Маңызды техникалық және қауіпсіздік ескертуі: Бұл мұрағаттық оқу мәтіні, құрылымдық жоба емес, статикалық есептеу, қолданыстағы стандарт, бірлескен бөлшектер немесе құрылыс, дәнекерлеу, бетондау, тіреу, алдын ала кернеу немесе қалпына келтіру жөніндегі нұсқаулық. Барлық түпнұсқа формулалар, белгілер, өлшемдер, материалдар, процедуралар мен талаптар бүгінгі ережелерге сәйкес тексерусіз беріледі. Біріктірілген болат-бетон конструкцияларын жобалау және орындау тек рұқсат етілген құрылыс инженерлеріне, конструкторларға, мердігерлерге және нақты объектіге, жүктемеге, топыраққа, материалға және қолданыстағы стандарттарға негізделген қадағалауға жатады.
Қосылған конструкциялар Savo Kusić-тің ағымдағы ашық ұсынысында арнайы қызмет емес. Ағымдағы басты назар ағаш терезелер, ағаш-алюминий терезелер және арнайы есіктер болып табылады. Терезе немесе есік жобасы үшін баға ұсыныстарын сұрау жіберуге болады.
Кіріспе
Кейбір конструкцияларда болат тіректердегі темірбетон плиталары, мысалы, I-бойлық және көлденең арқалықтардағы көпірлердің тротуар тақталары немесе I-арқалықтардағы ғимараттардағы төбелер қолданылады. Бұрын мұндай жүйелер бұл екі элемент бір-бірімен қозғала алады және негізгі аралықтың бағыттағы сәттері тек болат тіректермен қабылданады деген болжаммен өлшенген. Бетон плитасы жүктемені болат арқалықтарға берді, бірақ сәйкес статикалық мәндерді алуға қатыспады (сур.1).
Сурет 1 — Қосылған тасымалдаушы, жүйе
Құрылыстың бұл әдісі үшін темірбетонның шөгуін қамтамасыз ету және қалаусыз жарықшақтарды, яғни қосымша кернеулерді болдырмау үшін бетон тақтасында тұрақты аралықпен көлденең қосылыстар қарастырылады. Дегенмен, тәжірибе көрсеткендей, мұндай жүйедегі нақты күштер есептелген күштерден айтарлықтай ерекшеленеді. Темірбетон плитасы мен болат тіреуіштің жанасуында үлкен үйкеліс (адгезия кернеуі) пайда болады, осылайша екі элемент де әрқашан ынтымақтасады.
Күтпеген ілінісу әсерінің кемшілігі - бетон плитасының қосылыстарындағы ойық әсерінің пайда болуы. Тірек бетінің бойындағы ығысу кернеулері бүйірлік тігістердің ұштарындағы ығысу кернеулері сияқты түйіспеге жақын жерде күрт өседі. Түйіндегі нөлдік сызықтың жағдайы іс жүзінде өзгермейтіндіктен, болат тіреуіштегі қалыпты кернеулер біркелкі ілінісу үшін есептелгеннен айтарлықтай жоғары болуы мүмкін. Осы ойықтан бастап адгезияны меңгеру пайда болуы мүмкін, ол одан әрі таралады. Сондықтан тротуар тақтасындағы буындар өз рөлін орындамайды және тиімді емес.
Қосылған тасымалдаушылар
Біріктірілген тіректер жағдайында болат тірек пен бетон плитасы арасындағы жанасу бетіндегі кесу күштері қауіпсіз берілуі мүмкін деп есептеледі (арқалықтардағы күштер). Ереже мынада: бетон плитасы тікелей болат тіректің жоғарғы белдеуіне тіреледі және салыстырмалы қозғалыстар болмайды. Бұл қатты муфта деп аталатын кезде бетонға ендірілген арнайы қосу құралдары (шпиндельдер, үзеңгілер, якорлар) қолданылады.
Көлденең қосылыстары жоқ бетон плитасы бар біріктірілген арқалық жағдайын қарастырамыз. Егер белгілі бір жүктеме (мысалы, иілу моменті) қысқа уақыт ішінде ғана әрекет етсе, сәйкес кернеулер мен деформациялар Δσ, resp. Δε қарапайым беріктік ғылымы бойынша, темірбетонға ұқсас. Болат пен бетондағы кернеулер белгілі бір созылу кезінде олардың серпімділік модуліне қатысты: σst/σb = Est/Eb = n. Жүктеме ұзақ мерзімді болса, бетонның деформациялары шөгу мен ағынға байланысты пайда болады. Егер ε болса0= σ/E0 t = сәтіндегі қысқа мерзімді жүктемеден болатын деформацияны белгілеңіз0, деформация тұрақты жүктеме кезінде үйкеліс әсерінен t сәтіне εt = ε мәніне дейін артады.0(t + φt). Дәл осындай жағдайларда шығымдылық деформациялары кернеулерге пропорционалды сияқты есептеледі. Сондықтан _Гук заңы ағынның әсерінен болатын деформацияларға қолданылады деп айтылады. Ағын коэффициенті φt уақытқа, бетон класына, сыртқы температураға, ауа ылғалдылығына, элементтің жүктелу моментіне және т.б.
Бернулли_\ және Навье\ сәйкес иілудің орнына дифференциалдық қатынастар пайда болады, яғни кернеудің таралуын ағынның дифференциалдық теңдеуінен анықтау керек. Ағынның нәтижесінде бетондағы кернеулер азаяды, ал болаттағы кернеулер артады. Бұл кернеу өзгерістері көлденең қима өлшемдерінен басқа серпімді өлшемдерге және жүктеме моментіне байланысты. Ағын сияқты салдарлар бетонның шөгуінен туындайды. Шөгу шараларының мөлшері εs бетонға, оны өндіру әдісіне, сондай-ақ климаттық жағдайларға байланысты. Бетонның шөгуі элементке түсетін жүктемеге байланысты емес.
Қосылу дегенді білдіреді
Ілініс құралдары туындайтын жүктемелерге байланысты жанасатын бетон және болат беттеріндегі барлық кесу күштерін қауіпсіз тасымалдауы керек және осылайша сырғып кетудің алдын алуы керек. Сонымен қатар, олар көлбеу негізгі керілу күштерін қабылдауы керек, егер олардың мөлшеріне байланысты бетон қимасының өзі оларды қабылдай алмаса. Күштердің мөлшері элементар иілу теориясына сәйкес анықталады. Келесілер біріктіру құралы ретінде қарастырылады:
- Муфта анкерлері: бұл темірбетон арқалықтардың иілген арматурасына ұқсас әрекет ететін болат тіректің жоғарғы белдігіне дәнекерленген дөңгелек немесе жалпақ темір пластиналар. Олар қиғаш немесе тігінен ілмек немесе үзеңгі ретінде жасалады. Бұл анкерлер тек бір бағытта әрекет етеді және егер ығысу күші белгіні өзгертсе, тиімді болмайды.
- Кронштейндер: олар болат тіреудің жоғарғы бетіне бекітіледі, олар екі бағытта да ығысу күштерін қабылдай алады. Кесу күшінің бағыты бойынша жұмсақ және қатты миды ажырату керек. Жұмсақ ми жасушалары айтарлықтай деформацияларға ұшырайды және олардың бетіне кесу күштерін біркелкі таратпайды. Қатты милар аз деформациялармен күштерді жақсырақ бөлуге мүмкіндік береді.
Сурет 2 — Гердекке жанындағы Рур өзені арқылы өтетін көпір
- Спиральды арматура: Ол болат тірекке сүйенеді және жанасу нүктелерінде дәнекерленген. Спиральдар маңызды біріктіру күштері үшін жарамайды. Дәл солай гофрленген дөңгелек болатқа да қатысты. Көпірлердегі байланыстыру құралдарының мысалы ретінде, күріш. 2-де Гердецка жанындағы Рур көпірінің арқалықтары көрсетілген (арқалық арқалықтар 60x40 тік үзеңгілері ϕ12, олар әрі қарай дәнекерленген, әрі қарай дәнекерленген емес); күріште. 3 бір көпірдің көлденең арқалықтарын қосуға арналған құралдар, көлденең күштің мөлшеріне байланысты арқалықтар үшін бүйірден дәнекерленген үзеңгілер, сонымен қатар арнайы арқалықтары бар жоғарғы белдік үшін тікелей дәнекерленген үзеңгілер қолданылды. Ұзын үзеңгілер жағдайында үзеңгілерді қарама-қарсы жақтарда да дәнекерлеуге болады, сур. 4a. Суретте. 4b – қиғаш үзеңгілері бар көрсетілген шешім.
Сурет 3 — Бір көпірдің көлденең тірегі
Сурет 4 — Үзеңгі бар милар
Ғимарат құрылысында үзеңгілері немесе жай үзеңгілері бар қатты үзеңгілер де қолданылады, бірақ жұмсақ үзеңгілері бар ерітінділер де кездеседі, мысалы: тойтарылған бұрыштар. Экономикалық себептерге байланысты болат тірекке түйіспелі дәнекерленген (5a-сурет) немесе бір ұшы иілген тірекке тірелген (5b-сурет) ілінісу анкерлері жиі қолданылады. Суретте. 5c ауыстырылған ілмектері бар сәйкес шешімді көрсетеді. Суретте. 6 ғимарат құрылысындағы төбелік тіректерге арналған қалыпты шешімді көрсетеді, атап айтқанда a) I-арқалықтардан жасалған біріктірілген тірек, б) I-сәулелерді кесу арқылы жасалған T-арқалықтардан жасалған. Тіреуіштердің ұштарында әрқашан әсіресе күшті тіректер болуы керек (7-сурет). Көлбеу анкерлер тақтаға шөгу мен температурадан болатын кернеулерді енгізу үшін қолданылады.
Сурет5— Муфта анкерлері
Сурет6— Мезониндік құрылымды қолдау
Ілініске арналған құралдардың өлшемдері қарапайым принциптер бойынша жүзеге асырылады. Жеке құралдар олардың аралықтарына сәйкес келетін ығысу күшін алуы керек. Мидың дәнекерленген қосылымын өлшемдеу кезінде аударылу моментін ескеру керек.
Сурет7— а) якорьмен аяқталатын ми; б) бекіту
Серпімді муфта
Алдыңғы презентацияларда болат тіреуіш пен пластина арасындағы салыстырмалы орын ауыстыру нөлге тең және ілінісу құралдары үздіксіз әрекет ететін қатты муфтаға сілтеме жасалды. Ілініс құралдарының деформациясы, бетонның жергілікті деформациясы және болат тірегі назардан тыс қалды.
Сурет8— серпімді муфтасы бар кронштейн
Қатты байланыстыру болжамы бойынша, біріктірудің жеке құралдары арқылы берілетін күштер көлденең күш пен мидың аралықтарына пропорционал. Белгілі бір аймақтарда болат тіреуіш пен бетон плитасы арасындағы айтарлықтай салыстырмалы қозғалыстар орын алса, бұл күштердің айтарлықтай қайта топтастырылуын тудырады. Бетон біріктірілген арқалықтың қысым тақтасы ретінде әрекет етуін ішінара тоқтата алады, соның арқасында ығысу күштерінің максималды мәндері айтарлықтай төмендейді. Суретте.8Рейн, Кольн-Роденкирхендегі көпірге ұқсас серпімді муфтасы бар құрылыстың мысалы келтірілген. Суретте.9шоғырланған күш және толық біркелкі бөлінген жүктеме үшін үздіксіз тірекке серпімді муфтаның әсері көрсетілген. Қабылдау ығысуы үшін муфтаның қаттылығының өлшемі болып табылатын орын ауыстыру ψ күріште анықталған.8. Сондықтан серпімді муфтаның әсері өте үлкен, егер муфтаның сипаттамалары ығысуды қабылдау үшін мақсатты түрде таңдалса.
Сурет9— Серпімді муфтасы бар көпірге мысал
Біріктірілген конструкцияларды есептеу
Негізінде, бетон плитасының қалыңдығы мүмкіндігінше аз болуы үнемді, ал нормативтік құжаттармен анықталған ең төменгі қалыңдықтарды сақтау керек.
Статикалық анықталған құрылымдар
Статикалық анықталған конструкцияларда (мысалы, қарапайым арқалықтар) белгілі бір жүктеме үшін жалпы қимадағы статикалық әсерлер тұрақты немесе уақытқа тәуелсіз болады. Тек иілу моменттері мен секцияның белгілі бір бөліктеріндегі қалыпты күштер ағынның және шөгудің әсерінен айнымалы болады.
Шөгу әсерін болат тіреуіш пен бетон плитасы арасындағы сәйкес температура айырмашылығы ретінде көрсетуге болады. Бетонның шөгуінің нәтижесінде біріктірілген секцияда ішкі кернеулер пайда болады, атап айтқанда бетондағы шөгуден болатын созылу кернеулері, олардың шөгуі болат тіректің (сондай-ақ арматураның өзі) әсерінен болдырмайды, ал болат қимасында сәйкес қысу кернеулері пайда болады (10-сурет). Шөгу уақыт өте келе бір экспоненциалды функцияға сәйкес соңғы мәнге дейін артады. Шөгу кернеулері де шөгу деформацияларымен бірге өсетіндіктен, бұл шөгу ағыны деп аталатынға әкеледі.
Сурет 10 — а) Бос пластинаның муфтасыз жиырылуы; б) біріктірілген тіректердің шөгуінен болатын кернеулер
Бетон плитаның өзіндік салмағын қабылдайтын статикалық жүйеге байланысты айырмашылық бар: тек қозғалатын жүкке арналған муфта (өз салмағын тек болат тіреуіш қабылдайды, ал біріктірілген жүйе тек дайын құрылымға әсер ететін жүктемелерді қабылдайды), меншікті салмаққа арналған муфта (және бүкіл қозғалатын жүкке арналған жүк. жүйесі).
Бірінші жағдай болат арқалықтар тіреусіз қалыпқа тіреу қызметін атқарғанда және бетондау кезінде далада майысып қалуы мүмкін болғанда орын алады (сур. 11a). Бұл жағдайда болат тірек өзі бетон мен қалыптардың салмағын алады. Бекіту бетон жеткілікті қатты болған кезде ғана жүзеге асады (сур. 11b), сондықтан бетонның зақымдануын немесе шамадан тыс ағып кетуін болдырмау үшін тірек бетондан кейін бірден жүктелмеуі керек.
Екінші жағдайда, бетон плитасының өзіндік салмағы да біріктірілген жүйемен қабылданған кезде (сур. 11c) болат тіреу жеткілікті жерлерде бетондау кезінде тірек болады, сондықтан ол елеулі иілу моменттерін қабылдамайды. Орманды алып тастағаннан кейін кернеудің таралуы күріш. 11d.
Сурет 11 — Қозғалатын және өлі жүкке арналған муфта, тіректерді алып тастағанға дейін және одан кейінгі кернеуді бөлу
Алдын ала жүктеу
Қарапайым арқалықтар жағдайында бетонда кішірек созылу кернеулері тек шөгу мен температура айырмашылығына байланысты пайда болады. Аспалы арқалықтарда, үздіксіз арқалықтарда және басқа құрылымдарда айтарлықтай созылу кернеулері пайда болады және олар бетонда жарықтар тудыруы мүмкін. Теріс сәттер аймағында жарықтар пайда болса, біріктіру әсері жоғалады. Сондықтан бетонның шөгуінен болатын жарықтардың пайда болуын қауіпсіз болдырмау үшін алдын ала бетон плитасында шағын қысу кернеулерін индукциялау пайдалы. Біріктірілген арқалықтардың бетон тақтасындағы созылу кернеулерін азайтуға болады:
1. Болат арқалықтың сәйкес теріс алдын ала жүктелуі арқылы (жоғарғы жиекті алдын ала созу). Бетондау ретін мұқият зерделеу керек.
2. Үздіксіз тіректердің ортаңғы тіректерін көтеру және түсіру арқылы. осылайша, сәйкес процедурамен біріктірілген тіректің бетон тақтасында қысу кернеулері туындауы мүмкін.
3. Алдын ала кернеу арқылы. Ең қарапайым жағдай - бос бетон плитасы алдын ала кернелген кезде, тек кейіннен болат тірекке жалғанған. Бұл процедураның артықшылығы салыстырмалы түрде кішігірім алдын ала кернеу күші болып табылады, өйткені болат тіректің сығылған белдігі алдын ала кернеуге ұшырамайды. Бұл арқалық иілу моменттерін тек бетон плитасының ағыны мен шөгуіне байланысты алады, сондықтан алдын ала кернеу күшінің әсерінен ол түзу болып қалады. Суретте.12және осы алдын ала кернеу жағдайы үшін кернеудің таралуы көрсетілген (t=0) және күріш.12b ағынның соңындағы соңғы күй (t=tE) және күріш.12c қысқа мерзімді моменттік жүктемеден болатын иілу кернеулері (t=a). Суретте.12d t= үшін кернеудің таралуын көрсетеді0 жапсырылған бетон плитасын алдын ала кернеу жағдайында.
Сурет12— Еркін тұрған бетон плитасын кейінгі муфтамен алдын ала кернеу
Статикалық анықталмаған конструкциялар
Үздіксіз арқалықтар және соған ұқсас конструкциялар темірбетон тақтасында жиі жоғары созылу кернеулерін тудыратын теріс иілу моменттерін алады. Біріктірілген арқалықтардың қызмет ету мерзімін және ойықтардың жарықтарға әсерін ескере отырып, әсіресе көпірлерде жарықтар қалаусыз. Статикалық анықталмаған жүйелер қысқа мерзімді жүктемелер үшін (жылжымалы жүктер) өзгермеген жүйе үшін статиканың әдеттегі әдістері бойынша есептеледі. Сәйкес статикалық шамалар мен деформациялар идеалды серпімді жүйедегідей. Тұрақты жүктеменің, әсіресе жоғары алдын ала кернеудің әсерінен әрқашан үлкен ағын пайда болады. Алдын ала кернеу күшін анықтау кезінде иілген алдын ала кернеу элементтерінің үйкелісін ескеру қажет. Құрылыс кезінде біріктірілген көпірлердің асып кетуін мұқият таңдау керек. Дайын біріктірілген тіректер өте қатты, сондықтан биіктік жағдайын кейінгі түзетулер іс жүзінде мүмкін емес. Соңғы деңгейге ағынды ескере отырып, бірнеше жылдан кейін ғана қол жеткізіледі. Бұл нивелирлеу белгілі бір дәрежеде белгісіз, өйткені шөгу мен ағынның әсері болжау мүмкін емес климаттық жағдайларға байланысты өзгермелі.
Қорытынды
Іліністерді қолдану тек қаңылтыр арқалықтармен шектелмейді, сонымен қатар Лангер арқалықтарын, аспалы көпірлерді және т.б., сондай-ақ жоғары немесе төмен жүру бөлігі бар торлы арқалықтарды қатайтуға арналған тіректерді қамтуы мүмкін. Торлы көпірлер - жоғары созылу кернеулері жолдың төменгі бөлігіндегі жолдың жанында орналасқан жол тақталарында пайда болады, өйткені бұл плиталар негізгі арқалықтың керілген белдеуінің ұзаруын азды-көпті деңгейде ұстауы керек. Жарықшақтарды болдырмау үшін тиісті бойлық алдын ала кернеу қажет. Суретте.13болат тордың бұдан былай төменгі белдеуі мүлде болмайтын және оның рөлін екі бағытта алдын ала кернелген темірбетон плитасы толығымен алатын шекаралық жағдай бар. Суретте.13b секцияның каналдары көрінеді60x180тіректің өзінде мм.
Сурет13— Галь көпірі: а) қима; б) төменгі белдеудің түйісуі, негізгі станцияда сол жақта, Вешалжкада оң жақта