Specijalna tema o toplotnim akcijama, expanzivnim spojevima i detaljima za oslobađanje kretanja u čeličnim skladištima

Duge zgrade nisu dodavanje još jednog zgloba, već uspostavljanje kontrolisanog puta deformacije

Opis: Ovaj članak se fokusira na probleme širenja i kontrakcije u dugim skladištima od čelika pod sezonskim temperaturnim varijacijama, sunčevim zračenjem i temperaturom zaključavanja konstrukcije. Razgovara se o rasporedu fiksnih tačaka i zona oslobađanja, razlikovanju između slobodnog toplotnog kretanja i dodatnih sila uzrokovanih zadržavanjem, strukturnim širilima i detaljima ograde / MEP-a preko spojeva i prihvatanju ostatka pokretnog kapaciteta klizavih ve Umjesto da se primenjuje pojednostavljeno pravilo da jednakost mora biti obezbeđena nakon što se premaši određena dužina, članak prati logiku deformacije temperatura polja obustava put i predlaže projektnu metodu koja se može izračunati, konstruisati i proveriti.

1. da se Termalna akcija je prvo problem graničnih uslova, ne problem ograničenja dužine

Termalna akcija u konstrukciji čeličnih skladišta često se raspravlja tek nakon vjetra, snijega i seizmičkih akcija, a ponekad se pojednostavljuje u ideju da bi trebalo osigurati spajanje za širenje kada zgrada postane dovoljno duga. Ovaj pristup može lako da pretvori problem strukturnog odgovora u čisto arhitektonski problem detalja. Za skladišta, logističke centre, proizvodne zgrade i neprekidne zgrade sa više prostornina i velikim dužnim dimenzijama, prava pitanja nisu koliko metara je potrebno za jedan spoj, već: gdje se struktura namjerava kretati kada se zagreva ili hladi; koje lokacije mogu da oslobađaju

Čelični se širi kada se zagreva i skuplja kada se hladi. Tehnički podaci Zajedničkog istraživačkog centra Evropske komisije (JRC) na osnovu standarda EN 1991-1-5 daju koeficijent linearnog toplotnog širenja za konstrukcijski čelik od približno 12 × 10−6/°C. Koristeći slobodnu toplotnu deformaciju kao procjenu, čelična konstrukcija dužine Ova brojka ne znači da se mora osigurati spoj širine 48 mm, jer na stvarne zgrade utiču krutost stupca, sustavi za podržavanje, zadržavanje krova, nejednake temperature elemenata, početna temperatura konstrukcije i drugi faktori. Međutim, jasno pokazuje da stvaranje svake veze potpuno nepomična ne eliminiše toplotnu deformaciju; samo pretvara kretanje u dodatne unutrašnje sile, lokalnu deformaciju ili kvar sistema kućišta.

Inženjeri često pitaju: iznad koje dužine mora biti čelični skladište opremljeno proširnim spojem? Kada se iz pitanja uklone uslovi projekta, ne postoji jedinstveni odgovor primenljiv na sve zemlje, klime i strukturne sisteme. Dužina zgrade je samo jedan faktor. Dizajn mora takođe uzeti u obzir lokalne granice temperature, sunčevo zračenje, da li je unutrašnjost pod kontrolom temperature, primarni strukturni raspored, konfiguraciju stupca-bazne, lokaciju uzdužnih podržavača, materijala krova i zidova, kontinuitet opreme i usluga i zadržavanje Dva skladišta duga 120 m mogu imati veoma različite toplotne reakcije ako je jedno neograna zgrada u hladnom regionu, a drugo logističko skladište sa kontrolisanom temperaturom u blažoj klimi.

2. - Šta? Prvo odlučite Gdje se struktura želi pomerati, Onda razgovarajte o ekstenzijskim zglobovima

EN 1991-1-5 tretira toplotne akcije kao nezavisnu kategoriju strukturalnih akcija i razlikuje između jedinstvene komponente temperature, temperaturnih gradijenata i temperaturnih razlika između različitih strukturnih elemenata. Za zgrade skladišta najčešći efekti su jednaki porast ili pad temperature koji utiču na strukturu u cjelini i razlike u temperaturi između krova, spoljašnjih zidova i unutrašnjih elemenata uzrokovane sunčevim zračenjem. Za tamno obojene metalne krovove, temperatura komponente takođe je pod uticajem sunčevog zračenja i apsorptivnosti površine; stoga se lokalna maksimalna temperatura vazduha ne može mehanički izjednačiti sa maksimalnom temperaturom čeličnog komponenta.

Duga skladišta obično sadrže nekoliko uzdužnih stabilnih prostora ili zona. Ključni princip dizajna je da se izbjegne da više snažnih ograničenja djeluju jedna protiv druge. Ako se uzdužni sistem za podržavanje formira snažne fiksne zadruge na oba kraja zgrade, dok se međusobni elementi neprekidno povezuju, konstrukcija želi da se produži tokom zagrevanja, ali nema jasno definisan smjer otpuštanja. Toplotne sile se zatim gomilaju u stupcima, podloge i spojeve. Jasniji pristup je da se uspostavi koncept fiksne zonezone oslobađanja: fiksna zona pruža uzdužnu referentnu poziciju i prenosi horizontalne sile, dok zona oslobađanja omogućava da se pokret koji je izazvan temperaturom postupno prilagođava. Pobuštanje ne znači da je veza labava. To znači stvaranje predvidljivog puta kretanja kroz raspored podržavanja, klizajuće detalje, otvorene rupe, deformljive veze ili segmentirane strukturne sisteme.

3. - Šta? Slobodno toplotno kretanje je samo prvi korak; dodatni efekti izazvani ograničenjem su glavno pitanje dizajna

Slobodno toplotno kretanje se može preliminarno procijeniti pomoću ΔL = αLΔT. Ova jednačina je korisna za razumijevanje redoslijeda veličine kretanja, ali ne bi trebala zamijeniti strukturnu analizu. Stvarni toplotni odgovor čelične konstrukcije zavisi od krutosti za ograničavanje: gdje se član može slobodno proširiti, odgovor je uglavnom pomeranje; gdje je snažno ograničen, toplotni stres se pretvara u osnu silu; a stvarne zgrade obično leže negdje između ova dva stanja. ASCE/SEI 7-22 uključuje efekte temperature, smanjenje i slične efekte u okviru konstrukcijskog okvira za sile i efekte samopovezanja, a njegove odredbe o upotrebljivosti zahtijevaju izmjene dimenzija uzrokovane varijacijama temperature i sličnim efektima kako ne bi se narušila strukturna funkcija.

Dizajn toplotnog djelovanja treba da razmatra najmanje tri nivoa istovremeno. Prvo, primarna struktura: dužnosne linije stuba, dužnosna podržava, veza, vodoravna podržava krova i baze stuba zajedno određuju globalni uslov zadržavanja, a podržavači i oslobađanja u analitičkom modelu moraju odgovarati stvarnom detalju. Drugo, veze: ako je namjera dizajna da se omogući kretanje, smjer klizanja, geometrija rupe, dimenzije ploče ili mašine za pranje, ponašanje vijaka i početna pozicija instalacije moraju biti jasno definisani; kretanje se ne može postići neformalnim uputama kao što je Treće, ne-strukturne komponente: zidne ploče, krovne ploče, vrata i prozori, žlijezde, krovne svjetiljke i nosila za cijevi moraju biti koordinirani sa pokretom primarne strukture. Prolazite strukturne izračunavanja ne znači da su detalji kućišta automatski sigurni.

4. - Šta? Teškoća u dizajnu ekstenzivnih zglobova nije ostavljanje praznine, već održavanje funkcije sa obje strane zgloba

Za skladišta sa više prostornina, gdje je obezbeđen strukturni prošireni spoj, strukture sa obje strane spoja obično bi trebale da čine relativno nezavisne strukturne jedinice. Nije dovoljno samo da se reže krovne ploče, a da se glavni čelični okvir drži čvrsto neprekidnim. Naprotiv, čak i kada analiza strukture pokaže da se primarna struktura može izgraditi bez strukturnog proširenja spoja, još uvijek se mora razmatrati toplotna ekspanzija i kontrakcija sistema kućišta. Krovni plahti, zidni plahti, stropovi, žlijezde i krovne svjetiljke obično su tanji i osetljiviji od glavnog čeličnog okvira. Primarna konstrukcija koja prolazi izračun ne znači da kućište neće prvo patiti od pukotina, savijanja, konzerviranja ulja ili ponavljajućeg ležaja na otvorima za vezivanje.

Odrasli detalji za proširenje moraju istovremeno da se bave strukturnim ponašanjem, vodootpornošću, toplotnom izolacijom, zaštitom od požara i potrebama korištenja zgrade. U slučaju da je moguće, veza za proširenje krova treba da bude udaljena od niskih tačaka na kojima voda može da se čuva. Ako se to ne može izbjeći, sistem hidroizolacije treba da bude dizajniran tako da ostane neprekidan i da omogući kretanje, umesto da se oslanja na jednu granulu čipova za apsorpciju celokupnog pomeranja. Metalni krovovi mogu da se kreću putem nezavisnih bljeskajućih kapi, odgovarajućih podnošenja, klizajućih krugova i odvojenih fiksiranja sa obe strane. Dijalogi zidova moraju takođe osigurati otpornost na vremenske prilike i vizuelnu kontinuitet: zidni listovi sa svake strane spoja moraju biti nezavisno završeni, a poklopac koji trepće između njih mora zadržati dovoljno krugova.

I vodene žlijezde, parapeti, krovne svjetiljke i sistemi MEP koji prolaze kroz spoj takođe moraju biti pažljivo provjereni. Ako konstruktor odvoji primarnu strukturu na liniji mreže, ali kontinuirani žbun, vijakovi za samo-bušenje, vatrogasna glavna ili kablovska posuda strogo ponovo povezuju dvije strane, instalacija na mjestu je efikasno obnovila skrivenu fiksnu tačku.

Tablica 1. Zajednički Objekat Pogrešna pretpostavka Pravi parametar kontrole Problemi u dizajnu toplotnog djelovanja

5. - Šta? Ne tretirajte Slotted otvor kao univerzalno rješenje za širenje-jednakosti

Jedna od najčešćih mjera optimizacije lokacije je zamjena standardnih kružnih rupa sa rupčastima kada se utvrdi da je duljinski pokret ograničen. Ovaj pristup je važeći samo kada su logički povezani, sila-prenos, smjer klizanja i uslovi ležaja jasno definisani. Prvo, duga os rupu mora biti u skladu sa namijenjenim smjerom kretanja. Drugo, da li je dozvoljeno da spoj klizi pod snagom vetra, kočionom silom ili drugim horizontalnim akcijama mora biti u skladu sa ukupnim strukturnim sistemom. Ako veza prenosi kritičnu horizontalnu silu, jednostavno uvećanje rupe može promeniti namjenski put tereta. Treće, poklopci ili perilice moraju efikasno pokriti otvor i sprečiti lokalno povlačenje nakon ugradnje.

Za visokokvalitetne vijke sa vijcima, mora se razlikovati između kritičnih spojnica za klizište, spojnica za ležajeve i klizačkih spojnica posebno namijenjenih oslobađanju pokreta. Ako se u konstrukcijskoj dokumentaciji predviđa da se priključak ne može klizati pod radnim opterećenjima, a istovremeno se očekuje da će se osloboditi toplotno pomeranje pokretom unutar rupe, dva radna stanja i njihovi odgovarajući mehanizmi moraju biti izričito definisani. Suština profesionalnog dizajna nije upotreba bilo kojeg određenog tipa veze, već da svaka veza obavlja samo funkciju koja joj je dodijeljena: fiksne veze pružaju pozicioniranje i prenos sile, dok klizajuće veze pružaju sposobnost kretanja u određenom smjeru.

6. - Šta? Toplote moraju biti usklađene sa temeljima, podnim pločama i sistemima opreme

U čelikovoj nadgradnji može biti postavljen prošireni spoj, ali da li se temelji i podne ploče moraju spojiti na istom mjestu mora se odrediti u skladu sa strukturnim sistemom i funkcijom zgrade. Ako su temelji sa obje strane efikasno vezani u vrlo čvrst kontinualni sistem dok se nadgradnja namijenjena relativnom kretanju, na podnožju stuba može se razviti nepotrebno ograničenje. Naprotiv, ako su temelji nezavisni, ali nadgradnja je rigidno ponovo povezana kontinualnim članovima, efikasnost spoja je slično smanjena.

Industrijski skladišta zahtijevaju posebnu pažnju na sisteme opreme. Vatrogasne mreže, kablovske posude, linije sa komprimovanim vazduhom, parne cijevi, transportne linije i sistemi za skladištenje mogu preći kroz konstrukcijski spoj. Ako se kretanje konstrukcije ne obavijesti o tome, čvrste cevi mogu se puknuti, podržavaće se ili će se šine opreme tokom rada pogrešno uskladiti. Službe koje prelaze spoj treba da koriste fleksibilne spojeve, klizajuće podloge, kompenzatore širenja ili nezavisne podloge. Njihova sposobnost kretanja treba da pokrije potrebno strukturno projektovano pomeranje, a istovremeno da omogući i tolerancije za instalaciju.

7. - Šta? Početna temperatura konstrukcije određuje gdje se nalazi neutralna pozicija

Termalna aktivnost uključuje još jednu promenljivu koju često zanemarujemo: temperaturu na kojoj se struktura konačno zaključava. Početna temperatura za koju se pretpostavlja u analizi nije nužno jednaka godišnjoj srednjoj temperaturi vazduha. Ona je povezana sa stvarnom temperaturom kada se elementi podignu, kada se konačno stisne veze i kada se sistem krova zatvori. Dizajn može pretpostaviti da je struktura u neutralnom položaju blizu umerene temperature, ali ako se sve fiksne veze konačno zaključaju nakon dugotrajnog solarnog zagrijavanja tokom sredine leta, naknadni kretanje kontrakcije tokom hlađenja može postati snažno pristran prema jednoj strani.

Za klizajuće veze sa velikim zahtevima za kretanjem, dugim krovom, kontinuiranim ždrama i velikim otvorima vrata, građevinske dokumente treba razmotriti i odrediti da li se mora zabilježiti temperatura zaključavanja, početni položaj veze i rezervisana dozvola kretanja. Nacrte za povezivanje koje se zaista mogu izvršiti treba da sadrže smjer klizanja, projektovani pokret, srednju poziciju instalacije, dozvoljene tolerancije i krajnje zahteve za fiksiranje, tako da instalateri znaju da li komponenta treba da bude usredsređena unutar režnja, sklonjena prema jednom kraju ili

8. - Šta? Prihvatanje treba da proveri ostalu sposobnost kretanja, ne samo da li veza izgleda uredno

Prihvatljivost detalja o otpuštanju pokreta ne bi trebalo da se ograniči na proveru da li su vijci poravnani ili da li su ploče poklopca ravne. Ono što je još važnije, inspekcija mora potvrditi da je kapacitet kretanja koji je potreban po projektu i dalje dostupan nakon izgradnje. Česte greške na mjestu uključuju: vijč koji već drži jedan kraj otvorene rupe; klizajuću površinu zaključanu zavaricama za čekiće; vilice za pokriće ploče koje prodiru u supstrate sa obe strane spoja; čvrstoće koje potpuno popunjava i zaključava prazninu; kontinuirani Ovi detalji mogu izgledati vrlo uredno, iako su već izgubili svoju namjenu funkciju pokreta.

U zapisima o prihvatanju treba da se, kao minimum, navede stvarna širina šireće spojeve, početna pozicija klizajućih spojeva, preostali put u otvorima sa šljuncima, detalji o kućištu preko spoja, metoda kompenzacije cevovodnog sistema i temperatura zaključavanja lokacije. Za skladišta u dugotrajnom radu, jednostavne referentne tačke za merenje mogu se uspostaviti sa obe strane spoja kako bi se sezonski pokret i abnormalna deformacija mogli ponovo provjeriti.

9. - Šta? Stručna procena je o upravljanju toplotnom deformacijom, a ne o pokušaju da je eliminišemo.

Termalna deformacija je fundamentalna fizička reakcija materijala. Ono što dizajn zapravo može kontrolirati je stanje zadržavanja, put prebacivanja tereta i dozvoljeno kretanje. Za skladišta čelika, najopasnija situacija često nije sam pomak, već da je lokacija koja bi se trebala pomaknuti zaključana, dok je lokacija koja bi trebala ostati fiksna prokliznula.

Profesionalni termalni dizajn treba da uspostavi jasnu logiku: prvo definira projektne granice temperature i očekivani opseg temperature komponente, zatim proceni red veličine slobodne toplotne deformacije; zatim identifikuje fiksne tačke i izvore zadržavanja u primarnoj strukturi i uspostavi jasan smjer otpuš Za projekte skladišta i industrijskih zgrada u inostranstvu Shenyang Zhongwei teška industrija U skladu sa člankom 3. stavkom 1. ovog zakona, u skladu sa člankom 3. stavkom 1. ovog zakona, proizvođači proizvođača proizvođača proizvođača proizvođača proizvođača proizvođača proizvođača proizvođača proizvođača proizvođača proizvođača proizvođača proizvo Termalna akcija ne bi se trebala ograničavati na fiksnu tabelu dužine zgrade; trebalo bi je tretirati kao specifičan ulaz u projekt koji zahtijeva inženjersku procenu. Istinski pouzdano rešenje ne pokušava da napravi strukturu potpuno "nepomjerljivom"; ona osigurava da svaki milimetar pokreta ima jasno definisano odredište.

#skladište sa čeličnom konstrukcijom #termička aktivnost #expansion joint #termalna ekspanzija i kontrakcija #klizajuća veza #sa otvorom #temperatura zaključavanja u konstrukciji

Izbrani referentni standardi i tehnički izvori

1. da se EN 1991-1-5:2003, Eurocode 1: Akcije na konstrukcijama Dio 1-5: Opšte akcije Termalne akcije. Koristi se za klasifikaciju toplotnih dejstava, temperaturnih komponenti i analitičkog okvira za strukturne toplotne efekte; specifični projekti treba koordinirati sa primenljivim nacionalnim prilogom i lokalno usvojenim izdanjem.

2. - Šta? ASCE/SEI 7-22, minimalna konstrukcijska opterećenja i povezani kriterijumi za zgrade i druge konstrukcije. U skladu sa člankom 6. stavkom 2. ovog Pravilnika, konstrukcija mora biti opremljena sa sistemom za upravljanje i upravljanje, koji se može koristiti za upravljanje i upravljanje sistemom za upravljanje.

3. - Šta? ANSI/AISC 360-22, Specifikacija za konstrukcijske čelične zgrade. Koristi se za konstrukciju konstrukcijskih čeličnih članova, veze i projektovanje servisnosti u kombinaciji sa akcionim okvirom ASCE 7; AISC trenutna stranica standarda identifikuje 360-22 kao trenutno izdanje.

4. - Šta? ANSI/AISC 303-22, Kodeks standardne prakse za čelične zgrade i mostove. Koristi se za zahtjeve inženjerske prakse u vezi sa strukturnim projektnim dokumentima, proizvodnjom i postavljanjem, tolerancijama i profesionalnom koordinacijom.

5. - Šta? AISC Design Guide 3, Razmatranja o dizajnu servisnosti za čelične zgrade, 2. izdanje, 2003. Tematike upotrebljivosti obuhvaćene uključuju širenje i kontrakciju i mogu se koristiti kao dodatna tehnička uputstva za detaljne informacije o toplotnoj deformaciji i oslobađanju kretanja; trebalo bi razmotriti datum objavljivanja i usklađivati uputstva sa trenutnim standardima.

6. - Šta? JRC Evropske komisije, Priručnik 3: Učinci akcije na zgrade, poglavlje IV Termalne akcije na zgrade Ovo poglavlje, zasnovano na EN 1991-1-5, objašnjava temperaturna polja, jedinstvene temperaturne komponente i efekte zadržavanja i daje inženjersku referentnu vrijednost od približno 12 × 10−6/°C za koeficijent linearnog toplotnog širenja konstruktivnog čelika.