Mahalagang paunawa sa teknikal at kaligtasan: Ito ay isang archival na pang-edukasyon na teksto, hindi isang istrukturang disenyo, static na pagkalkula, naaangkop na pamantayan, magkasanib na detalye o pagtuturo para sa konstruksyon, welding, concreting, shoring, prestressing o rehabilitation. Ang lahat ng orihinal na formula, marka, sukat, materyales, pamamaraan at paghahabol ay inililipat nang walang pag-verify ayon sa mga regulasyon ngayon. Ang disenyo at pagpapatupad ng pinagsamang bakal-kongkretong istruktura ay eksklusibong pagmamay-ari ng mga awtorisadong inhinyero ng sibil, mga taga-disenyo ng istruktura, mga kontratista at pangangasiwa batay sa partikular na bagay, pagkarga, lupa, materyal at naaangkop na mga pamantayan.
Ang mga konektadong construction ay hindi isang espesyal na serbisyo sa kasalukuyang pampublikong alok ng Savo Kusić. Ang kasalukuyang focus ay wood Mga bintana, wood-aluminum Mga bintana at custom doors. Para sa proyekto sa bintana o pinto, maaari kang magpadala ng request for quotation.
Panimula
Sa ilang mga konstruksyon, ginagamit ang mga reinforced concrete slab sa mga suportang bakal, tulad ng mga pavement slab ng mga tulay sa I-longitudinal at transverse girder o kisame sa mga gusali sa I-girder. Noong nakaraan, ang mga naturang sistema ay may sukat sa ilalim ng pagpapalagay na ang dalawang elementong ito ay maaaring gumalaw sa isa’t isa at ang mga sandali sa direksyon ng pangunahing span ay natanggap lamang ng mga suportang bakal. Inilipat ng kongkretong slab ang pagkarga sa mga girder ng bakal, ngunit hindi nakibahagi sa pagtanggap ng kaukulang mga static na halaga (fig.1).
Figure 1 — Coupled carrier, system
Para sa pamamaraang ito ng pagtatayo, ang mga transverse joint ay nakikita sa concrete slab sa mga regular na pagitan, upang paganahin ang pag-urong ng reinforced concrete at maiwasan ang hindi kanais-nais na mga bitak, ibig sabihin, mga karagdagang stress. Gayunpaman, ipinakita ng karanasan na ang mga aktwal na puwersa sa naturang sistema ay makabuluhang naiiba sa mga nakalkula. Sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng reinforced concrete slab at steel support, isang malaking friction (adhesion stress) ang nangyayari, upang ang parehong mga elemento ay laging nagtutulungan.
Ang kawalan ng hindi inaasahang epekto ng pagkabit ay ang hitsura ng isang bingaw na epekto sa mga joints ng kongkreto na slab. Ang mga shear stress sa kahabaan ng abutment surface ay tumataas nang husto malapit sa joint, katulad ng shear stresses sa mga dulo ng side seams. Dahil ang posisyon ng zero line sa joint ay halos hindi nagbabago, ang mga normal na stress sa steel support ay maaaring mas mataas kaysa sa mga kinakalkula para sa pare-parehong pagkabit. Simula sa bingaw na ito, maaaring mangyari ang adhesion mastering na mas lalong kumalat. Samakatuwid, ang mga joints sa pavement slab ay hindi tumutupad sa kanilang tungkulin at hindi epektibo.
Mga kasamang carrier
Sa kaso ng mga pinagsamang suporta, ipinapalagay na ang mga puwersa ng paggugupit sa ibabaw ng kontak sa pagitan ng suportang bakal at ng kongkretong slab ay maaaring ligtas na mailipat (mga puwersa sa mga beam). Ang panuntunan ay ang kongkretong slab ay nakasalalay nang direkta sa itaas na sinturon ng suportang bakal at walang mga kamag-anak na paggalaw. Sa tinatawag na With rigid coupling, ginagamit ang mga espesyal na paraan ng koneksyon (spindles, stirrups, anchors), na naka-embed sa kongkreto.
Isasaalang-alang namin ang kaso ng isang pinagsamang sinag na may isang kongkretong slab na walang mga transverse joints. Kung ang isang tiyak na pagkarga (hal. baluktot na sandali) ay kumikilos lamang sa maikling panahon, ang kaukulang mga stress at deformation ay Δσ, resp. Δε ayon sa elementary strength science, katulad ng reinforced concrete. Ang mga stress sa bakal at kongkreto, sa isang tiyak na pagpahaba, ay nakatayo na may kaugnayan sa kanilang modulus of elasticity: σst/σb = Est/Eb = n. Kung ang pag-load ay pangmatagalan, ang mga deformation ng kongkreto ay nangyayari dahil sa pag-urong at daloy. Kung may ε0= σ/E0 markahan ang pagpapapangit dahil sa panandaliang pagkarga sa sandaling ito t =0, tumataas ang deformation sa ilalim ng permanenteng pagkarga dahil sa friction hanggang sa sandaling t sa halaga εt = ε0(t + φt). Sa ilalim ng parehong mga kondisyon, ang mga deformation ng ani ay kinakalkula na parang proporsyonal sa mga stress. Kaya naman sinasabi na ang batas ni Hooke ay nalalapat sa mga deformation dahil sa daloy. Ang koepisyent ng daloy φt ay depende sa oras, klase ng kongkreto, panlabas na temperatura, kahalumigmigan ng hangin, sandali ng pag-load ng elemento, atbp.
Sa halip na baluktot ayon sa Bernoulli\ at Navier, lumilitaw ang mga pagkakaiba-iba ng relasyon, ibig sabihin, ang pamamahagi ng stress ay dapat na matukoy mula sa differential equation para sa daloy. Bilang resulta ng daloy, ang mga stress sa kongkreto ay bumababa, habang ang mga stress sa bakal ay tumataas. Ang mga pagbabago sa stress na ito ay nakasalalay, bilang karagdagan sa mga sukat ng cross-section, sa mga nababanat na dimensyon at ang sandali ng pagkarga. Ang mga katulad na kahihinatnan mula sa daloy ay nangyayari mula sa pag-urong ng kongkreto. Ang halaga ng mga sukat ng pag-urong εs ay depende sa kongkreto, ang paraan ng paggawa nito, pati na rin sa mga kondisyon ng klima. Ang pag-urong ng kongkreto ay hindi nakasalalay sa pag-load na inilapat sa elemento.
Ang ibig sabihin ng pagsasama
Ang coupling means ay dapat na ligtas na ilipat ang lahat ng shearing forces sa kongkreto at bakal na ibabaw na magkadikit, dahil sa mga kargada na nagaganap, at sa gayon ay maiwasan ang pagdulas. Bilang karagdagan, dapat nilang matanggap ang mga pahilig na pangunahing mga puwersa ng pag-igting, kung dahil sa kanilang laki, ang kongkretong seksyon mismo ay hindi matanggap ang mga ito. Ang laki ng mga puwersa ay tinutukoy ayon sa teorya ng elementarya. Ang mga sumusunod ay itinuturing na paraan ng pagsasama:
- Coupling anchors: Ang mga ito ay bilog o flat na bakal na mga plato, na hinangin sa itaas na sinturon ng steel support, na katulad ng pagkilos ng nakabaluktot na reinforcement ng reinforced concrete beam. Ginagawa ang mga ito bilang mga kawit o stirrups, pahilis o patayo. Ang mga anchor na ito ay kumikilos lamang sa isang direksyon at hindi epektibo kung ang puwersa ng paggugupit ay nagbabago ng tanda.
- Mga Bracket: Ang mga ito ay nakakabit sa itaas na ibabaw ng steel support, maaari silang makatanggap ng shear forces sa magkabilang direksyon. Ang pagkakaiba ay dapat gawin sa pagitan ng malambot at matibay na utak sa direksyon ng puwersa ng paggugupit. Ang mga malalambot na selula ng utak ay dumaranas ng makabuluhang mga pagpapapangit at hindi pantay na namamahagi ng mga puwersa ng paggugupit sa ibabaw ng mga ito. Ang mga matibay na utak ay nagbibigay ng isang mas mahusay na pamamahagi ng mga puwersa na may mas maliit na mga pagpapapangit.
Larawan 2 — Tulay sa ibabaw ng Ruhr River malapit sa Herdecke
- Spiral reinforcement: Nakapatong ito sa bakal na suporta at hinangin sa mga punto ng contact. Ang mga spiral ay hindi angkop para sa makabuluhang puwersa ng pagkabit. Ang parehong ay totoo para sa corrugated round steel. Bilang isang halimbawa ng mga paraan para sa pagkabit sa mga tulay, sa fig. Ang 2 ay ipinapakita ang mga girder ng tulay sa ibabaw ng Ruhr malapit sa Herdecka (girders 60x40 na may vertical stirrups ϕ122, na kung saan ay iniiwasan ang kanilang mga sarili na hinangin, sa pagkakasunud-sunod ng mga welded sa kanilang mga sarili, sa pagkakasunud-sunod ng mga welded sa kanilang mga sarili, sa pagkakasunud-sunod ng mga welded sa kanilang sarili, sa pagkakasunud-sunod sa fig. Ang ibig sabihin ng 3 para sa pagkonekta sa mga transverse girder ng isang tulay, depende sa laki ng transverse force, ang mga laterally welded stirrups para sa mga girder, pati na rin ang direktang welded stirrups para sa upper belt na may mga espesyal na girder, ay inilapat. Sa kaso ng mahabang stirrups, ang mga stirrups ay maaari ding welded sa magkabilang panig, fig. 4a. Sa fig. Ang 4b ay ang ipinapakitang solusyon na may mga slanted stirrups.
Figure 3 — Transverse support ng isang tulay
Larawan 4 — Mga utak na may mga stirrup
Sa pagtatayo ng gusali, ginagamit din ang mga matibay na stirrup na may mga stirrup o mga stirrups lamang, ngunit ang mga solusyon na may malambot na mga stirrup ay makikita rin, tulad ng hal. riveted na sulok. Para sa mga kadahilanang pang-ekonomiya, mas madalas na ginagamit ang mga coupling anchor, na hinangin sa butt sa isang suportang bakal (fig. 5a), o nakapatong sa suporta na may isang baluktot na dulo (fig. 5b). Sa fig. Ipinapakita ng 5c ang kaukulang solusyon na may mga displaced hook. Sa fig. Ang 6 ay nagpapakita ng isang normal na solusyon para sa mga suporta sa kisame sa pagtatayo ng gusali, ibig sabihin, a) isang pinagsamang suporta na gawa sa mga I-beam, b) gawa sa mga T-beam, na nilikha sa pamamagitan ng pagputol ng mga I-beam. Sa mga dulo ng mga suporta, partikular na ang mga matibay na braces sa dulo ay dapat palaging ibigay (fig. 7). Ang mga hilig na anchor ay ginagamit upang ipasok ang mga stress mula sa pag-urong at temperatura sa slab.
Larawan5— Pinagsasama ang mga anchor
Larawan6— Suporta sa istruktura ng mezzanine
Ang pagdimensyon ng mga paraan para sa pagkabit ay isinasagawa ayon sa mga prinsipyo ng elementarya. Ang mga indibidwal na paraan ay dapat makatanggap ng puwersa ng paggugupit na tumutugma sa kanilang espasyo. Kapag dimensyon ang welded na koneksyon ng utak, dapat isaalang-alang ang overturning moment.
Larawan7— a) Tapusin ang utak na may angkla; b) angkla
Nababanat na pagkabit
Ang mga nakaraang pagtatanghal ay tumutukoy sa matibay na pagkabit, kung saan ang relatibong pag-aalis sa pagitan ng suportang bakal at ng plato ay katumbas ng zero, at ang ibig sabihin ng pagkabit ay patuloy na kumikilos. Ang pagpapapangit ng ibig sabihin ng pagkabit, ang lokal na pagpapapangit ng kongkreto at ang suportang bakal ay napabayaan.
Larawan8— Bracket na may elastic coupling
Sa ilalim ng pagpapalagay ng matibay na pagkabit, ang mga puwersa na ipinadala ng mga indibidwal na paraan ng pagkabit ay proporsyonal sa transverse force at ang spacing ng utak. Kung ang mga makabuluhang paggalaw sa pagitan ng suportang bakal at ang kongkretong slab ay nangyayari sa ilang mga lugar, ito ay nagdudulot ng kapansin-pansing muling pagpapangkat ng mga puwersa. Ang kongkreto ay maaaring bahagyang huminto sa pagkilos bilang isang pressure plate ng isang pinagsamang sinag, kung saan ang pinakamataas na halaga ng mga puwersa ng paggugupit ay makabuluhang nabawasan. Sa fig.8isang halimbawa ng isang konstruksiyon na may elastic coupling ay ibinigay, katulad ng sa tulay sa ibabaw ng Rhine, Koln-Rodenkirchen. Sa fig.9ang epekto ng nababanat na pagkabit sa isang tuluy-tuloy na suporta ay ipinapakita, para sa isang puro puwersa at isang ganap na pantay na ipinamamahagi na pagkarga. Ang displacement ψ, na isang sukatan ng higpit ng pagkabit para sa pagtanggap ng paggugupit, ay tinukoy sa fig.8. Ang impluwensya ng nababanat na pagkabit ay samakatuwid ay napakalaki, kung ang mga katangian ng pagkabit ay pinili nang may layunin upang makatanggap ng gupit.
Larawan9— Halimbawa para sa isang tulay na may elastic coupling
Pagkalkula ng mga pinagsamang konstruksyon
Sa prinsipyo, ito ay matipid na ang kapal ng kongkreto na slab ay dapat na maliit hangga’t maaari, habang ang pinakamababang kapal na tinutukoy ng mga regulasyon ay dapat na sundin.
Statically tinutukoy na mga istraktura
Sa kaso ng statically determined constructions (eg simpleng beams), ang mga static na impluwensya sa common section para sa isang partikular na load ay pare-pareho, o independiyente sa oras. Tanging ang mga baluktot na sandali at normal na puwersa sa ilang bahagi ng seksyon ay nagbabago dahil sa mga epekto ng daloy at pag-urong.
Ang epekto ng pag-urong ay maaaring ilarawan bilang katumbas na pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng suportang bakal at ng kongkretong slab. Bilang resulta ng pag-urong ng kongkreto, lumilitaw ang mga panloob na stress sa pinagsamang seksyon, lalo na ang mga tensile stress mula sa pag-urong sa kongkreto, na ang pag-urong ay pinipigilan ng impluwensya ng suporta sa bakal (pati na rin ang reinforcement mismo), habang ang kaukulang mga compressive stress ay nangyayari sa seksyon ng bakal (fig. 10). Tumataas ang pag-urong sa paglipas ng panahon hanggang sa huling halaga ayon sa isang exponential function. Dahil tumataas din ang shrinkage stresses kasabay ng shrinkage deformations, nagreresulta ito sa tinatawag na shrinkage flow.
Figure 10 — a) Contraction ng libreng plate na walang coupling; b) mga stress dahil sa pag-urong sa mga pinagsamang suporta
Depende sa static system na nagpapalagay ng self-weight ng concrete slab, may pagkakaiba: coupling para sa gumagalaw na load lamang (ang self-weight ay ipinapalagay lamang ng steel support, at ang coupled system ay tumatanggap lamang ng load na kumikilos sa natapos na structure), coupling para sa sariling bigat at sa buong moving load na act (ang gumagalaw na self-load na act) system).
Ang unang kaso ay nangyayari kapag ang mga steel girder ay nagsisilbing formwork support, nang hindi sinusuportahan, at sa panahon ng concreting maaari silang yumuko sa field (fig. 11a). Sa kasong ito, ang suporta ng bakal mismo ay tumatagal ng bigat ng kongkreto at formwork. Ang pagbubuklod ay nangyayari lamang kapag ang kongkreto ay sapat na ang tigas (fig. 11b), kaya ang suporta ay hindi dapat i-load kaagad pagkatapos ng pagkonkreto, upang maiwasan ang pagkasira o labis na pagdaloy ng kongkreto.
Sa pangalawang kaso, kapag ang self-weight ng concrete slab ay natanggap din ng coupled system (fig. 11c), ipinapalagay na ang steel support ay sinusuportahan sa panahon ng concreting sa mga sapat na lugar, upang hindi ito makatanggap ng makabuluhang bending moments. Ang pamamahagi ng boltahe pagkatapos alisin ang scaffolding ay ipinapakita sa fig. 11d.
Figure 11 — Coupling para sa gumagalaw at patay na load, na may mga distribusyon ng boltahe bago at pagkatapos tanggalin ang scaffolding
Preload
Sa kaso ng mga simpleng beam, ang mas maliliit na tensile stress ay nangyayari sa kongkreto dahil lamang sa pag-urong at pagkakaiba ng temperatura. Ang mga malalaking tensile stress ay nangyayari sa mga overhang beam, tuluy-tuloy na girder at iba pang istruktura, at ang mga ito ay maaaring magdulot ng mga bitak sa kongkreto. Kung lumilitaw ang mga bitak sa lugar ng mga negatibong sandali, mawawala ang epekto ng pagkabit. Samakatuwid, ito ay kapaki-pakinabang upang ibuyo ang mga maliliit na compressive stress sa kongkreto na slab nang maaga upang ligtas na maiwasan ang pagbuo ng mga bitak dahil sa kongkretong pag-urong. Ang mga tensile stress sa kongkretong slab ng mga pinagsamang beam ay maaaring mabawasan:
1. Sa pamamagitan ng kaukulang negatibong preloading ng steel girder (pretensioning ng upper edge). Ang pagkakasunud-sunod ng pagkonkreto ay dapat na maingat na pag-aralan.
2. Sa pamamagitan ng pagtaas at pagbaba ng mga gitnang suporta ng tuluy-tuloy na suporta. kung saan, sa naaangkop na pamamaraan, ang mga compressive stress ay maaaring idulot sa kongkretong slab ng pinagsamang suporta.
3. Sa pamamagitan ng prestressing. Ang pinakasimpleng kaso ay kapag ang isang libreng kongkreto na slab ay prestressed, at pagkatapos ay konektado lamang sa isang suportang bakal. Ang bentahe ng pamamaraang ito ay medyo maliit na prestressing force, dahil ang compressed belt ng steel support ay hindi prestressed. Ang girder na ito ay tumatanggap ng mga baluktot na sandali lamang dahil sa daloy at pag-urong ng kongkretong slab, kaya nananatili itong tuwid dahil sa prestressing force. Sa fig.12at ang pamamahagi ng stress para sa kasong ito ng prestress ay ipinapakita (t=0), at sa fig.12b panghuling estado sa dulo ng daloy (t=tE) at sa fig.12c bending stresses dahil sa panandaliang paglo-load ng sandali (t=a). Sa fig.12d ay nagpapakita ng pamamahagi ng boltahe para sa t=0 sa kaso ng prestressing ang bonded concrete slab.
Larawan12— Prestressing ng isang free-standing concrete slab na may kasunod na pagkabit
Statically indeterminate constructions
Ang mga tuluy-tuloy na girder at katulad na mga istraktura ay tumatanggap ng mga negatibong baluktot na sandali, na kadalasang nagdudulot ng mataas na tensile stress sa reinforced concrete slab. Ang mga bitak ay hindi kanais-nais, lalo na sa mga tulay, kung isasaalang-alang ang buhay ng serbisyo ng mga pinagsamang girder at ang epekto ng mga bingaw sa mga bitak. Ang mga statically indeterminate system ay kinakalkula para sa mga panandaliang load (moving load) ayon sa karaniwang pamamaraan ng statics para sa isang hindi nagbabagong sistema. Ang kaukulang mga static na dami at mga deformation ay kapareho ng sa isang perpektong nababanat na sistema. Sa ilalim ng epekto ng patuloy na paglo-load, lalo na ang mataas na prestressing, palaging nangyayari ang malaking daloy. Kapag tinutukoy ang puwersa ng prestressing, dapat isaalang-alang ang alitan ng mga baluktot na elemento ng prestressing. Sa panahon ng pagtatayo, dapat na maingat na piliin ang overhang ng mga pinagsamang tulay. Ang mga handa na pinagsamang suporta ay napakahigpit, kaya halos imposible na gumawa ng mga kasunod na pagwawasto ng posisyon ng taas. Ang huling antas ay makakamit lamang pagkatapos ng ilang taon, kung isasaalang-alang ang daloy. Ang pag-level na iyon ay hindi tiyak sa ilang lawak, dahil ang mga epekto ng pag-urong at daloy ay nagbabago, depende sa klimatikong kondisyon na hindi mahulaan.
Konklusyon
Ang paglalagay ng coupling ay hindi limitado sa mga sheet metal beam, ngunit maaari ding magsama ng mga suporta para sa paninigas ng mga Langer beam, suspension bridge, atbp. pati na rin ang mga lattice girder na may daanan ng pataas o pababa. Mga tulay ng sala-sala - nagaganap ang mataas na tensile stress sa mga slab ng kalsada malapit sa daanan sa ibaba, dahil ang mga slab na ito ay kailangang sumunod sa mas malaki o mas maliit na lawak ng pagpahaba ng tensioned belt ng pangunahing girder. Ang sapat na longitudinal prestressing ay kinakailangan upang maiwasan ang mga bitak. Sa fig.13mayroong isang borderline case kung saan ang steel grid ay wala nang mas mababang sinturon, at ang papel nito ay ganap na kinuha sa pamamagitan ng isang reinforced concrete slab na prestressed sa magkabilang direksyon. Sa fig.13b ang mga kanal ng seksyon ay nakikita60x180mm sa suporta mismo.
Larawan13— Gahle tulay: a) seksyon; b) junction ng lower belt, kaliwa sa pangunahing istasyon, kanan sa Vešaljka