемент на рис. 3 (а) в отношении трех типичных напряженно-деформированных состояний в линейно-упругой области. И мы выбрали в качестве таких характерных состояний чистый изгиб, ограниченную осевую деформацию, а также ограниченную поперечную деформацию.

Для чистого изгиба, показанного на Рисунке 3 (c), угол кривизны балочного элемента равен где, тогда как для ферменного элемента

где.Комбинируя приведенные выше уравнения, получаем.

Рис. 1. Зависимость коэффициента Пуассона ν от кривизны κ нелинейного одноосного σ-ε закона материала. (а) Металл κ = 0 g v = 1/3; (б) Геологический материал, например бетон κ 0 g ν> 1/3.

Рис. 2. (a) Конечный элемент фермы для балки плоского железобетонного каркаса с бетонными и стальными стержнями; (б) Нелинейный одноосный закон σ-ε бетонных стержней; (c) Нелинейный одноосный закон σ-ε стальных стержней.

Рисунок 3.Сравнение характерных напряженно-деформированных состояний бетонного элемента балки и соответствующего элемента фермы для определения сечения бетонного стержня. а) элемент бетонной балки; (б) соответствующий элемент фермы; c) чистый изгиб; (d) Ограниченное осевое сжатие.

Для ограниченной осевой деформации теория упругости дает.

For, при этом где и. В соответствующем состоянии элемента фермы, показанном на рисунке 3 (d), мы имеем

, где и.

Из комбинации приведенных выше уравнений получаем

Из аналогичных соображений для ограниченной поперечной деформации получаем.

Очевидно, когда угол θ стремится к нулю, θ → 0, сечения стремятся к A ₃ → и A ₂ →.

5. Нелинейный статический анализ

Постепенное нагружение конструкции предпочтительно выполняется путем контроля деформации, который является более стабильной процедурой, чем контроль напряжения. Нелинейность материала учитывается изменением модулей упругости E стержней во время нагружения.Принимая во внимание, что для учета геометрических нелинейностей записываются уравнения равновесия и обновляется глобальная матрица жесткости, как по отношению к деформированной ферме, на каждом этапе инкрементального нагружения. Локальная матрица жесткости стержня в 2D, состоящая из упругой и геометрической частей, составляет:

, где сечение A, l _o недеформированная длина, l текущая длина, осевая сила N и c _x, c _y направляющих косинуса стержня.

Принимая во внимание, что глобальная матрица жесткости фермы:

, где B логическая матрица связей и n _b количество стержней фермы.

На основе предложенного алгоритма была разработана очень короткая компьютерная программа, содержащая всего около 200 инструкций FORTRAN, для нелинейного статического анализа ферменной модели плоского RC-каркаса.

6. Нелинейный динамический анализ

Общая масса назначается каждому свободному узлу фермы. Предполагается нулевое затухание и нулевые начальные скорости. Результирующая задача начального значения:

, где вектор состояния определяется положениями r, v и скоростями узлов и c определяющими переменными стержней, решается пошаговым алгоритмом трапециевидной линейки, который совпадает с алгоритмом Ньюмарка. постоянного среднего ускорения:

в сочетании с методом предсказателя-корректора с двумя коррекциями на шаг, PE (CE) ² [37].Таким образом, нет необходимости решать алгебраическую систему на каждом шаге алгоритма.

Критерием устойчивости алгоритма является rad, а критерием точности — rad, то есть, который диктует выбор длины временного шага Δt алгоритма.

Верхнюю границу нормальных частот можно найти из нормы матрицы M ^— ¹ K, где M матрица масс и K матрица жесткости конструкции:

На основе предложенного алгоритма была разработана очень короткая компьютерная программа, содержащая всего около 150 инструкций FORTRAN, для нелинейного динамического анализа ферменной модели RC-каркаса.

7. Приложения для анализа простых плоских RC-каркасов

Предложенный выше конечный элемент фермы для плоских RC-каркасов, а также предложенные алгоритмы нелинейного статического и динамического анализа были применены к нелинейному статическому анализу простой плоскости. RC-каркас для циклического нагружения [17], а также для нелинейного динамического сейсмического анализа простой плоской RC-каркаса [18]. Результаты этих анализов были найдены в удовлетворительном приближении с соответствующими опубликованными результатами испытаний [19,20].

Поскольку нелинейные одноосные законы σ-ε стержней предлагаемой модели фермы включают в себя все основные нелинейности материала железобетонной конструкции, а именно растрескивание при растяжении и предел прочности бетона на сжатие, а также предел текучести стальной арматуры при растяжении. формирование пластиковых шарниров в RC-каркасе описывается простым способом, как показано на рис. 4.

8. Применение к ограничению RC-колонны

Для учета геометрических нелинейностей предлагаемым В модели фермы записываются уравнения равновесия и обновляется матрица жесткости как по отношению к деформированной ферме, так и на каждом этапе статической инкрементной нагрузки или на каждом временном этапе динамического анализа.Этого легко добиться благодаря очень простой геометрии фермы.

Поскольку предложенная модель фермы включает геометрические нелинейности, она интерпретирует ограничение колонны RC как эффект структурной устойчивости бетона [28-30].

На рис. 5 (а) показана осевая диаграмма σ-ε сжатия ограниченной колонны RC. Наблюдается раннее небольшое падение напряжения, которое происходит из-за локальной нестабильности из-за растрескивания (коробления) наружного бетона. По мере дальнейшего увеличения нагрузки, предпочтительно путем контроля деформации, для значительного значения осевой деформации сжатия, напряжение σ внезапно падает до нуля, что является очевидным признаком глобальной структурной нестабильности, наблюдаемой в экспериментах и подтвержденной предложенной моделью фермы. тоже.

На рисунке 5 (b), часть ограниченной колонны RC, между двумя последовательными наборами поперечной арматуры, показана. Для простоты продольная арматура опущена. По мере постепенного увеличения сжимающей осевой нагрузки N происходит поперечное расширение бетона. При значительной осевой деформации сжатия из-за большого бокового расширения бетона возникает текучесть поперечной арматуры при растяжении, что подразумевает

Рис. модель фермы.«……» Бетон с трещинами. «——» арматура с пределом текучести при растяжении. «//////» жесткие части. Пластиковые петли «ph».

(a) (b)

Рис. 5. (a) Осевая диаграмма σ-ε сжатия ограниченной колонны RC. 1. Раннее небольшое падение напряжения из-за отслаивания наружного бетона. 2. При значительном значении осевой деформации сжатия напряжение σ внезапно падает до нуля, что является признаком глобальной структурной нестабильности; (б) Часть ограниченной колонны RC между двумя последовательными наборами поперечной арматуры.1. Отслаивание наружного бетона. 2. Поперечная арматура при растяжении. 3. Продольные трещины в бетоне. 4. Продольные бетонные подкосы.

Дальнейшее боковое расширение бетона. Таким образом, образуются широкие продольно-вертикальные трещины в бетоне, а между такими последовательными трещинами в бетоне образуются внутренние продольно-вертикальные бетонные стойки, которые имеют тенденцию к изгибу, что приводит к глобальной нестабильности железобетонной колонны.

Помимо уже известных ролей поперечной арматуры в железобетонной колонне [31-33] (то есть передача сдвига, уменьшение отслаивания бетона, предотвращение выпучивания продольной арматуры, увеличение осевой жесткости на сжатие, прочности и пластичности замкнутого бетона core), другая важная роль поперечной арматуры раскрывается в предлагаемой модели фермы со структурной нестабильностью, которая замедляет и даже предотвращает, благодаря ее близкому расстоянию s и достаточному количеству ρ (механическому соотношению), коробление вышеуказанной внутренней продольной конструкции. вертикальные бетонные подкосы, которые могут привести к глобальной нестабильности колонны из ж / б.

Результаты применения предложенной модели фермы со структурной неустойчивостью к ограничению ж / б колонн, были найдены в удовлетворительном приближении с соответствующими требованиями норм [34-36], в отношении расстояния s и механического отношения ρ поперечной арматуры. ; эти требования, в свою очередь, также основаны на результатах испытаний.

9. Выводы

Были представлены некоторые достижения для ферменных моделей конструкций, в основном железобетонных конструкций, которые были разработаны в предыдущие годы и нашли удовлетворительное приближение к результатам испытаний и требованиям кодов:

1) N.Дж. Берт и Дж. У. Дугилл разработали в 1977 году [10] конститутивные модели случайных сетей и заявили, что эквивалентные результаты могут быть простым способом получены с помощью регулярных сетей. Эта идея была реализована в 1984 [11] и 1986 [12] с помощью двух конститутивных моделей сети, двухосной и трехосной, основанных на правильном плоском восьмиугольнике и на правильном пространственном ромбическом додекаэдре, соответственно, в которых стороны и диагонали представляют собой стержни, нелинейный одноосный закон σ-ε моделируемого материала. Обе модели показывают зависимость коэффициента Пуассона от кривизны нелинейного одноосного закона σ-ε материала.

2) Э. Абси в 1978 г. [16] в своей «Теории эквивалентностей» заявил, что простые ферменные конечные элементы дают эквивалентные результаты с обычными более сложными континуальными конечными элементами. Эта идея была распространена в 1988 г. [17,18] на конструкции с нелинейными материалами и применена, в частности, к нелинейному статическому и динамическому анализу плоских RC-каркасов. Поскольку отдельные стержни предлагаемого конечного элемента фермы включают в свои одноосные законы σ-ε основные нелинейности материала железобетонной конструкции, а именно растрескивание бетона, предел текучести арматуры при растяжении, а также предел прочности бетона на сжатие. можно просто описать формирование пластиковых петель в RC-каркасе.

3) По сравнению с моделью «распорка-и-связка» для RC-структур, изобретенной Дж. Шлайхом в 1987 году [24] и в дальнейшем развитой другими исследователями, которая оказалась очень эффективным инструментом при анализе RC-структур, Предлагаемая здесь модель фермы демонстрирует различие в том, что она является статически неопределенной, в то время как модель «стойки и связки» статически определена. Итак, предлагаемая модель фермы имеет некоторые особенности, которые не встречаются в модели «стойки и стяжки»: a) Она может описывать эффект бокового расширения (коэффициента Пуассона).b) Он учитывает геометрические нелинейности, записывая уравнения равновесия и обновляя матрицу жесткости, как по отношению к деформированной ферме, на каждом этапе нелинейного статического или динамического анализа. Так, в 1999 г. [31] он интерпретировал удержание колонны RC как эффект структурной устойчивости бетона. И выявили значительную роль поперечной арматуры, замедляющую и даже предотвращающую за счет близкого расстояния и достаточного количества коробление внутренних продольных бетонных стоек, которое могло бы привести к глобальной нестабильности колонны из ж / б.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Д. Нго и А. К. Скорделис, «Анализ методом конечных элементов железобетонных балок», ACI Journal, Vol. 64, 1967, стр. 152–163.
П. Г. Берган, И. Холанд, «Нелинейный конечно-элементный анализ бетонных конструкций», Компьютерные методы в прикладной механике и технике, Vol. 17-18, 1979, стр. 443-467. doi: 10.1016 / 0045-7825 (79)-6
AC Scordelis, редактор, Целевой комитет ASCE по бетонным и каменным конструкциям, «Современный отчет по конечно-элементному анализу железобетона», Специальная публикация ASCE , 1982.
Дж. Х. Аргирис, организатор международных конференций F.E.No.Mech. (Конечные элементы в нелинейной механике). Институт статики и динамики Штутгартского университета, Германия, I.30 августа — 1 сентября 1978 г., II. 25–28 августа 1981 года. III. 10-13 сентября 1984 г.
W. F. Chen и E. C. Ting. «Структурные модели для бетонных конструкций», Журнал отдела инженерной механики ASCE, Vol. 106, No. 1, 1980, pp. 1-19.
З. Мроз, В. А. Норрис и О. К. Зенкевич, «Применение модели анизотропного упрочнения в анализе упругопластической деформации грунтов», Геотехника, т.29, 1979, стр. 1-34. doi: 10.1680 / geot.1979.29.1.1
З. П. Базант и С. С. Ким, «Теория пластического разрушения бетона», Журнал отдела инженерной механики ASCE, Vol. 105, No. 3, 1979, pp. 407-428.
Д. Дарвин и Д. А. Пекнольд, «Анализ циклического нагружения RC-конструкций», Компьютеры и структуры, Vol. 7, No. 1, 1977, pp. 137-147. DOI: 10.1016 / 0045-7949 (77)
-2
К. Дж. Уильям и Э. П. Варнке, «Конститутивная модель трехосного поведения бетона», Труды IABSE, Отчет о проектировании конструкций 19, Раздел III, 1975, стр.1-30.
Н. Дж. Берт и Дж. У. Дугилл, «Прогрессирующий отказ в модельной неоднородной среде», Журнал отдела инженерной механики ASCE, Vol. 103, 1977, стр. 365-376.
П. Г. Пападопулос, «Конститутивная модель двухосной сети», Журнал инженерной механики ASCE, Vol. 110, No. 3, 1984, pp. 449-464. DOI: 10.1061 / (ASCE) 0733-9399 (1984) 110: 3 (449)
П. Г. Пападопулос, «Конститутивная модель трехосной сети», Компьютеры и структуры, Vol. 23, 1986, стр. 497-501.DOI: 10.1016 / 0045-7949 (86)
-3
Х. Б. Купфер, Х. Д. Хильсдорф и Х. Руш, «Поведение бетона при двухосных напряжениях», ACI Journal, Vol. 66, No. 8, 1969, pp. 656-666.
Р. Паланисвами и С. П. Шах, «Взаимосвязь разрушения и деформации бетона при трехосном сжатии», Журнал структурного подразделения ASCE, Vol. 100, 1974, стр. 901-916.
Р. Скавуццо, Т. Станковски, К. Герстле и Х.-Й. Ко, «Кривые напряжения-деформации для бетона при многоосных нагрузках», Университет Колорадо, Боулдер, 1983.
Э. Абси, «Méthodes des Calcus Numerique en Elasticité», Eyrolles, Париж, 1978 г.
П. Г. Пападопулос, «Нелинейный статический анализ железобетонных каркасов с помощью сетевых моделей», Достижения в инженерном программном обеспечении, Vol. 110, No. 3, 1988, pp. 114-122. Doi: 10.1016 / 0141-1195 (88) -1
П.Г. Пападопулос и К.Г. Караяннис, «Сейсмический анализ корпусов R / C с помощью сетевых моделей», Компьютеры и Структуры, Vol. 28, No. 4, 1988, pp. 481-494. DOI: 10.1016 / 0045-7949 (88) -3
K.Стилианидис и Г. Пенелис, «Экспериментальное исследование, обнаженных и заполненных стеной одноэтажных каркасов при циклическом сдвиговом нагружении», 7-я Греческая конференция по бетону, Vol. 2, Patra, 1985, стр. 47-55.
П. Идальго и Р.У. Клаф, «Исследование армированного бетонного каркаса с помощью симулятора землетрясения», Отчет EERC 74-13, Калифорнийский университет, Беркли, 1974.
SC Goel, B. Stojadinovicz и KH Lee, «Аналогия фермы для Стальные моментные соединения », Engineering Journal, второй квартал 1997 г., стр.43-53.
Э. Шланген и Э. Дж. Гарбоци, «Моделирование разрушения бетона с использованием решетчатых моделей: вычислительные аспекты», Engineering Fracture Mechanics, Vol. 57, No. 2-3, 1997, pp. 319-332. DOI: 10.1016 / S0013-7944 (97) 00010-6
Ф. Братернали, М. Анджелило и А. Фортунато, «Метод сосредоточенных напряжений для плоских упругих задач и приближение дискретного континуума», Международный журнал твердых тел и структур, Vol. 39, 2002, стр. 6211-6240. DOI: 10.1016 / S0020-7683 (02) 00472-9
Дж.Schlaich, K. Schäfer и M. Jennewein, «На пути к согласованному проектированию конструкционного бетона», специальный отчет PCI Journal, Vol. 32, No. 3, 1987, pp. 75-150.
T. T. C. Hsu, «Единая теория железобетона», CRC Press, 1993.
F. J. Vecchio и M. P. Collins, «Реакция на сжатие железобетона с трещинами», Journal of Structural Engineering ASCE, Vol. 113, 1993, стр. 3590-3610. DOI: 10.1061 / (ASCE) 0733-9445 (1993) 119: 12 (3590)
Комитет 445 ASCE-ACI по сдвигу и кручению, «Последние подходы к расчету сдвига конструкционного бетона.Отчет о состоянии дел », Журнал структурной инженерии ASCE, Vol. 119, No. 12, 1998, pp. 1375-1417.
П. Г. Пападопулос и Х. К. Ксенидис, «Модель фермы со структурной нестабильностью для удержания бетонных колонн», Журнал EEE (Европейская сейсмостойкая инженерия), часть 2, 1999, стр. 57-79.
П.Г. Пападопулос, Х. Ксенидис, К. Караяннис, А. Диамантопулос и П. Ламбру, «Ограничение бетонной колонны, интерпретируемое как эффект структурной устойчивости», 6-я конференция GRACM (Греческой ассоциации вычислительной механики), Салоники, 19–21 Июнь 2008 г.
П. Г. Пападопулос, Х. Ксенидис, Д. Пласатис, П. Киусис и К. Караяннис, «Стабильность бетона, достигаемая за счет замкнутого пространства в колонне железобетонной конструкции», 12-я Международная конференция по инженерным вычислениям в области гражданского строительства, строительства и окружающей среды, координатор B.H.V. Топпинг, Мадейра, Португалия, 1–4 сентября 2009 г.
К. Парк, М. Дж. Н. Пристли и В. Д. Гилл, «Пластичность квадратных бетонных колонн», Журнал структурного подразделения ASCE, Vol. 108, No. 4, 1982, pp. 929-950.
С.Уотсон, Ф. А. Зан и Р. Парк, «Ограничивающая арматура для бетонных колонн», Журнал структурной инженерии ASCE, Vol. 120, No. 6, 1984, pp. 1798-1849.
Дж. Б. Мандер, М. Дж. Н. Пристли и Р. Парк, «Теоретическая модель напряжения-деформации для замкнутого бетона», Journal of Structural Engineering ASCE, Vol. 114, No. 8, 1988, pp. 1804-1826. DOI: 10.1061 / (ASCE) 0733-9445 (1988) 114: 8 (1804)
Единый строительный кодекс 2, «Положения по проектированию конструкций», Глава 19. Бетон, 19.2.1. Железобетонные конструкции, стойкие к силам, возникающим при землетрясениях 19.2.14. Элементы рамы подвергаются изгибающей и осевой нагрузке, 1994, стр. 237-239.
Стандарты Новой Зеландии 3101, «Правила проектирования бетонных конструкций», Глава 17, Элементы, подверженные изгибу и осевым нагрузкам, Дополнительные сейсмические требования, 1989 г.
Еврокод 8, «Сейсмостойкое проектирование конструкций», часть 1-3. Общие правила и правила строительства. 2, Особые правила для бетонных зданий.2.8. Положения для колонн, Брюссель, 1993, стр. 35-46.
П. Г. Пападопулос, «Простой алгоритм нелинейного динамического анализа сетей», Компьютеры и структуры, Vol. 18, No. 1, 1984, pp. 1-8. doi: 10.1016 / 0045-7949 (84)
-9

Оптимизация стальных стропильных ферм с использованием дифференциальной эволюции с помощью машинного обучения | Журнал науки и технологий в гражданском строительстве (STCE)

Нгуен Тран Хиеу Факультет зданий и промышленных сооружений, Ханойский университет гражданского строительства, улица Гиай Фонг 55, район Хай Ба Чунг, Ханой, Вьетнам
Нгуен Куок Куонг Факультет зданий и промышленных сооружений, Ханойский университет гражданского строительства, улица Гиай Фонг 55, район Хай Ба Чунг, Ханой, Вьетнам
Ву Ань Туан Факультет зданий и промышленных сооружений, Ханойский университет гражданского строительства, улица Гиай Фонг 55, район Хай Ба Чунг, Ханой, Вьетнам

Ключевые слова: структурная оптимизация, дифференциальная эволюция, машинное обучение, AdaBoost, стальная кровельная ферма

Абстрактные

Стальная ферма является предпочтительным решением в конструкции крыш с большим пролетом из-за ее хороших свойств, таких как легкий вес и долговечность.Однако проектирование стальных ферм является сложной задачей для инженеров из-за большого количества конструктивных параметров. В последнее время подходы к проектированию, основанные на оптимизации, продемонстрировали большой потенциал для эффективной поддержки инженеров-строителей в поиске оптимальных конструкций ферменных конструкций. Целью данной статьи является использование алгоритма AdaBoost-DE для оптимизации стальных стропильных ферм. AdaBoost-DE, используемый в этом исследовании, представляет собой гибридный алгоритм, в котором метод классификации AdaBoost используется для повышения производительности алгоритма дифференциальной эволюции путем пропуска ненужных оценок пригодности в процессе оптимизации.Выполнен пример двускатной стальной стропильной фермы с пролетом 24 метра. Результат показывает, что AdaBoost-DE достигает той же оптимальной конструкции, что и исходный алгоритм DE, но снижает вычислительные затраты примерно на 36%.

Загрузки

Данные для скачивания пока недоступны.

Как цитировать

Хиеу, Н.Т., Куонг, Н.К., и Туан, В.А. (2021). Оптимизация стальных стропильных ферм с помощью дифференциальной эволюции с помощью машинного обучения. Журнал науки и технологий в гражданском строительстве (STCE) — HUCE , 15 (4), 99-110. https://doi.org/10.31814/stce.huce(nuce)2021-15(4)-09

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Международная лицензия.

1. Автор передает все авторские права на статью (Работу) Журналу науки и технологий в гражданском строительстве (STCE Journal) — Национальный университет гражданского строительства (NUCE), включая право публиковать, переиздавать, передавать , продавать и распространять Работу полностью или частично в электронных и печатных изданиях Журнала, используя все средства выражения, известные в настоящее время или разработанные позже.

2. При передаче авторских прав на Журнал STCE воспроизведение, публикация, передача, распространение или другое использование Работы полностью или частично на любом носителе Автором требует полной ссылки на Журнал, подходящей по форме и содержанию. а именно: название статьи, имена авторов, название журнала, том, выпуск, год, правообладатель, указанный в журнале, номер DOI.Ссылки на финальную статью, опубликованную на сайте журнала, приветствуются.

3. Автор и компания / работодатель соглашаются, что все копии окончательной опубликованной версии Работы или любой ее части, распространяемые или размещаемые ими в печатном или электронном формате, как это разрешено здесь, будут включать уведомление об авторских правах, как указано в Журнал и полная ссылка на Журнал, опубликованная на сайте.

% PDF-1.3 % 3879 0 объект > эндобдж xref 3879 81 0000000016 00000 н. 0000001975 00000 н. 0000003982 00000 н. 0000004687 00000 н. 0000005959 00000 н. 0000006138 00000 н. 0000007411 00000 н. 0000007535 00000 н. 0000007688 00000 н. 0000007857 00000 н. 0000007880 00000 п. 0000008052 00000 н. 0000009325 00000 н. 0000010289 00000 п. 0000010312 00000 п. 0000011584 00000 п. 0000011748 00000 п. 0000012640 00000 п. 0000012663 00000 п. 0000013415 00000 п. 0000013438 00000 п. 0000014196 00000 п. 0000014219 00000 п. 0000014389 00000 п. 0000015661 00000 п. 0000016467 00000 п. 0000016490 00000 п. 0000017349 00000 п. 0000017372 00000 п. 0000018268 00000 п. 0000018291 00000 п. 0000018315 00000 п. 0000019543 00000 п. 0000023960 00000 п. 0000023984 00000 п. 0000024008 00000 п. 0000024241 00000 п. 0000024265 00000 п. 0000024289 00000 п. 0000033697 00000 п. 0000034931 00000 п. 0000035158 00000 п. 0000035182 00000 п. 0000035206 00000 п. 0000035230 00000 п. 0000038450 00000 п. 0000038474 00000 п. 0000039698 00000 п. 0000039931 00000 н. 0000041147 00000 п. 0000042356 00000 п. 0000042591 00000 п. v ߻ _ ~ f? ɿ3k_ : ‘+ _ | u # Ut; 99d17S` @ R-dT_% z «&’ * U7 $ Wl ‘| 8 Гцa: bku % # j * pn & tq \ ŵͱ… ynTEHO2A; 9aJNˑ0! -I T> ULӌi +.@ 0YZ (CqJ򘅛mhMPC>? CrɖC9 ՚

Уменьшение веса при увеличении эффективности: экспериментальный подход к разработке оптимизированных сверхлегких гибридных балок UHPC — Гаганелис — 2019 — Конструкционный бетон

4.1 Параметры материала

Параметры материала определяют для каждого испытуемого образца как среднее значение для трех цилиндров диаметром 150 мм каждый и высотой 300 мм. Этими параметрами являются прочность на сжатие f _см, модуль Юнга E _см и предел прочности при растяжении f _{ctm, sp} (Таблица 2).Осевое сопротивление растяжению, f _ctm, было оценено примерно 1,0 × f _{ctm, sp.} 28 Несмотря на примесь волокон, используемый UHPFRC демонстрирует относительно низкую прочность на разрыв (Таблица 2). Это в основном объясняется наблюдаемой частичной сегрегацией волокон внутри смесительной емкости. Очевидно, что отличная текучесть бетона и волокон должна быть лучше сбалансирована.

Таблица 2.Материальные параметры испытуемых образцов (Н / мм ²)

	f _см	E _см	f _{ctm, sp}	f _ctm ≈ f _{ctm, sp}
Опорный луч	28.9	24 182	1,9	1,9
Ж / б ферма	58,3	33042	3.5	3,5
Ферма HCS	144,9	43,450	5,0	5,0

4.2 Экспериментальная установка

Все три образца испытываются на установке для испытаний на четырехточечный изгиб. На рисунке 7 показаны левые половины трех разных балок. Опорный луч поддерживается на полосах из твердого волокна (HDF), которые размещены на стальных полуцилиндрах. Они, в свою очередь, встроены в стальные элементы фитингов с фольгой из ПТФЭ, чтобы избежать фрикционных ограничений29 и имитировать шарнирные опоры. Нагрузки 2 × F /2 сверху прилагаются к поперечной балке на двух стальных цилиндрах с полосами HDF для обеспечения равномерного распределения нагрузки.

Испытательная установка и позиционирование линейных преобразователей переменного смещения (LVDT)

Ж / б ферма поддерживается на эластомерных опорах размером 150 × 150 мм ², установленных на стали. Нагрузки прикладываются аналогично опорной балке, однако через эластомерные опоры размером 60 × 120 мм ² на стальных пластинах. Ширина 60 мм соответствует ширине перемычки верхнего фланца, чтобы избежать поперечного изгиба.Эластомерные опоры для ферменной конструкции HCS уменьшены до 100 × 100 мм ² на опорах и 40 × 80 мм ² при приложении нагрузки. Опять же, 40 мм соответствуют ширине стенки бетонного фланца, чтобы избежать поперечного изгиба.

Смещения регистрируются во время экспериментов с помощью линейных преобразователей смещения (LVDT). Для каждого образца для испытаний используются два LVDT на каждой опоре и один в середине пролета (рис. 7). Затем рассчитывается эффективное отклонение каждой балки путем корректировки измеренных деформаций в середине пролета по измеренным значениям на опорах.Это гарантирует, что большие деформации эластомерных опор не искажают результирующие кривые нагрузки-прогиба.

Все испытания проводятся с регулируемым смещением со скоростью 0,5 мм / мин. Деформации измеряются в выбранных точках распорок растяжения с помощью тензодатчиков, приклеенных к арматурным стержням или конструкционной стали, соответственно.

4.3 Результаты и обсуждение

Кривые прогиба-нагрузки, полученные в результате экспериментов, показаны на Рисунке 8.Контрольный луч демонстрирует типичное нелинейное поведение из-за прогрессирующего распространения трещины. Полученная максимальная нагрузка составляет 205,3 кН с соответствующей деформацией на середине пролета 16,1 мм. Напротив, железобетонная ферма демонстрирует почти линейное упругое поведение с резким падением при достижении максимальной нагрузки. Оно составляет 192,7 кН, что составляет 94% от опорного луча. Однако это достигается при деформации всего 8,1 мм. Конструкция фермы HCS демонстрирует приблизительно билинейное упруго-пластическое поведение с немного большей жесткостью, чем конструкция фермы RC.Максимальная нагрузка составляет 225,1 кН, что на 10% больше, чем у опорной балки. Соответствующий прогиб составляет 11,2 мм.

Кривые нагрузки-прогиба образцов для испытаний

Очевидно, что обе конструкции фермы ведут себя значительно жестче, чем эталонная балка. На это есть две причины. Первая причина кроется в увеличенной высоте ферменных конструкций по сравнению с опорной балкой. Вторая причина связана с характерной способностью выдерживать нагрузку, в которой преобладают осевые нагрузки вместо изгиба и сдвига, что приводит к уменьшению образования трещин и, в частности, отсутствию трещин сдвига, как это видно на Рисунке 9.На примере ферменной конструкции HCS более подробно будет исследована значительно более высокая жесткость конструкции, наблюдаемая в эксперименте. Для этого расширен подход, используемый для оценки необходимой высоты для сохранения жесткости. На рисунке 10 нижняя кривая представляет требуемую регулировку по высоте для данного отношения остаточного объема β , теперь с учетом уменьшенного материала поперечного сечения, состоящего из различных материалов для зоны сжатия и растяжения. Кроме того, отношение площади зоны сжатия к зоне растяжения определяется в соответствии с отношением предполагаемой прочности материала.Нижняя кривая, изображенная на рисунке 10, основана на модуле Юнга опорной балки E ₀ = 33000 МПа, зоне сжатия из UHPC ( E _c = 48000 и f _см = 110 МПа ) и растянутую зону из стали марки S355 ( E _s = 200000 МПа и f _y = 355 МПа). Для заданных соотношений объемов β это приводит к значительно меньшим требуемым высотам, чем та, которая использовалась для расчетов.Чтобы сравнить жесткость опорной балки с жесткостью фермы HCS, рассчитывается соответствие c = F ∙ u обоих. Податливость традиционной железобетонной балки при максимальной нагрузке составляет c = 3305,3 кНмм. Для разумного сравнения податливость ферменной конструкции HCS также рассчитывается для эталонной нагрузки F = 205,3 кН и соответствующей деформации ( u = 7,1 мм, см. Рисунок 8). Это дает c = 1457.6 кНмм. При прямом сравнении жесткость фермы HCS, таким образом, в 2,27 раза выше, чем у опорной балки. Отношение масс фермы HCS к опорной балке составляет 17%. Соответствующее объемное соотношение составляет ~ 13%, а отношение высот конструкций составляет 425,7 мм / 300,0 мм = 1,419. Для β = 0,13 требуемое соотношение высот h / h ₀ = 0,66 может быть определено по нижней кривой на рисунке 10. Предполагая упрощенное линеаризованное соотношение между высотой и жесткостью, отношение существующей высоты к необходимая высота для сохранения жесткости соответствует 1.419 / 0,66 = 2,15. Это практически соответствует коэффициенту жесткости (2.27).

Типы трещин в железобетонной балке (а), в железобетонной ферме (б) и в гибридной железобетонно-стальной ферме (HCS) при разрушении

Требуемые соотношения высот h / h ₀ сечений с уменьшенным материалом для сохранения упругой жесткости на изгиб при остаточном отношении объема β

Выбранные данные тензодатчиков на Рисунке 11 дают дополнительное представление о механизмах, несущих нагрузку, и причинах отказа.Как и в случае с эталонной балкой, обе зоны сжатия (раздавливания) и растяжения (текучести) выходят из строя одновременно. Таким образом достигается полное использование гибочной способности. Диаграмма деформации в верхней части рисунка 11 показывает этот эффект с деформациями, превышающими ε _c ≥ | -2,0 | ‰ для бетона и ε _s> ε _y ≈ 2,5 ‰ для арматурной стали. Измеренная деформация бетона — это фактически деформация арматуры, на которую наклеен тензодатчик.Для простоты здесь предполагается жесткая связь между бетоном и арматурой.

Отобранные тензометрические данные испытуемых образцов

Напротив, конструкция железобетонной фермы выходит из строя из-за бокового расщепления в узле CCT, вызывая внезапное падение кривой нагрузки-прогиба. Очевидно, хомуты отклоняют сжимающие напряжения верхнего фланца. Возникающие в результате поперечные растягивающие напряжения постепенно вызывают продольную трещину, которая в конечном итоге вызывает раскалывание бетона, поскольку нет закрепленной арматуры, перекрывающей трещину.Податливость ( ε _y ≈ 2,5 ‰) происходит внутри некоторых распорок растяжения (рис. 11, в центре), в то время как сжимающие распорки (№ 7) все еще имеют некоторые запасы ( ε _c «−2,0). ).

С другой стороны, ферменная конструкция из HCS демонстрирует более пластичные свойства. Ссылаясь на данные тензодатчика на Рисунке 11 (внизу), можно наблюдать податливость основной распорки растяжения (№ 4) в середине пролета. Максимальная деформация составляет 9,52 ‰, что соответствует полному продольному расширению ~ 10 мм.Возрастающее расширение последовательно приводит к смещению диагональных бетонных стоек, в результате чего они дополнительно подвергаются изгибу. Совместное действие осевой силы и восходящего изгибающего момента в конечном итоге приводит к поломке. На рис. 9 показано вторичное дробление, вызванное первоначальной деформацией нижней стойки.

Видимые трещины в железобетонной ферме на Рисунке 9 (в центре) указывают на то, что стойки преимущественно передают осевые силы, поскольку трещины появляются в основном по окружности.Для железобетонной фермы данные тензодатчика на рис. 11 можно использовать для расчета осевых сил и изгибающих моментов во время испытаний. На рисунке 12 результирующий эксцентриситет e = M / N показан как отношение первого ядра поперечного сечения стойки к нагрузке. Очевидно, что элементы преимущественно подвергаются осевым напряжениям и лишь незначительно изгибаются при увеличении нагрузки. Наибольший эксцентриситет обнаружен для основной сжимающей стойки (C1) в середине пролета.Это соответствует ожиданиям, поскольку веб вызывает небольшую дизайнерскую неординарность.

Эксцентриситет / отношение 1-го ядра к нагрузке для железобетонной фермы

Таким образом, обе конструкции с уменьшенным содержанием материала достигают одинаковой максимальной нагрузки и демонстрируют значительно более высокую жесткость, чем эталонная балка, в результате чего высота конструкций больше, чем у эталонной балки. Если эффективность определяется как отношение предельной нагрузки к собственному весу, образцы для испытаний можно сравнивать еще более наглядно.Опорный пучок показывает самую низкую эффективность с коэффициентом 67,4. Для железобетонной фермы она увеличена вдвое до 134,3. Ферменная конструкция HCS показывает наибольшую эффективность по этому критерию, поскольку она максимально приближена к «полностью напряженной конструкции» с коэффициентом 436,9. Такой подход к повышению эффективности проиллюстрирован на Рисунке 13, на котором показан коэффициент использования подкосов железобетонной и ферменной конструкции HCS. Отношение определяется достигнутыми напряжениями относительно прочности бетона или предела текучести, соответственно.Хотя полное использование всех подкосов не достигается полностью, очевидно, что ферменная конструкция HCS подвергается более равномерным нагрузкам, чем ферменная конструкция RC.

Коэффициент использования оптимизированных ферм. гибридный бетон-сталь (HCS): постоянный эксцентриситет L / 400 принимается для каждой сжимающей стойки при вычислении отношения напряжений

Для того, чтобы приблизительно сравнить влияние всех балок на окружающую среду, необходимо оценить потенциал глобального потепления всех конструкций.В таблице 3 показано сравнение эталонной балки, двутавровой балки с эквивалентной несущей способностью и двух оптимизированных конструкций по отношению к эквиваленту CO ₂. Двутавровую балку следует понимать как промежуточный этап оптимизации. Его конструкция является результатом уменьшения поперечного сечения эталонной балки до зоны сжатия, необходимой при изгибе, и до зоны растяжения, необходимой только для покрытия арматурных стержней. Ширина полотна ограничена передачей усилия сдвига. В результате получается структура с ~ 27% меньшим весом, чем у опорного пучка.Внесенные значения углерода для материалов в таблице 3 взяты из базы данных Inventory of Carbon and Energy.30 Для простоты использовалось среднее значение для всех типов цемента, в то время как проводилось различие между арматурной и секционной сталью. Очевидно, что сокращение эквивалента CO ₂ на 40% может быть достигнуто за счет конструкции фермы RC и на 44% за счет конструкции фермы HCS. Снижение общего веса не коррелирует напрямую с экономией CO ₂. Это становится особенно очевидным при сравнении двутавровой балки с опорной балкой.Хотя может быть достигнуто снижение веса на 27%, углеродный след уменьшается только на 8%. Однако следует отметить, что это только упрощенное сравнение, чтобы оценить потенциал экологической оптимизации в прямом сравнении. Дополнительные факторы, такие как транспортировка на строительную площадку и внутри нее, также будут иметь влияние на исчерпывающую экологическую оценку.

Таблица 3. Упрощенный углеродный след конструкций с учетом количества цемента и стали.

	Вес				CO ₂ эквивалент
	Всего	Бетон	Цемент	Сталь	Цемент	Сталь	Всего
	(кг)	(кг)	(кг)	(кг)	(кгCO ₂ э / кг)	(кгCO ₂ э / кг)	(кгCO ₂ e)
Опорный луч	305	286.5	34,1	32,2	0,832	1,99	92,3
Балка двутавровая	229	208.6	24,8	32,2	0,832	1,99	84,6
Ж / б ферма	143	127.8	27,2	16,3	0,832	1,99	55,0
Ферма HCS	51	23.7	8,4	29,1a	0,832	1,55	52,1

Фермерских построек… — Ch5 Структурный расчет: Фермы-Рамы-Соединения-Устойчивость

Фермерские конструкции … — Ch5 Структурный расчет: Фермы-Рамы-Соединения-Устойчивость

Фермы

Содержание — Предыдущая — Следующая

Видно из распределения напряжений нагруженной балки что наибольшая нагрузка приходится на верхний и нижний крайние свойства луча.

Это привело к усовершенствованию прямоугольного сечения на представляем l-образное сечение, в котором большие фланцы были расположен на расстоянии от нейтральной оси.По сути, фланцы несли изгиб в виде напряжения растяжения за один фланец и напряжение сжатия в другом, в то время как сдвиг переносится в сети.

Для таких ситуаций, когда изгиб велик, а сдвиг низкий, например, при проектировании кровли материал можно сэкономить, подняв каркасный дизайн. Ферма — это точечный каркас.

Ферма концентрирует максимальное количество материалов, насколько это возможно. как можно дальше от нейтральной оси.В результате большее плечо момента (h) позволяет выдерживать гораздо большие моменты.

Сопротивление фермы на сечении обеспечивает:

M = C x h = T x h, где C = T в параллельных шнурах и:
C = сжатие в верхнем поясе фермы.
T = натяжение в нижнем поясе свободно опертой фермы.
h = вертикальная высота секции фермы.

Если C, T или h могут быть увеличены, то ферма будет способны выдерживать более тяжелые нагрузки.Значение h может быть увеличили за счет более глубокой фермы.

Допустимые напряжения C или T могут быть увеличены путем выбора увеличение поперечного сечения поясов фермы или путем изменения к более прочному материалу.

Каркас или ферму можно рассматривать как балку с большая часть сети удалена. Это возможно при гибке напряжения более значительны, чем напряжения сдвига. Простой балка имеет постоянное сечение по длине, но изгиб и напряжения сдвига различаются.Ферма, состоящая из ряда простых члены, могут быть изготовлены с учетом этого изменения в напряжение по всей длине.

Ферма скатной крыши — лучший тому пример, хотя первоначальная форма, вероятно, была предназначена для отвода дождевой воды. Крыша фермы состоят из наклонных стропил, которые встречаются у конька, основная стяжка, соединяющая ноги стропил, и внутренняя распорка члены. Они используются для поддержки кровельного покрытия в сочетании с с прогонами, которые представляют собой элементы, уложенные продольно поперек стропила, кровельное покрытие крепится к обрешетке.В расположение внутренних распорок зависит от пролета. Стропила обычно делятся на равные отрезки, и в идеале прогоны должны быть поддерживается на стыках, так что стропила подвергаются только осевым силам. Это не всегда возможно, так как прогоны расстояние зависит от типа кровельного покрытия. Когда прогоны не поддерживаются в стыках панелей, стропильные элементы должны быть рассчитаны на изгиб, а также на осевое усилие. См. Рисунок 4.5.

Внутренние элементы распорки фермы должны быть триангулированы. и, по возможности, располагаться так, чтобы длинные элементы находились в элементы растяжения и сжатия короткие, чтобы избежать коробления проблемы.

Очертания на рис. 4.6 дают типичные формы для различных пролеты. Толстыми линиями обозначены подкосы.

Рисунок 4.5 Компоненты фермы.

Решетчатая ферма, также называемая фермой, представляет собой плоский каркас из открытая перепончатая конструкция, обычно имеющая параллельные хорды или стрелы на Верх и низ. Существует два основных типа балок N (или Пратта). и балка Уоррена. Они очень полезны в больших конструкция, в которой их малое отношение глубины к пролету, как правило, примерно от 1/10 до 1/14, что дает им явное преимущество перед крышей фермы.

Стальные и деревянные фермы обычно проектируются с учетом шарнирные элементы. На практике деревянные фермы собирают. с болтами, гвоздями или специальными соединителями, а стальные фермы болтовые, клепаные или сварные. Хотя эти жесткие соединения накладывают вторичные напряжения, их редко нужно учитывать в процедура проектирования. Следует учитывать следующие шаги при проектировании фермы:

1 Выбрать общую компоновку элементов фермы и фермы интервал.
2 Оценить прилагаемые внешние нагрузки, включая собственные вес фермы, прогонов и кровельного покрытия вместе с ветровые нагрузки.
3 Определите критическую (наихудшие комбинации) нагрузку. это обычно рассматривать только статические нагрузки, а затем мертвые и наложенные нагрузки комбинированные.
4 Проанализируйте структуру, чтобы найти силы во всех элементах.
5 Выберите материал и сечение для производства в каждом элементе значение напряжения, не превышающее допустимое значение.Особое внимание следует уделять компрессионным элементам. (распорки) или элементы, обычно находящиеся в напряжении, но подверженные действию изменение напряжения из-за подъема ветра.

Если нет особых требований к конструкции, крыша фермы должны быть по возможности разнесены, чтобы обеспечить минимум веса и экономия материалов, используемых в общей кровле состав. По мере увеличения расстояния между фермами вес прогонов имеет тенденцию увеличиваться быстрее, чем вес фермы.Для пролетов до 20 м расстояние между стальными фермы, вероятно, будут около 4 м, а в случае с деревом — 2 м.

Уклон или наклон крыши зависит от местности, установленной загрузка и тип покрытия. Сильный дождь может потребовать крутого откосы для быстрого дренажа; наклон 22 является обычным для гофрированная сталь и асбестовые кровельные листы. Производители кровельный материал обычно дает рекомендации относительно подходящего откосы и крепления.

Рисунок 4.6 видов фермы.

Чтобы проектировщик мог определить максимальную расчетную нагрузку для каждого стержня силы стержня могут быть оценены либо расчетные или графические средства, а результаты представлены в виде Показано:

Член

Мертвый

Нагрузка

Наложено

Нагрузка

Мертвый + наложенная нагрузка

Д + 1

Ветер

Нагрузка

Вт

Конструкция

Нагрузка

Можно использовать упрощенный подход, если намерение состоит в том, чтобы использовать общий раздел во всем.После выбора макета может быть установлен элемент, который будет нести максимальную нагрузку. An понимание проблем нестабильности сжатия участники заставят дизайнера сосредоточиться на верхнем аккорде или стропильные элементы. Затем можно представить диаграмму сил или метод сечения. используется для определения нагрузки на эти элементы и необходимого размер.

Пример 23

Фермерское здание с блочными стенами и стальной крышей фермы пролетом 8м.Кровельные листы определяют прогон интервалы.

Пример 23

Предположим, что анализ сил показывает максимальные усилия на стропила примерно 50 кН при сжатии (D + 1) и 30 кН при растяжении (D + W), внешний главный стяжной элемент — натяжение 50 кН (D + 1) и 30 кН сжатие (D + W). Разворот сил из-за поднятия действие ветра приведет к тому, что внешний главный стяжной элемент будет иметь 50 кН напряжения и 30кН сжатия.

Из справочника по строительной инженерии видно, что стальной уголок сечением 65мм х 50мм х 6мм и эффективным длина 1.8м может безопасно выдержать сжатие 29 кН.

Стропила: Использование двух углов, стоящих спина к спине, будет удовлетворительно, так как расстояние между ограничителями всего 1,38 м. (Учтите, что углы должны быть соединены рейкой по длине стропило).

Основная стяжка : Секция 65 мм x 50 мм x 6 мм может нести требуемая сила натяжения. Хотя его длина немного больше чем 1,8 м, сжимающая нагрузка, вызванная подъемом ветер безопасен, поскольку конструктивные нормы позволяют Коэффициент гибкости для непостоянных нагрузок, таких как ветер.

Готовая конструкция: Обратите внимание на использование подошвы для надежно распределить нагрузку на стену из блоков, чтобы несущее напряжение блоков не превышено. См. Рисунок 4.7.

Рисунок 4.7 Готовая конструкция стропильной фермы.

Рамки

Помимо стропильной фермы, существует ряд других структурные каркасы, обычно используемые в строительстве сельскохозяйственных зданий.К ним относятся портальные рамы, столбовые амбары и стойки с балками.

Рама портала однопролетная состоит из горизонтальной балки или скатные стропила жестко соединены с вертикальными стойками либо на стороны, чтобы образовать сплошной плоский каркас. Для целей конструкции, портальные рамы можно разделить на три типа: фиксированные основание, основание с штифтом (2 штифта), основание с штифтом и выступ (3 штифта).

Жесткие соединения и неподвижные основания должны выдерживать изгиб моменты и все основания подвергаются как горизонтальным, так и горизонтальным воздействиям. вертикальные реакции.Следовательно, конструкция фундамента требует особого внимание. Внешние нагрузки вызывают изгибающие моменты, поперечные силы и осевые силы в раме.

Фреймы портала представляют собой статически неопределенные конструкции, и сложность анализа исключает охват здесь. Однако результаты таких расчетов для ряда стандартных случаев нагрузки приведены в справочниках. Используя их и принцип суперпозиции дизайнер может определить структурный раздел, необходимый для рамы.Определение максимальных значений изгибающий момент, поперечная сила и осевая сила, действующие в любом месте в рамке; позволяет выбрать подходящий раздел для использования по всему кадру. Необходимо проявлять осторожность, чтобы все суставы и соединения адекватны.

Рамы портала могут быть стальными, железобетонными или стальными. древесина. При более широких пролетах конструктивные элементы становятся массивными. если используется дерево или железобетон. Следовательно, стальные рамы наиболее часто используется для пролетов более 20м.У карниза, где максимум возникают изгибающие моменты, используемая секция потребует большей глубины чем в других точках кадра.

Рисунок 4.8 Портальный или жесткий Рамка.

Полюсные амбары обычно строятся с относительно простой фундамент глубже обычного и засыпанный утрамбованной землей. Столбы-амбары закреплены между колоннами и стропилами в каждом. направление. Подтяжки служат для уменьшения эффективной длины элементы сжатия и полезный пролет стропил и др. балки.Это приводит к структуре, которую легко анализировать и проектировать, и может быть недорогой формой строительства.

Здание навесного типа представляет собой простую конструкцию, состоящую из балки (горизонтальные или наклонные), опирающиеся концами на стены или сообщения. Может быть одна или несколько промежуточных опор в зависимости от ширины здания. Прогоны продольные поддержите кровельное покрытие. Поскольку основные члены простые или балки неразрезные, (чаще всего прямоугольного сечения), Аспект анализа напряжений конструкции прост.Когда балка поддерживается деревянными столбами, конструкция столба не сложно, поскольку предполагается, что нагрузка осевая. Как полюса в амбарах с столбами фундамент может состоять из простой подушки из бетон под столб, или можно установить основание столба в бетон.

Пример 24

Проектирование здания с использованием блочных стен, деревянных столбов и стропил

Предполагается, что коленные скобы уменьшают эффективный размах стропил между центральной стеной и деревянными стойками.

Рассчитаны собственные веса и служебная нагрузка. Непрерывность столбик и скоба не учитывались. Это обеспечивает простой но безопасный член.

Весы и обслуживание нагрузка

Макс. усилие сдвига 5 кН

Макс. изгибающий момент 3120кНмм Попробуйте 2 стропила 38 x 200 (обратно на назад)

Макс. касательное напряжение = 3Q / 2bd = 3/2 x (5000/76 x 200) = 0,49 Н / мм

Макс.напряжение изгиба = M _i / I = M / Z = (3120 x 10 ³ x 6) / 76 x 200 ² = 6,2 Н / мм

Таблицы допустимых напряжений показывают, что большинство твердых пород древесины но не все хвойные породы подходят.

Нагрузка, передаваемая стропилами на внешнюю стену, немного превышает 3кН. Предполагая, что прочность блоков составляет не менее 2,8 Н / мм, требуемая площадь:

3000 / 3,8 = 1072 мм, так как нижняя сторона стропила 76 мм, минимальный интерфейс по стене 1072/76 = 14 мм

Следовательно, нет проблемы передачи нагрузки на стену.

Допустим, стойки 100 x 100 мм и длиной 2,5 м, l / b = 25 и стол 4,5 дает Kl = 0,3

с s _c = 5,2 Н / мм допустимая для конструкции, 0,38 x 5,2 Н / мм x 100 ² @ 20 кН Нагрузка безопасна.

Подключения

Деревянная конструкция

Методы, используемые для соединения элементов, включают внахлестку и стык. коннекторы.Болтовые и соединительные муфты, гвозди и клеевые соединения стыки, а иногда и комбинация двух, являются примерами притертых соединения. Стыковые соединения требуют использования пластин или косынки. Во всех случаях стыки должны быть спроектированы расчет поперечных сил, которые будут возникать в стержнях.

Если два элемента перекрывают друг друга, соединение называется соединением внахлест. Если один перекрывается двумя другими элементами, т. Е. Зажат между у них это называется двойным нахлестом.

При одинарном нахлесте соединение находится под эксцентрической нагрузкой. Для малопролетные фермы, несущие легкие нагрузки, это несущественно, но когда суставы несут большие нагрузки, эксцентриситет должен быть избежать за счет использования двойных соединений внахлестку. Двойные члены также используется для получения удовлетворительного расположения элементов в ферме в целом.

Сэндвич-конструкция обеспечивает необходимую площадь сечения член должен быть получен из относительно тонких бревен, любые сдвоенные элементы в сжатии блокируются и фиксируются в состоянии обеспечить необходимую жесткость.

Стыковые соединения

Использование косынок позволяет элементам упираться друг в друга в одной плоскости, позволяет избежать эксцентрической нагрузки на суставы и обеспечивает, при необходимости, большую площадь соединения, чем возможно с притертыми членами. Это часто является важным фактором при использовании гвоздей. и клеевые соединения. Расположение стержней на единой центральной линии обычно возможно с косынками.

Когда брус в полный рост недоступен для стержня, стык соединение с накладками может использоваться для соединения двух частей вместе.По возможности этого следует избегать для высших руководителей. (стропила) фермы и расположены около середины пролета для основания член (основная галстук).

Рисунок 4.9 Стыковые соединения.

Болты и соединители

Простые болтовые соединения следует использовать только для малонагруженных стыков, так как площадь опоры в отверстии (диаметр отверстия, умноженный на толщина элемента) и относительно низкое допустимое напряжение подшипника для древесины по сравнению со стальным болтом может вызвать отверстие в дереве может удлиниться и разрушиться.

Деревянные соединители представляют собой металлические кольца или зубчатые пластины, используемые для повысить эффективность болтовых соединений. Они встроены наполовину в каждый из соседних элементов и передавать нагрузку от одного к другой. Для легких конструкций чаще всего используется тип соединитель с зубчатой пластиной, пластина из мягкой стали, вырезанная и штампованная образовывать треугольные зубцы, выступающие с каждой стороны, которые врезаются в поверхности элементов при затяжке болта, который проходит через сустав.Двухсторонний зубчатый соединитель передает нагрузку, и предполагается, что болт не принимает нагрузку.

Соединения клееные

Клеи из синтетических смол дают наиболее эффективные форма стыка, такая же прочная, как древесина

или даже прочнее

присоединились, и многие из них невосприимчивы к сырости и гниению. При таком типе соединения все контактные поверхности должны быть строганы. плавное, и необходимое давление обеспечено во время установки клей.Болты или гвозди, которые действуют как спазмы, часто используются и оставляются на месте.

Элементы можно приклеивать непосредственно друг к другу с помощью притертой соединения или конструкции одинарной толщины могут использоваться принятие косынок. Как и в случае соединений с гвоздями, элементы внахлестку могут не обеспечивает достаточной площади для склеивания, и в этом случае необходимо использовать косынки предоставить дополнительную площадь.

Клеевые соединения чаще используются при соединении ферм. сборные, потому что контроль температуры, стыковки и зажимное давление имеет важное значение.Клей бытовой вместе с ногтевыми суставами.

Рисунок 4.10 Двусторонний Соединитель с зубчатой пластиной.

Гвозди

Соединение гвоздями является наименее эффективным из трех методов. упомянутый, но это недорогой и простой метод, и его можно улучшается за счет использования клея в сочетании с гвоздями.

При сборке ферм на заводах, гвоздевые плиты часто используются для подключения члена.Эти застежки бывают двух типы:

1 Тонкая пластина, называемая крепежной пластиной с отверстиями. на его поверхности регулярно пробиваются отверстия для гвоздей. Перфорированная пластина также может использоваться для изготовления на месте.

2 Более тяжелая пластина с выбитыми из пластины и гнутыми зубьями. вверх на 90 градусов, так называемый крепеж с зубчатой пластиной или соединитель. В тип, в котором зубья являются неотъемлемой частью пластины, должны забивать с помощью гидравлического пресса или ролика.

Рисунок 4.11 Вставки фермы.

Рисунок 4.12 Крепежные пластины для стропильного строительства.

Чтобы разрешить развитие полной нагрузки на каждом гвоздь, а во избежание раскалывания древесины минимальные расстояния между гвоздями и расстояниями от краев и концов элемента необходимы.

Шаблоны гвоздей для деревянных конструкций обычно доступно на месте. Они зависят от качества и типа гвозди и древесина, и основаны на безопасном боковом гвозде нагрузка.

Отдел исследований и развития жилищного строительства Университета В Найроби исследовали швы, забитые гвоздями, сделанные с шагом в в соответствии с европейским стандартом для деревянных швов, который оказались удовлетворительными. Основные принципы приведены в таблице. 4.9 и 4.10.

Таблица 4.9 Минимальное количество гвоздей помещения

Соединения в стальных конструкциях

Соединения могут быть болтовыми, клепаными или сварными.Главный при проектировании учитываются сдвиг, растяжение и сжатие, а вычисления относительно просты для типов дизайн покрыт.

Прибивание гвоздями площадь
х	r _o	д _л	д ₁₁	р _б	e ₀	e _b
0	5д	5д	10д	5д	–	I5d
10	5д	5д	10д	5.5d	8д	15д
20	5д	5д	10д	6д	8д	I5d
30	5д	5д	10д	6.5d	8д	15д
40	5д	5д	10д	7д	8д	15д
50	5д	5д	10д	7.5d	8д	15д
60	5д	5д	10д	8д	8д	15д

d: Диаметр гвоздя, мм.

r ₀: Расстояние от крайнего ряда гвоздей до ненагруженного край члена.

d ₁: Расстояние между двумя гвоздями в зоне крепления, измеряется перпендикулярно оси стержня.

d ₁₁: Расстояние между двумя гвоздями, измеренное параллельно к оси стержня.

r _b: Расстояние от крайнего ряда гвоздей до нагруженного край члена.

e ₀: Расстояние от ближайшего ряда гвоздей до выгруженный конец члена.

e _b: Расстояние от ближайшего ряда гвоздей до загруженный конец члена.

Рисунок 4.13 Подключения для стальные рамы.

Устойчивость

Проблемы устойчивости в здании возникают главным образом из-за горизонтального расположения. нагрузки, например, вызванные давлением ветра, хранение гранулированные продукты против стен, давление почвы на фундаменты, а иногда и землетрясения.

Переворот фундаментных стен, опор и подушек фундаментов противодействует ширина опоры и вес состав.Только в особых случаях необходимо будет предоставить дополнительная опора в виде контрфорсов.

Опрокидыванию наружных стен противодействует опора перпендикулярных стен и перегородок. Однако учтите, что не все типы стен, например, каркасные, достаточно жесткие по длине без диагональных связей. Если несущие стены широко разнесены и / или горизонтальные нагрузки велики, дополнительные опора может быть поставлена путем строительства опор, колонн или контрфорсы.См. Главу 5.

Диагональные связи используются для изготовления каркасных стен и конструкций. жесткий. Желательно, чтобы длинные скобы передавали нагрузку с помощью растягивающее напряжение для предотвращения коробления. Подтяжки обычно поставляются в пары, т. е. по обеим диагоналям, так что всегда будет одна напряжение не зависит от направления ветра.

Если каркасная стена покрыта листовым материалом, например фанеры, ДСП или металлических листов, боковые силы на каркасу можно противодействовать сдвиг в листах.Этот дизайн требует, чтобы листы были надежно прикреплены к каркасу, как по горизонтали и вертикали. Листы тоже должны быть прочными достаточно, чтобы противостоять продольному изгибу или разрушению из-за сдвига.

Каменная кладка и бетонные стены, жесткие и способные сопротивление боковой ветровой нагрузке называется стенками сдвига.

Портальные или жесткие каркасные здания обычно устойчивы с боков, когда давление ветра действует на длинные стороны. Однако когда на торцах фронтона возникают ветровые нагрузки, рамы могут нуждаться в дополнительных опора из продольных распорок.Натяжные стержни часто использовал.

Рисунок 4.14 Крепление для портальная рама.

Стоечно-балочные или односкатные здания в большинстве случаев требуют ветровой защиты как вдоль, так и поперек здания, так как нет жестких соединений наверху стены для переноса грузы поперек и вдоль здания. То же самое относится к здания, использующие стропильные фермы. Торцевые связи должны быть установлены.

Стены с длинными пролетами между опорными перекладинами, перегородки или контрфорсы имеют тенденцию изгибаться внутрь из-за ветровой нагрузки или наружу, если зерно навалом или другая продукция хранится напротив стена.Внизу стены этой тенденции противодействует жесткость фундамента (не скользит) и поддержка конструкции перекрытия. Верх стены задан устойчивость за счет поддержки потолка или конструкции крыши или специально разработанная стеновая балка, которая надежно закреплена на стена.

Проектировщик должен учитывать способность здания к выдерживать горизонтальную нагрузку со всех сторон, без недопустимая деформация.

Содержание — Предыдущая — Следующая

Эр-Рияд Хинди, Ph.D., P.E., F.SEI: SLU

Заместитель декана по последипломному образованию и исследованиям; Профессор гражданского строительства

к.т.н. Структурная инженерия и сейсмостойкое строительство, Университет Британской Колумбии, Ванкувер, Канада
Магистр наук в области структурной инженерии, Багдадский университет, Багдад, Ирак
Бакалавр наук (Hon I) в области гражданского строительства, Багдадский университет

Специализация хинди включает нелинейное поведение, моделирование и повреждение армированных и предварительно напряженных бетонных элементов при статических, циклических и сейсмических нагрузках, ограничении железобетонных мостовых колонн, малоцикловая усталость мостовых элементов и арматуры, поведение мосты под автомобильной живой нагрузкой.Его исследования включают экспериментальные, аналитические и конечно-элементное моделирование мостов и конструкций. Он разработал модель повреждений ж / б бетонных мостовых колонн при сейсмической нагрузке из-за пониженной энергии. хинди выступал в качестве PI / Co-PI во многих исследовательских проектах, спонсируемых NSF, Caltrans, IDOT, MODOT, и внутренне. Автором хинди было защищено более 20 диссертаций аспирантов.

Лаборатория бетона и материалов
Лаборатория испытаний материалов доступна для разработки критериев проектирования и оценки различные типы строительных материалов, такие как бетон, кладка, дерево и сталь.В лаборатория включает в себя оборудование для проведения многих испытаний бетона. 500 000 фунтов. Также доступны испытательные машины для проверки производительности, небольшие испытательные машины и другое оборудование.

Печатные архивные рецензируемые журналы
Мигель Висентеа, Дорис Гонсалеза, Хесус Мингуеса, Мануэль Тарифак, Гонсало Руис и Эр-Рияд Хинди , 2018, «Влияние морфологии пор на высокопрочные поры на его высокопрочную морфологию. Жизнь », Международный журнал усталости, Vol.112, июль, стр. 106-116 (DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2018.03.006).

Мохаммед Аль-Оста, Сабрина Насрин, Ахмед Ибрагим и Эр-Рияд Хинди , 2018, «Анализ методом конечных элементов замкнутых высокопрочных бетонных мостовых колонн. с армированием противоположной спирали », Международный журнал структурной инженерии, Vol. 9, No. 2, pp. 101-115. ( DOI : 10.1504 / IJSTRUCTE.2018.10014090)

, 2017, «Оценка поворота внешних мостовых балок в связи со строительством. Загрузка с использованием TAEG », MCSE, Modern Civil and Construction Engineering, Vol.1, № 1, С. 1-12, октябрь. (DOI: 10.22606 / mcse.2017.11001)

Md Ashiquzzaman, Ли Хуэй *, Ахмед Ибрагим, Уилл Линдквист и Эр-Рияд, хинди , 2017, «Эффективность различных систем жесткости для предотвращения вращения внешней балки во время Строительство мостового настила », Elsevier Journal of Structures, том 142, 1 июля 2017 г., стр. 272-289. ( DOI : http://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.04.003)

Мехди Моталеб, Ник Дуонг *, Уилл Линдквист и Эр-Рияд Хинди , 2016, «Исследование сети, вызванной искажениями. -Разрешение зазоров в сейсмически модифицированной конструкции Стальной мост: меры по ремонту », Журнал мостостроения ASCE, декабрь.( DOI: http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0001023).

Md Ashiquzzaman, Ли Хуэй, Ахмед Ибрагим, Уилл Линдквист, Марк Томсон и Эр-Рияд Хинди. «Влияние несовместимых диафрагм на вращение внешней балки во время свеса палубы» Строительство », Elsevier Journal of Structures, Vol. 8 (часть 1), ноябрь 2016 г., стр. 25-34. DOI: 10.1016 / j.istruc.2016.08.002

Джонатан Уэст, Ахмед Ибрагим и Эр-Рияд Хинди, «Аналитическая деформация при сжатии. Модель для высокопрочного бетона, ограниченного поперечными спиралями », Elsevier Journal of Инженерные сооружения, Vol.113. С. 362–370. Апрель 2016 г. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2016.01.049

Уилл Линдквист, Ахмед Ибрагим, Ин Тунг, Мехди Моталеб, Даниэль Тобиас и Эр-Рияд Хинди, 2015, «Усталостное растрескивание, вызванное деформацией, в модернизированной сейсмически модифицированной стали. Мост: пример из практики », Журнал ASCE, посвященный характеристикам построенных сооружений. Июль 2015 г. DOI: 10.1061 / (ASCE) CF.1943-5509.0000783

Richardson, D., Tung, Y., Тобиас, Д., и Хинди, Р. «Экспериментальное исследование моста Растрескивание настила с использованием цемента типа k », Elsevier Journal of Construction and Building Материалы, т. 52, февраль 2014 г., стр. 366–374. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2013.11.052

Марвел Л., Доти Н., Линдквист В. и Хинди Р. «Осевое поведение высокопрочных бетон, ограниченный несколькими спиралями », Elsevier Journal of Engineering Structures, Vol.60, февраль 2014 г., стр. 68–80. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2013.12.019

Марвел, Л., и Хинди, Р. 2013, «Высокопрочные бетонные колонны, ограниченные спиралями, ACI SP-293 Железобетонные колонны с высокопрочным бетоном и стальной арматурой ». Октябрь, стр. 1-14. http://www.concrete.org/Store/ProductDetail.aspx?ItemID=SP293CD

Хинди, Р., и Браунинг, Б., 2011, «Крутильно-нагруженный круговой бетонный элемент, замкнутый. со спиралями », ACI Structural Journal, Vol.108, № 2, март-апрель, стр. 139–147.

Хинди, Р., Туречек, В., «Экспериментальное поведение круглых бетонных колонн под обратная циклическая нагрузка », Строительство и строительные материалы, 22 (4), апрель 2008 г., С. 684-693, DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2006.09.002

Хинди, Р., Хассан, М., «Упрощенное трехлинейное поведение диагонально усиленной связи. Балки », ACI Structural Journal, 104 (2), март 2007 г., стр. 199-206.

Юсиф З.и Хинди, Р. «Распределение динамической нагрузки AASHTO-LRFD для мостов из балок и плит: Ограничения и применимость », Journal of Bridge Engineering, 12 (6), 2007 г., стр. 765–773, DOI: 10.1061 / (ASCE) 1084-0702 (2007) 12: 6 (765)

Хинди, Р., и Диклели, М., 2006, «Влияние изменения креплений подшипников на сейсмические Реакция мостов малой и средней длины с тяжелыми опорными конструкциями », Спектры землетрясений, EERI, 22 (1), февраль, стр.65-84. DOI: 10.1193 / 1.2163367

Mansour, M., Lee, J.Y., and Hindi, R., 2005, «Аналитическое предсказание защемления. механизм ж / б элементов при циклическом сдвиге с использованием модели фермы, смягченной на угол поворота », Журнал инженерных сооружений, Elsevier Science, 27 (8), июль, стр. 1138-1150. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2005.02.011

Диклели, М., и Хинди, Р., 2005, «Сейсмическое переоборудование мостов путем модификации реакции. Методы, основанные на изменении креплений подшипников », Journal of Earthquake Engineering, Imperial College Press, 9 (4), июль, стр.483-495. DOI: 10.1080 / 13632460509350552

Хинди, Р., Мансур, М., и Диклели, М., 2005, «Прогнозирование повреждений при прямолинейном сдвиге. Панели подвергаются обратной циклической нагрузке », Journal of Earthquake Engineering, Imperial College Press, 9 (1), январь, стр. 41-66. DOI: 10.1142 / S1363246

1827

Хинди Р. и Сексмит Р.Г., 2004, «Анализ неупругих повреждений железобетона. Мостовые колонны на основе деградированной монотонной энергии », Журнал мостостроения, ASCE, 9 (4), июль-август, стр.326-332. DOI: 10.1061 / (ASCE) 1084-0702 (2004) 9: 4 (326)

Хинди, Р., и Хассан, М., 2004, «Сдвиговая способность диагонально армированной муфты. Балки », Журнал инженерных сооружений, Elsevier Science, 26 (10), август, стр. 1437-1446. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2004.05.012

Хинди, Р., и Сексмит, Р., 2001, «Предлагаемая модель повреждения для колонн R / C моста. при циклической нагрузке », Спектры землетрясений, EERI, 17 (2), май, с.261-290. DOI: 10.1193 / 1.1586175

Рецензируемые доклады конференции
Хинди Р., «Поведение бетонных колонн, ограниченных поперечными спиралями, под различными нагрузки », принято на Конгрессе структур ASCE 2013, Питтсбург, Пенсильвания, 2–4 мая 2013 г.

Ричардсон Д. и Хинди Р.« Снижение растрескивания для повышения прочности бетонных мостовых пролетов », принята на Первой международной конференции по эксплуатационным характеристикам и инженерное проектирование жизненного цикла, Гонконг, Китай, декабрь 2012 г.

Тиручирапалли, В., Хинди, Р., 2010, «Упрощенный подход к вычислению вторичного моменты непрерывных предварительно напряженных железобетонных мостов ». Пятая международная конференция по обслуживанию, безопасности и управлению мостами, IABMAS 2010, Филадельфия, Пенсильвания, июль 11-15.

Вест, Дж. И Хинди, Р., 2010, «Модель напряжения-деформации сжатия для высокопрочных бетон, ограниченный спиралями. Пятая Международная конференция по обслуживанию мостов, Безопасность и управление, IABMAS 2010, Филадельфия, Пенсильвания, 11-15 июля.

Тиручирапалли В. и Хинди Р., 2009 г., «Вторичные моменты непрерывного предварительного напряжения. Бетонные балки с использованием уравнения замкнутой формы », Конгресс структур ASCE, Остин, Техас, 30 апреля — 2 мая.

Вест, Дж. И Хинди, Р., 2009 г., «Теоретическая модель напряжения-деформации для высокой прочности. Бетон, заключенный в спирали », Конгресс структур ASCE, Остин, Техас, 30 апреля — май 02.

Диклели, М., и хинди, Р., 2008, «Сейсмическое переоборудование мостов на основе реагирования Модификация традиционными методами », 10-я Международная конференция по приложениям передовых технологий в транспорте, Афины, Греция, 27–31 мая.

Хинди, Р., Марвел, Л., 2008, «Осевое поведение железобетонных колонн, ограниченных с двумя спиралями », Вторая канадская конференция по эффективному проектированию конструкций, CCEDS 2008 г., Гамильтон, Онтарио, Канада, 20-23 мая.

Марвел, Л., Уэст, Дж., И Хинди, Р., 2008, «Повышение осевой пластичности круговой Бетонные мостовые колонны », Четвертая Международная конференция по ремонту и безопасности мостов. и менеджмент, IABMAS 2008, Сеул, Корея, 13-17 июля.

Доррер Р. и Хинди Р., 2008, «Анализ мостов с коробчатыми балками с использованием конечных элементов. И AASHTO-LRFD », Четвертая Международная конференция по обслуживанию мостов, безопасности и Management, IABMAS 2008, Сеул, Корея, 13-17 июля.

Марвел Л. и Хинди Р., 2008, «Поведение R / C колонн при сжатии». используя противоположные спирали », Конгресс структур ASCE, Ванкувер, Британская Колумбия, Канада, апрель, 2008 г. 24-26.

Доррер Р. и Хинди Р., 2008, «Распределение динамической нагрузки для коробчатой фермы, монтируемой на месте. Мосты », Конгресс структур ASCE 2008, Ванкувер, Британская Колумбия, Канада, 24–26 апреля.

Хинди Р., Браунинг Б. и Шталь Д., 2007 г., «Поведение железобетонных колонн. при обратном циклическом кручении », 9-я Канадская конференция по сейсмостойкости (9CCEE), Оттава, Онтарио, Канада, 26-29 июня.

Браунинг, Б., Марвел, Л., и Хинди, Р., 2007, «Пластичность при кручении круглого бетона. Мостовые колонны », Конгресс структур ASCE, Лонг-Бич, Калифорния, 16-20 мая.

Юсиф З. и Хинди Р., 2006, «Влияние продольной жесткости на Bridge Live». Распределение нагрузки с использованием CHBDC, AASHTO-LRFD и анализа методом конечных элементов », 1st International Конференция по структурным специальностям, СБСЕ, Калгари, Альберта, Канада, 23–26 мая.

Юсиф З. и Хинди Р., 2006, «Распределение динамической нагрузки для бетонных мостов с AASHTO / PCI Girders », 7-я Международная конференция по мостам с короткими и средними пролетами 2006 г., Монреаль, Канада, 23-25 августа.

Юсиф З. и Хинди Р., 2006, «Распределение активной нагрузки AASHTO LRFD; Ограничения и применимость », Третья международная конференция по обслуживанию мостов, безопасности и Менеджмент, IABMAS 2006, Порту, Португалия, 16-19 июля.

Хинди Р. и Юсиф З., 2006, «Распределение динамической нагрузки для автомобильных мостов на основе по AASHTO LRFD и конечно-элементному анализу », Конгресс структур ASCE 2006, Сент-Луис, Пн, 18-21 мая.

Туречек В. и Хинди Р., 2006, «Использование противоположных спиралей для улучшения сейсмических характеристик. железобетонных мостовых колонн », Третья международная конференция по ремонту мостов, Безопасность и управление, IABMAS 2006, Порту, Португалия, 16-19 июля.

Hindi, R., Turechek, W., Hoven, B., and Stahl, D., 2006, «Гистерезисное поведение R / C Колонны, окруженные противоположными спиралями », Конгресс структур ASCE 2006, Сент-Луис, Пн, 18-21 мая.

Хинди, Р., Аль-Каттави, М., и Туречек, В., 2005, «Инновационная техника локализации». для железобетонных колонн », Третья международная конференция« Строительные материалы », ConMat’05, Ванкувер, Канада, 22-24 августа.

Хинди, Р., и Хассан, М., 2005, «Упрощенная процедура для прогнозирования смещения силы. Поведение бетонных соединительных балок », Первая канадская конференция по эффективному проектированию структур, CCEDS2005, Гамильтон, Онтарио, Канада, 10-13 июля.

Хинди, Р., Аль-Каттави, М., и Эльшариф, А., 2005, «Влияние различных ограничений Паттерны осевого поведения R / C колонн », Конгресс структур ASCE-SEI 2005, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 20-24 апреля.

Диклели, М., и Хинди, Р., 2004, «Инновационная сейсмическая методика модернизации мостов. с опорами стенового типа в Иллинойсе », Вторая международная конференция по обслуживанию мостов, Безопасность и управление, IABMAS’04, Киото, Япония, 19–22 октября.

Хинди Р. и Хассан М., 2004, «Влияние ограничения на поведение по диагонали. Усиленные соединительные балки », 13-я Всемирная конференция по сейсмостойкости, Ванкувер, Британская Колумбия, Канада, 1-6 августа.

Хинди, Р., Хассан, М., 2004, «Нелинейное поведение диагонально усиленной связи. Балки », Конгресс по конструкциям ASCE 2004, Нэшвилл, Теннесси, 22–26 мая.

Хинди Р. и Диклели М., 2004, «Предлагаемый метод сейсмической модернизации мостов. с многоколонными изгибами », Конференция по бетонным мостам, Шарлотт, Северная Каролина, 17-18 мая.

Хинди, Р., и Мансур, М., 2003, «Анализ повреждений железобетонных панелей под Циклический сдвиг », ASSCCA’03, Конференция по достижениям в конструкциях, стали, бетоне и композитах и Aluminium, Сидней, Австралия, 23–36 июня.

Хинди Р. и Секссмит Р., 2002, «Анализ повреждений существующих мостовых колонн», первый Международная конференция по обслуживанию, безопасности и управлению мостами, IABMAS’02, Барселона, 14-17 июля.

Он является членом нескольких профессиональных организаций, в том числе; ACI, ASCE, ASEE, IABMAS, и NEES. Он является председателем подкомитета ACI-343A по проектированию бетонных мостов и секретарь комиссии ACI-342 по оценке бетонных мостов.Он также является членом ACI 341 на сейсмостойких бетонных мостах и ACI 441 (бетонные колонны). Он председательствовал и организовывал множество технических сессий.

Эр-Рияд Хинди был назначен заместителем декана по последипломному образованию и исследованиям в июле 2016. Занимал должность директора магистерских программ с осени 2016 г. 2013 г. Ранее он исполнял обязанности заведующего кафедрой гражданского строительства.Он присоединился к университету Сент-Луиса в августе 2010 года. До этого он был преподавателем. в Университете Брэдли, Пеория, Иллинойс, в течение девяти лет. Он зарегистрированный профессионал инженер из Британской Колумбии, Канада.

ФЕРМЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ. Описание, технические характеристики – ГК РОСАТОМСНАБ

Что представляют собой фермы

Стропильные железобетонные элементы

Основные виды ферм

Стропильные конструкции

Подстропильные конструкции

Опирание железобетонной фермы на колонну

Размеры ЖБ ферм

Производство элементов несущих конструкций из бетона ↑

Маркировка

Сфера применения

Какие факторы нужно учесть?

Классификация ЖБ ферм

Особенности расчета

Процесс изготовления ферм из металла и железобетона

На что опираться при расчетах?

Устройство стропильных конструкций

Железобетонные фермы: разновидности, для чего используют

Разновидности ферм

Размеры железобетонных конструкций

Расшифровка маркировки изделий

Для чего используют?

Как изготовить конструктивный элемент?

описание, виды, определение размеров, особенности монтажа

Почему важно проводить расчеты?

На что опираться при расчетах?

Какие факторы нужно учесть?

Стропильные железобетонные элементы

Как изготавливаются фермы

Процедура маркировки изделий

Особенности конструкции ЖБИ

Конструктивные особенности ферм

Где применяются фермы

Что учитывать при установке?

Строительство с использованием ферм

Технические условия на перевозку железобетонных ферм на полуприцепах-фермовозах

СОДЕРЖАНИЕ

2.1. Требования к порядку транспортирования ферм.

2.2. Требования к порядку проведения погрузочно-разгрузочных работ на полуприцепах-фермовозах

3.1. Полуприцеп-фермовоз ЦП:ПФ 1824.

3.2. Полуприцеп-фермовоз ПФ 1218

1ФБМ 24 по стандарту: ГОСТ 20213-89

Что представляют собой фермы

Размеры железобетонных конструкций

Основные виды ферм

Стропильные конструкции

Подстропильные конструкции

1ФБМ 24

Стандарт изготовления изделия: ГОСТ 20213-89

Размеры ЖБ ферм

Стропильные фермы из железобетона

Изготовление бетонных элементов несущих конструкций

Процесс маркировки

Конструкционные особенности ж/бетонных стропильных ферм

Сфера применения

Классификация ЖБ ферм

Как изготовить конструктивный элемент?

Процесс изготовления ферм из металла и железобетона

На пути к согласованному проектированию конструкционного бетона

Абстрактные

Список литературы

Достижения моделей ферм для железобетонных конструкций

Абстрактные

Загрузки

4.1 Параметры материала

4.2 Экспериментальная установка

4.3 Результаты и обсуждение

Фермерских построек… — Ch5 Структурный расчет: Фермы-Рамы-Соединения-Устойчивость

Эр-Рияд Хинди, Ph.D., P.E., F.SEI: SLU

1827

Добавить комментарий Отменить ответ