Զուգակցված կոնստրուկցիաներ

Կարևոր տեխնիկական և անվտանգության ծանուցում. Սա արխիվային ուսումնական տեքստ է, այլ ոչ կառուցվածքային նախագծում, ստատիկ հաշվարկ, կիրառելի ստանդարտ, համատեղ դետալ կամ հրահանգ շինարարության, եռակցման, բետոնացման, ամրացման, նախալարման կամ վերականգնման համար: Բոլոր բնօրինակ բանաձևերը, գծանշումները, չափերը, նյութերը, ընթացակարգերը և պահանջները փոխանցվում են առանց ստուգման՝ համաձայն այսօրվա կանոնակարգերի: Կապակցված պողպատե-բետոնե կոնստրուկցիաների նախագծումը և կատարումը պատկանում է բացառապես լիազորված քաղաքացիական ինժեներներին, կառուցվածքային նախագծողներին, կապալառուներին և հսկողությանը՝ հիմնված կոնկրետ օբյեկտի, բեռի, հողի, նյութի և կիրառելի ստանդարտների վրա:

Կապված կոնստրուկցիաները հատուկ ծառայություն չեն Սավո Կուսիչի ընթացիկ հանրային առաջարկում: Ներկայիս ուշադրության կենտրոնում են փայտե պատուհաններ, փայտ-ալյումինե պատուհաններ և պատվերով դռներ: Պատուհանի կամ դռների նախագծի համար կարող եք ուղարկել գնահատման հարցում:

Ներածություն

Որոշ շինություններում օգտագործվում են երկաթբետոնե սալեր պողպատե հենարանների վրա, օրինակ՝ I-երկայնական և լայնակի հենակների կամուրջների սալաքարերը կամ I-գիրերի վրա գտնվող շենքերի առաստաղները: Նախկինում նման համակարգերը չափվում էին այն ենթադրությամբ, որ այս երկու տարրերը կարող են շարժվել միմյանց հետ, և որ հիմնական բացվածքի ուղղությամբ պահերը ստացվում էին միայն պողպատե հենարաններով: Բետոնե սալիկը ծանրաբեռնվածությունը փոխանցել է պողպատե հենակներին, սակայն չի մասնակցել համապատասխան ստատիկ արժեքների ստացմանը (նկ. 1):

Պողպատե I պրոֆիլի վրա բետոնե սալաքարով զուգակցված փնջի սխեմատիկ հատված

Նկար1— Զուգակցված կրիչ, համակարգ

Կառուցման այս մեթոդի համար բետոնե սալիկի մեջ կանոնավոր ընդմիջումներով նախատեսված են լայնակի միացումներ, որպեսզի հնարավոր լինի երկաթբետոնի նեղացումը և խուսափել անցանկալի ճաքերից, այսինքն՝ լրացուցիչ լարումներից: Այնուամենայնիվ, փորձը ցույց է տվել, որ նման համակարգում իրական ուժերը զգալիորեն տարբերվում են հաշվարկվածներից: Երկաթբետոնե սալիկի և պողպատե հենարանի շփման ժամանակ առաջանում է մեծ շփում (կպչման լարվածություն), այնպես որ երկու տարրերը միշտ համագործակցում են:

Անսպասելի զուգակցման էֆեկտի թերությունը բետոնե սալիկի հոդերի վրա խազային ազդեցության հայտնվելն է: Կտրող լարումները հենակետի մակերևույթի երկայնքով հոդերի մոտ կտրուկ աճում են, ինչպես կողային կարերի ծայրերում կտրող լարումները: Քանի որ զրոյական գծի դիրքը հանգույցում գործնականում չի փոխվում, պողպատե հենարանի նորմալ լարումները կարող են զգալիորեն ավելի բարձր լինել, քան հաշվարկվածները միատեսակ միացման համար: Այս խազից սկսած՝ կպչունության յուրացում կարող է առաջանալ, որն ավելի է տարածվում: Հետևաբար, մայթի սալիկի հոդերը չեն կատարում իրենց դերը և արդյունավետ չեն:

Զուգակցված փակագծեր

Կցակցված հեծանների դեպքում ենթադրվում է, որ պողպատե գավազանի և բետոնե սալիկի միջև շփման մակերեսի կտրող ուժերը կարող են ապահով կերպով փոխանցվել (ուժեր ճառագայթների մեջ): Կանոնն այն է, որ բետոնե սալիկը ուղղակիորեն հենվում է պողպատե հենարանի վերին գոտու վրա և հարաբերական շարժումներ չկան: Այս, այսպես կոչված, With կոշտ զուգավորում-ում օգտագործվում են միացման հատուկ միջոցներ (ձողեր, պտուտակներ, խարիսխներ), որոնք ներկառուցված են բետոնի մեջ։

Մենք կքննարկենք զուգակցված ճառագայթի դեպքը բետոնե սալաքարով առանց լայնակի հոդերի: Եթե ​​որոշակի ծանրաբեռնվածություն (օրինակ՝ ճկման պահը) գործում է միայն կարճ ժամանակով, ապա համապատասխան լարումները և դեֆորմացիաները Δσ, համապատասխան. Δε ըստ տարրական ամրության գիտության, նման է երկաթբետոնին: Պողպատի և բետոնի լարումները որոշակի երկարացման դեպքում կանգնած են իրենց առաձգականության մոդուլի հետ՝ σst/σb = Est/Eb = n: Եթե ​​ծանրաբեռնվածությունը երկարաժամկետ է, ապա բետոնի դեֆորմացիաները տեղի են ունենում նեղացման և հոսքի պատճառով: Եթե ​​_ε-ով0= ս/Ե0_ նշեք դեֆորմացիան կարճաժամկետ ծանրաբեռնվածության պատճառով տվյալ պահին t =0, դեֆորմացիան մեծանում է մշտական ​​բեռի տակ շփման պատճառով մինչև t պահը մինչև εt = ε արժեքը0(t + φt). Նույն պայմաններում զիջման դեֆորմացիաները հաշվարկվում են այնպես, կարծես դրանք համաչափ լինեն լարումներին: Այդ իսկ պատճառով ասվում է, որ _Հուկի օրենքը վերաբերում է հոսքի հետևանքով դեֆորմացիաներին։ Հոսքի φt գործակիցը կախված է ժամանակից, բետոնի դասից, արտաքին ջերմաստիճանից, օդի խոնավությունից, տարրի բեռնման պահից և այլն։

Ըստ Bernoulli-ի և Navier-ի թեքվելու փոխարեն, հայտնվում են դիֆերենցիալ հարաբերություններ, այսինքն՝ լարվածության բաշխումը պետք է որոշվի հոսքի դիֆերենցիալ հավասարումից: Հոսքի արդյունքում բետոնի լարումները նվազում են, մինչդեռ պողպատում լարումները մեծանում են։ Սթրեսի այս փոփոխությունները, բացի խաչմերուկի չափերից, կախված են առաձգական չափերից և բեռնվածքի պահից: Նմանատիպ հետևանքները, ինչպես հոսքը, առաջանում են բետոնի նեղացումից: Կծկման միջոցների չափը εs կախված է բետոնից, դրա արտադրության եղանակից, ինչպես նաև կլիմայական պայմաններից։ Բետոնի նեղացումը կախված չէ տարրի վրա կիրառվող բեռից:

ագույցներ

Միացման միջոցը պետք է ապահով կերպով փոխանցի բոլոր կտրող ուժերը բետոնե և պողպատե մակերևույթների շփման մեջ՝ առաջացող բեռների պատճառով, և այդպիսով կանխի սահումը: Բացի այդ, նրանք պետք է ստանան թեք հիմնական լարող ուժերը, եթե դրանց չափերի պատճառով բետոնե հատվածն ինքնին չի կարող դրանք ընդունել։ Ուժերի չափը որոշվում է ըստ տարրական ճկման տեսության։ Հետևյալ զուգակցիչները համարվում են՝

- Միացման խարիսխներ. դրանք կլոր կամ հարթ երկաթ են, եռակցված պողպատե հենարանի վերին գոտու վրա, որոնք գործում են երկաթբետոնե ճառագայթների թեքված ամրացման նման: Դրանք պատրաստվում են որպես կեռիկներ կամ stirrups, անկյունագծով կամ ուղղահայաց: Այս խարիսխները գործում են միայն մեկ ուղղությամբ և արդյունավետ չեն, եթե կտրող ուժը փոխում է նշանը:

- Գիրակներ. ամրացված են պողպատե հենարանի վերին մակերեսին, կարող են երկու ուղղություններով էլ կտրող ուժեր ստանալ: Կտրող ուժի ուղղությամբ պետք է տարբերակել փափուկ և կոշտ ուղեղները: Ուղեղի փափուկ բջիջները կրում են զգալի դեֆորմացիաներ և անհավասարաչափ բաշխում են կտրող ուժերը իրենց մակերեսի վրա: Կոշտ ամրակները ապահովում են ուժերի ավելի լավ բաշխում փոքր դեֆորմացիաների դեպքում:

Նկար2— Կամուրջ Ռուր գետի վրայով Հերդեկեի մոտ

- Պարույրային ամրացում. այն հենվում է պողպատե հենարանի վրա և եռակցվում է շփման կետերում: Պարույրները հարմար չեն զգալի միացման ուժերի համար: Նույնը վերաբերում է ծալքավոր կլոր պողպատին: Որպես կամուրջների վրա միացման միջոցների օրինակ՝ նկ.2ցուցադրված են Հերդեկեի մոտ գտնվող Ռուր գետի վրայով անցնող կամրջի ուղեղը (ուղեղներ60x40ուղղահայաց պտույտներով ϕ12, որոնք եռակցվում են հենց ուղեղներին՝ եռակցումից հետագա կտրվածքներից խուսափելու համար); նկ.3Մեկ կամրջի լայնակի հենակները միացնելու միջոցներ, կախված լայնակի ուժի չափից, կողային եռակցված պտույտներ են օգտագործվել հեծանների համար, ինչպես նաև վերին գոտու համար ուղղակիորեն եռակցված ամրագոտիներ հատուկ հենակներով։ Երկար պտույտների դեպքում պտուտակները կարող են զոդվել նաև հակառակ կողմերից, նկ.4ա. Նկ.4b-ն ցույց է տալիս լուծույթ թեք պտույտներով:

Կցավորման միջոցների գծագրում կամրջի խաչմերուկի վրա

Նկար 3 — Մեկ կամրջի լայնակի գավազան

:Երկար պտույտների և թեք լուծույթների գծագրեր

Պատկեր 4 — Ուղեղներ ակոսներով

Շինարարության մեջ օգտագործվում են նաև կոշտ պտույտներ կամ պարզապես պտուտակներ, բայց հանդիպում են նաև փափուկ պտուտակներ ունեցող լուծույթներ, ինչպես օրինակ. գամված անկյուններ. Տնտեսական նկատառումներից ելնելով, ավելի հաճախ օգտագործվում են միացման խարիսխները, որոնք եռակցված են պողպատե հենարանի վրա (նկ. 5a), կամ հենվում են մեկ թեքված ծայրով հենարանի վրա (նկ. 5b): Նկ. 5c ցույց է տալիս համապատասխան լուծումը տեղաշարժված կեռիկներով: Նկ. 6 ցույց է տալիս առաստաղի հենարանների նորմալ լուծում շենքերի շինարարության մեջ, մասնավորապես՝ ա) զուգակցված հենարան՝ պատրաստված I-ճառագայթներից, բ) պատրաստված T-ճառագայթներից, որը ստեղծվում է I-ճառագայթների կտրմամբ: Հենարանների ծայրերում միշտ պետք է տրամադրվեն հատկապես ամուր ծայրային ամրակներ (նկ. 7): Թեք խարիսխները օգտագործվում են սալաքարի մեջ նեղացումից և ջերմաստիճանից լարումներ մտցնելու համար:

:Տարբեր միացման խարիսխների գծագրեր՝ եռակցված կամ հենված պողպատե հենարանի վրա

Պատկեր 5 — միացնող խարիսխներ

Պատկեր 6 — միջնահարկ կառուցվածքի աջակցություն

Միացման միջոցների չափագրումը կատարվում է տարրական սկզբունքներով։ Առանձին միջոցները պետք է ստանան իրենց տարածությանը համապատասխան կտրող ուժ: Ուղեղի ցողունի եռակցված կապը չափելիս պետք է հաշվի առնել շրջվելու պահը։

:Ուղեղի վերջի գծագրեր՝ խարիսխով և հատուկ խարիսխի դետալներով

Պատկեր 7 — ա) Ավարտել ուղեղը խարիսխով; բ) խարսխում

Էլաստիկ միացում

Նախորդ ներկայացումները կապված էին _կոշտ միացման հետ, որտեղ պողպատե հենարանի և թիթեղի միջև հարաբերական տեղաշարժը հավասար է զրոյի, իսկ միացման միջոցները գործում են անընդհատ: Անտեսվում է միացման միջոցների դեֆորմացիան, բետոնի և պողպատե հենարանի տեղային դեֆորմացիան։

:Աջակցման սխեման առաձգական միացումով և նշված հարաբերական տեղաշարժով

Պատկեր 8 — ամրակ առաձգական կցորդիչով

Կոշտ միացման ենթադրության դեպքում միացման առանձին միջոցներով փոխանցվող ուժերը համաչափ են ուղեղի լայնակի ուժին և տարածությանը: Եթե ​​որոշակի հատվածներում պողպատե հենարանի և բետոնե սալիկի միջև տեղի են ունենում զգալի հարաբերական շարժումներ, դա առաջացնում է ուժերի նկատելի վերախմբավորում: Բետոնը կարող է մասամբ դադարել գործել որպես զուգակցված ճառագայթի ճնշման թիթեղ, որի արդյունքում կտրող ուժերի առավելագույն արժեքները զգալիորեն կրճատվում են: Նկ.8բերված է առաձգական կցորդիչով շինարարության օրինակ, որը նման է Հռենոսի կամրջին, Քյոլն-Ռոդենկիրխեն: Նկ.9Ցուցադրվում է առաձգական միացման ազդեցությունը շարունակական հենարանի վրա՝ կենտրոնացված ուժի և լիովին հավասարաչափ բաշխված բեռի համար: «ψ» տեղաշարժը, որը կտրվածք ստանալու համար կցորդի կոշտության չափանիշն է, սահմանված է նկ.8. Հետևաբար, առաձգական միացման ազդեցությունը շատ մեծ է, եթե միացման բնութագրերը նպատակաուղղված են ընտրված կտրվածք ստանալու համար:

Առաձգական միացման գործողության գծապատկերը շարունակական կամրջի հենակում

Նկար9— Առաձգական միացումով կամրջի օրինակ

Կցված կոնստրուկցիաների հաշվարկ

Սկզբունքորեն, տնտեսական է, որ բետոնե սալիկի հաստությունը հնարավորինս փոքր լինի, մինչդեռ կանոնակարգով որոշված ​​նվազագույն հաստությունները պետք է պահպանվեն:

Ստատիկորեն որոշված ​​կառույցներ

Ստատիկորեն որոշված ​​կոնստրուկցիաների համար (օրինակ՝ պարզ ճառագայթներ), որոշակի բեռի համար ընդհանուր հատվածում ստատիկ ազդեցությունները հաստատուն են կամ ժամանակից անկախ։ Հոսքի և նեղացման հետևանքների պատճառով փոփոխական են միայն ճկման պահերը և նորմալ ուժերը հատվածի որոշակի հատվածներում:

Կծկման ազդեցությունը կարող է ներկայացվել որպես համապատասխան ջերմաստիճանի տարբերություն պողպատե հենարանի և բետոնե սալիկի միջև: Բետոնի կծկման հետևանքով զուգակցված հատվածում առաջանում են ներքին լարումներ, մասնավորապես՝ բետոնի կծկումից առաձգական լարումներ, որոնց կծկումը կանխվում է պողպատե հենարանի (ինչպես նաև բուն ամրացման) ազդեցությամբ, մինչդեռ համապատասխան սեղմման լարումներ առաջանում են պողպատի հատվածում (նկ. 10): Կծկումը մեծանում է ժամանակի հետ մինչև վերջնական արժեք՝ ըստ մեկ էքսպոնենցիալ ֆունկցիայի: Քանի որ կծկման լարումները նույնպես մեծանում են նեղացման դեֆորմացիաների հետ, տեղի է ունենում այսպես կոչված կծկման հոսք:

:Ափսեի ազատ կծկման և լարվածության դիագրամ՝ զուգակցված հենակետում սեղմվելու պատճառով

Նկար 10 — ա) Ազատ թիթեղի կծկում առանց միացման; բ) լարումներ՝ կապված զուգակցված հենարաններում կծկվելու պատճառով

Կախված ստատիկ համակարգից, որը ստանձնում է բետոնե սալիկի ինքնուրույն քաշը, այն տարբերվում է. միացում միայն շարժվող բեռի համար (միայն պողպատե հենարանը վերցնում է իր սեփական քաշը, իսկ զուգակցված համակարգը ընդունում է միայն այն բեռները, որոնք գործում են պատրաստի կառուցվածքի վրա), միացում սեփական քաշի և շարժվող բեռի համար (ամբողջ ինքնակշիռը և շարժվող բեռը գործում են զույգի վրա):

Առաջին դեպքը տեղի է ունենում, երբ պողպատե հեծանիվները ծառայում են որպես կաղապարամածներ՝ առանց հենման, իսկ բետոնապատման ժամանակ կարող են թեքվել դաշտում (նկ.11ա). Այս դեպքում պողպատե հենարանը ինքն է վերցնում բետոնի և կաղապարի քաշը: Կպչունությունը տեղի է ունենում միայն այն ժամանակ, երբ բետոնը բավականաչափ կոշտ է (Նկար.11բ), և հենարանը չպետք է բեռնվի բետոնապատումից անմիջապես հետո, որպեսզի խուսափի բետոնի վնասից կամ ավելորդ հոսքից:

Երկրորդ դեպքում, երբ բետոնե սալիկի ինքնուրույն քաշը ստացվում է զուգակցված համակարգով (նկ11գ), ենթադրվում է, որ պողպատե հենարանը բետոնապատման ժամանակ հենվում է բավարար տեղերում, որպեսզի զգալի ճկման պահեր չստանա։ Լարման բաշխումը փայտամածը հեռացնելուց հետո ներկայացված է նկ.11դ.

Լարման բաշխման դիագրամներ միացման ժամանակ շարժման և ինքնաբեռնման համար

Նկար11— Շարժման և ինքնաբեռնման համար կցորդիչ՝ լարման բաշխմամբ՝ փայտամածը հեռացնելուց առաջ և հետո

Նախաբեռնում

Պարզ ճառագայթների դեպքում բետոնի մեջ ավելի փոքր առաձգական լարումներ են առաջանում միայն կծկման և ջերմաստիճանի տարբերության պատճառով: Զգալի առաձգական լարումներ առաջանում են վերելքի ճառագայթների, շարունակական գավազանների և այլ կառույցներում, որոնք կարող են առաջացնել բետոնի ճաքեր: Եթե ​​բացասական պահերի տարածքում ճաքեր են հայտնվում, ապա միացման էֆեկտը կորչում է։ Հետևաբար, օգտակար է բետոնե սալիկի վրա նախապես առաջացնել սեղմման փոքր լարումներ, որպեսզի ապահով կերպով խուսափենք բետոնի նեղացման հետևանքով ճաքերի առաջացումից: Կապակցված ճառագայթների բետոնե սալիկի առաձգական լարումները կարող են կրճատվել՝

1. Պողպատե գավազանի համապատասխան բացասական նախաբեռնումով (վերին եզրի նախալարում): Միաժամանակ պետք է մանրակրկիտ ուսումնասիրել բետոնապատման հաջորդականությունը։

2. Շարունակական հենարանների միջին հենարանները բարձրացնելով և իջեցնելով: որի շնորհիվ, համապատասխան ընթացակարգով, սեղմման լարումներ կարող են առաջանալ զուգակցված հենարանի բետոնե սալիկի վրա:

3. Նախալարումով։ Ամենապարզ դեպքն այն է, երբ ազատ բետոնե սալիկը նախալարված է, և միայն այնուհետև միացված է պողպատե հենարանին: Այս ընթացակարգի առավելությունը համեմատաբար փոքր նախալարման ուժն է, քանի որ պողպատե հենարանի սեղմված գոտին նախալարված չէ: Այս հենակը ճկման պահեր է ստանում միայն բետոնե սալիկի հոսքի և կծկման շնորհիվ, ուստի այն մնում է ուղիղ՝ նախալարման ուժի շնորհիվ: Նկ.12և ցուցադրված է լարվածության բաշխումը նախալարման այս դեպքի համար (t=0), իսկ նկ.12բ վերջնական վիճակը հոսքի վերջում (t=tE) և նկ.12գ ճկման լարումներ կարճաժամկետ մոմենտի բեռնման պատճառով (t=a). Նկ.12d-ը ցույց է տալիս լարման բաշխումը t=-ի համար0 կապակցված բետոնե սալիկի նախալարման դեպքում.

Լարվածության դիագրամներ ազատ բետոնե սալիկի նախալարման և հետագա միացման ժամանակ

Նկար12— Ազատ կանգնած բետոնե սալիկի նախալարում հետագա միացումով

Ստատիկորեն անորոշ կոնստրուկցիաներ

Շարունակական հեծանիվները և նմանատիպ կառույցները ստանում են ճկման բացասական մոմենտներ, որոնք հաճախ առաջացնում են բարձր առաձգական լարումներ երկաթբետոնե սալիկի մեջ: Ճեղքերը անցանկալի են հատկապես կամուրջներում՝ հաշվի առնելով զուգակցված ճառագայթների ծառայության ժամկետը և ճեղքերի վրա խազերի ազդեցությունը: Ստատիկորեն անորոշ համակարգերը հաշվարկվում են կարճաժամկետ բեռների համար (շարժվող բեռներ)՝ անփոփոխ համակարգի համար ստատիկական սովորական մեթոդների համաձայն: Համապատասխան ստատիկ մեծությունները և դեֆորմացիաները նույնն են, ինչ իդեալական առաձգական համակարգում: Մշտական ​​ծանրաբեռնվածության, հատկապես բարձր նախալարման ազդեցության տակ միշտ առաջանում է մեծ հոսք: Նախալարման ուժը որոշելիս պետք է հաշվի առնել թեքված նախալարման տարրերի շփումը։ Շինարարության ընթացքում զուգակցված կամուրջների վերելքը պետք է ուշադիր ընտրվի: Պատրաստի զուգակցված հենարանները շատ կոշտ են, ուստի գրեթե անհնար է բարձրության դիրքի հետագա ուղղումներ կատարել: Վերջնական մակարդակը հասնում է միայն մի քանի տարի անց՝ հաշվի առնելով հոսքը։ Այդ հարթեցումը որոշ չափով անորոշ է, քանի որ կծկման և հեղուկացման հետևանքները փոփոխական են՝ կախված կլիմայական պայմաններից, որոնք հնարավոր չէ կանխատեսել:

Եզրակացություն

Միացման կիրառումը չի սահմանափակվում միայն թիթեղյա ճառագայթներով, այլ կարող է ներառել նաև Լանգերի ճառագայթների, կախովի կամուրջների և այլնի ամրացման հենարաններ, ինչպես նաև երթևեկելի մասով դեպի վեր կամ վար վանդակավոր գոտիներ: Ցանցային կամուրջներ - բարձր առաձգական լարումներ են առաջանում ներքևում գտնվող ճանապարհի մոտ գտնվող ճանապարհի սալերում, քանի որ այս սալերը պետք է մեծ կամ փոքր չափով հետևեն հիմնական գավազանի ձգված գոտու երկարացմանը: Ճաքերից խուսափելու համար պահանջվում է համապատասխան երկայնական նախալարում: Նկ.13կա սահմանային պատյան, որի դեպքում պողպատե ցանցն այլևս չունի ստորին գոտի, և դրա դերն ամբողջությամբ ստանձնում է երկու ուղղություններով նախալարված երկաթբետոնե սալիկը: Նկ.13բ հատվածի ջրանցքները տեսանելի են60x180մմ ինքնին աջակցության մեջ:

Gahle Bridge-ի հատվածը և երկաթբետոնե սալաքարով ստորին գավազանի պողպատե ֆերմայի հանգույցի դետալը

Նկար13— Գահլե կամուրջ. ա) հատված; բ) ստորին գոտու հանգույց, ձախ գլխավոր կայարանում, աջ Վեշալկայում