— Τα Μακρύτερα Κτίρια Δεν Είναι Απλώς «Προσθήκη Μίας Ακόμη Άρθρωσης», αλλά Δημιουργία Ελεγχόμενης Διαδρομής Παραμόρφωσης
Περίληψη: Το παρόν άρθρο επικεντρώνεται στα ζητήματα διαστολής και συστολής σε μεγάλα αποθηκευτικά κτίρια με χαλύβδινη κατασκευή, λόγω εποχιακών μεταβολών της θερμοκρασίας, ηλιακής ακτινοβολίας και θερμοκρασίας «κλειδώματος» κατά την κατασκευή. Συζητά τη διάταξη των σταθερών σημείων και των ζωνών απελευθέρωσης, τη διάκριση μεταξύ ελεύθερης θερμικής κίνησης και επιπρόσθετων δυνάμεων που προκαλούνται από περιορισμό, τις δομικές αρθρώσεις διαστολής και τις λεπτομέρειες των περιβλημάτων/ΜΗΕ σε αυτές τις αρθρώσεις, καθώς και την πεδιακή αποδοχή της υπολειπόμενης ικανότητας κίνησης των ολισθαίνουσων συνδέσεων. Αντί να εφαρμόζεται μια απλοποιημένη αρχή σύμφωνα με την οποία «πρέπει να προβλέπεται μια άρθρωση μόλις υπερβεί κανείς μια συγκεκριμένη μήκος», το άρθρο ακολουθεί τη λογική «πεδίο θερμοκρασίας–περιορισμός–διαδρομή παραμόρφωσης» και προτείνει μια μέθοδο σχεδιασμού προσαρμοσμένη στο συγκεκριμένο έργο, η οποία μπορεί να υπολογιστεί, να κατασκευαστεί και να επαληθευτεί.
Η θερμική δράση στον σχεδιασμό χαλύβδινων αποθηκών συζητείται συχνά μόνο μετά τις δράσεις ανέμου, χιονιού και σεισμού, και μερικές φορές απλοποιείται στην ιδέα ότι «πρέπει να προβλεφθεί μια αρθρωτή διαστολή όταν το κτίριο γίνει αρκετά μακρύ». Αυτή η προσέγγιση μπορεί εύκολα να μετατρέψει ένα πρόβλημα αντίδρασης της κατασκευής σε ένα καθαρά αρχιτεκτονικό πρόβλημα λεπτομερειών. Για αποθήκες, κέντρα λογιστικής, παραγωγικά κτίρια και συνεχή πολυάγωνα κτίρια με πύλες πλαισίου μεγάλων διαμήκων διαστάσεων, τα πραγματικά ερωτήματα δεν είναι «σε πόσα μέτρα απαιτείται μία αρθρωτή διαστολή», αλλά μάλλον: πού προορίζεται να κινηθεί η κατασκευή όταν θερμαίνεται ή ψύχεται; σε ποιες θέσεις επιτρέπεται η απελευθέρωση της κίνησης; ποια στοιχεία περιορίζουν αυτή την κίνηση; και εάν η περίβλεψη, οι θεμελιώσεις, ο εξοπλισμός και οι αγωγοί μπορούν να παραμείνουν συμβατοί με την κύρια κατασκευή.
Ο χάλυβας διαστέλλεται όταν θερμαίνεται και συστέλλεται όταν ψύχεται. Τεχνικές πληροφορίες που εξέδωσε το Κοινό Κέντρο Ερευνών (JRC) της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, βασιζόμενες στο πρότυπο EN 1991-1-5, αναφέρουν συντελεστή γραμμικής θερμικής διαστολής για δομικό χάλυβα περίπου 12 × 10⁻⁶/°C. Χρησιμοποιώντας την ελεύθερη θερμική παραμόρφωση ως εκτίμηση, μια χαλύβδινη κατασκευή μήκους 100 m που υφίσταται συνολική μεταβολή θερμοκρασίας 40°C θα εμφάνιζε θεωρητικά ελεύθερη μετατόπιση περίπου 48 mm. Αυτό το νούμερο δεν σημαίνει ότι πρέπει να προβλεφθεί μια διαστολική ραφή πλάτους 48 mm, διότι οι πραγματικές κατασκευές επηρεάζονται από τη σκληρότητα της βάσης των κολόνων, τα συστήματα διατμητικής στήριξης, τον περιορισμό των στεγανών φύλλων, τις μη ομοιόμορφες θερμοκρασίες των μελών, την αρχική θερμοκρασία κατά την κατασκευή και άλλους παράγοντες. Δείχνει όμως σαφώς ότι η προσπάθεια να καταστεί κάθε σύνδεση «απόλυτα ακίνητη» δεν εξαλείφει τη θερμική παραμόρφωση· απλώς μετατρέπει τη μετατόπιση σε επιπρόσθετες εσωτερικές δυνάμεις, τοπικές παραμορφώσεις ή αστοχία του συστήματος περίβλειψης.
Οι μηχανικοί ρωτούν συχνά: ποιο είναι το ελάχιστο μήκος ενός χάλυβα αποθηκευτικού κτιρίου για το οποίο απαιτείται διαστολική αρθρωση; Όταν αφαιρεθούν οι συγκεκριμένες συνθήκες ενός έργου από την ερώτηση, δεν υπάρχει μία μοναδική απάντηση που να ισχύει για όλες τις χώρες, τα κλίματα και τα δομικά συστήματα. Το μήκος του κτιρίου είναι μόνο ένας παράγοντας. Στον σχεδιασμό πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη τα τοπικά όρια θερμοκρασίας, η ηλιακή ακτινοβολία, το εάν το εσωτερικό είναι κλιματιζόμενο, η βασική δομική διάταξη, η διαμόρφωση των βάσεων των κολόνων, η τοποθεσία των διαμήκων αντιστηρίξεων, τα υλικά της οροφής και των τοίχων, η συνέχεια των εξοπλισμών και των υπηρεσιών, καθώς και οι περιορισμοί των θεμελίων. Δύο αποθηκευτικά κτίρια μήκους 120 m μπορεί να υποστούν πολύ διαφορετικές θερμικές δράσεις, εάν το ένα είναι ένα μη θερμαινόμενο κτίριο σε μία ψυχρή περιοχή και το άλλο είναι ένα κλιματιζόμενο αποθηκευτικό κέντρο λογιστικής σε ήπιο κλίμα.
Η ΕΝ 1991-1-5 αντιμετωπίζει τις θερμικές δράσεις ως ανεξάρτητη κατηγορία δομικών δράσεων και διακρίνει μεταξύ του ομοιόμορφου συστατικού της θερμοκρασίας, των κλίσεων θερμοκρασίας και των διαφορών θερμοκρασίας μεταξύ διαφορετικών δομικών στοιχείων. Για κτίρια τύπου αποθήκης, οι πιο συνηθισμένες επιδράσεις είναι η ομοιόμορφη αύξηση ή μείωση της θερμοκρασίας που επηρεάζει ολόκληρη τη δομή και οι διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ της οροφής, των εξωτερικών τοίχων και των εσωτερικών στοιχείων που προκαλούνται από την ηλιακή ακτινοβολία. Για μεταλλικές οροφές σκούρου χρώματος, η θερμοκρασία των στοιχείων επηρεάζεται επίσης από την ηλιακή ακτινοβολία και την επιφανειακή απορροφητικότητα· συνεπώς, η «τοπική μέγιστη θερμοκρασία αέρα» δεν μπορεί να ταυτιστεί μηχανικά με τη «μέγιστη θερμοκρασία χάλυβα».
Οι μακρύς αποθήκες συνήθως περιέχουν αρκετές διαμήκεις ζώνες σταθερότητας. Η βασική αρχή σχεδιασμού είναι να αποφεύγεται η ταυτόχρονη εφαρμογή πολλαπλών ισχυρών περιορισμών που δρουν αντίθετα μεταξύ τους. Εάν το διαμήκες σύστημα διατήρησης δημιουργεί ισχυρούς σταθερούς περιορισμούς στα δύο άκρα του κτιρίου, ενώ οι ενδιάμεσα στοιχεία παραμένουν συνεχώς συνδεδεμένα, η κατασκευή τείνει να επιμηκυνθεί κατά τη θέρμανση, χωρίς όμως να υπάρχει καθορισμένη κατεύθυνση για την απελευθέρωση αυτής της διαστολής. Ως αποτέλεσμα, οι θερμικές δυνάμεις συσσωρεύονται στις κολόνες, τα στηρίγματα, τις βάσεις των κολονών και τις συνδέσεις. Μια σαφέστερη προσέγγιση είναι η εισαγωγή της έννοιας της «ζώνης σταθεροποίησης–ζώνης απελευθέρωσης»: η ζώνη σταθεροποίησης παρέχει τη διαμήκη αναφορά και μεταφέρει τις οριζόντιες δυνάμεις, ενώ η ζώνη απελευθέρωσης επιτρέπει τη σταδιακή προσαρμογή της κίνησης που προκαλείται από την αλλαγή θερμοκρασίας. Η «απελευθέρωση» δεν σημαίνει ασφαλώς χαλαρή σύνδεση. Σημαίνει τη δημιουργία μιας προβλέψιμης διαδρομής κίνησης μέσω της διάταξης των στηριγμάτων, λεπτομερειών ολίσθησης, οπών με μορφή σχισμής, παραμορφώσιμων συνδέσεων ή τμηματικών δομικών συστημάτων.
Η ελεύθερη θερμική μετακίνηση μπορεί να εκτιμηθεί προκαταρκτικά με την εξίσωση ΔL = αLΔT. Αυτή η εξίσωση είναι χρήσιμη για την κατανόηση της τάξης μεγέθους της μετακίνησης, αλλά δεν πρέπει να αντικαθιστά τη δομική ανάλυση. Η πραγματική θερμική απόκριση μιας χαλύβδινης κατασκευής εξαρτάται από τη σκληρότητα του περιορισμού: όπου ένα στοιχείο μπορεί να διαστέλλεται ελεύθερα, η απόκριση είναι κυρίως μετατόπιση· όπου είναι ισχυρά περιορισμένο, η θερμική παραμόρφωση μετατρέπεται σε αξονική δύναμη· και οι πραγματικές κτιριακές κατασκευές συνήθως βρίσκονται κάπου ανάμεσα σε αυτές τις δύο καταστάσεις. Το ASCE/SEI 7-22 συμπεριλαμβάνει τις θερμοκρασιακές επιδράσεις, τη συρρίκνωση και παρόμοιες επιδράσεις στο πλαίσιο σχεδιασμού για τις αυτοπροκαλούμενες δυνάμεις και επιδράσεις, ενώ οι διατάξεις του για τη λειτουργικότητα απαιτούν οι διαστασιακές αλλαγές που προκαλούνται από τις μεταβολές της θερμοκρασίας και παρόμοιες επιδράσεις να μην επηρεάζουν αρνητικά τη δομική λειτουργικότητα.
Ο σχεδιασμός με βάση τις θερμικές δράσεις πρέπει επομένως να λαμβάνει υπόψη του τουλάχιστον τρία επίπεδα ταυτόχρονα. Πρώτον, η κύρια κατασκευή: οι διαμήκεις σειρές κολόνων, οι διαμήκεις διαφράγματα στήριξης, τα συνδετήρια στοιχεία, τα οριζόντια διαφράγματα στήριξης της στέγης και οι βάσεις των κολόνων καθορίζουν από κοινού τη συνολική συνθήκη περιορισμού, ενώ οι στηρίξεις και οι απελευθερώσεις στο αναλυτικό μοντέλο πρέπει να αντιστοιχούν ακριβώς στην πραγματική λεπτομερή εκτέλεση. Δεύτερον, οι συνδέσεις: εάν ο σχεδιαστικός στόχος είναι να επιτρέπεται η κίνηση, πρέπει να ορίζονται σαφώς η κατεύθυνση ολίσθησης, η γεωμετρία των οπών, οι διαστάσεις των πλακών ή των ροδέλων, η συμπεριφορά των βιδών και η αρχική θέση εγκατάστασής τους· η κίνηση δεν μπορεί να επιτευχθεί μέσω ανεπίσημης οδηγίας όπως «μην σφίγγετε υπερβολικά τις βίδες». Τρίτον, τα μη δομικά στοιχεία: οι τοιχοποιίες, οι πλάκες στέγης, οι πόρτες και τα παράθυρα, οι στροφείς, τα φωτοστόμια και οι στηρίξεις σωληνώσεων πρέπει όλα να συντονίζονται με την κίνηση της κύριας κατασκευής. Το γεγονός ότι η δομική ανάλυση δίνει ικανοποιητικά αποτελέσματα δεν σημαίνει ότι οι λεπτομέρειες του περιβλήματος είναι αυτόματα ασφαλείς.
Για αποθήκες με πολλαπλά ανοίγματα και πύλινα πλαίσια, όπου προβλέπεται δομική άρθρωση διαστολής, οι κατασκευές και στις δύο πλευρές της άρθρωσης θα πρέπει γενικά να αποτελούν σχετικά ανεξάρτητες δομικές μονάδες. Δεν είναι επαρκές απλώς να κοπεί το στέγαστρο της οροφής, ενώ τα κύρια χαλύβδινα πλαίσια παραμένουν σκληρά συνεχή. Αντιθέτως, ακόμη και όταν η δομική ανάλυση δείχνει ότι η κύρια δομή μπορεί να κατασκευαστεί χωρίς δομική άρθρωση διαστολής, πρέπει να ληφθεί υπόψη η θερμική διαστολή και συστολή του συστήματος περίβλειψης. Τα φύλλα οροφής, τα φύλλα τοίχου, τα στροφίλια των στεγών, οι στροφίλιες αποστράγγισης και οι φωταγωγοί οροφής είναι συνήθως λεπτότερα και πιο ευαίσθητα από το κύριο χαλύβδινο πλαίσιο. Το γεγονός ότι η κύρια δομή «περνάει τους υπολογισμούς» δεν σημαίνει ότι το σύστημα περίβλειψης δεν θα υποστεί πρώτο πρόωρα ρωγμές, κάμψεις, φαινόμενο oil-canning ή επαναλαμβανόμενη φόρτιση στις οπές των συνδετικών στοιχείων.
Μια ώριμη λεπτομέρεια διαστολής πρέπει να ανταποκρίνεται ταυτόχρονα στις απαιτήσεις της δομικής συμπεριφοράς, της υδροπρόστασης, της θερμομόνωσης, της πυροπροστασίας και της χρήσης του κτιρίου. Οι αρθρώσεις διαστολής στις στέγες θα πρέπει, όπου είναι δυνατόν, να τοποθετούνται μακριά από σημεία χαμηλού ύψους όπου μπορεί να συσσωρεύεται νερό. Όπου αυτό δεν μπορεί να αποφευχθεί, το σύστημα υδροπρόστασης θα πρέπει να σχεδιάζεται έτσι ώστε να παραμένει συνεχές κατά την αντιμετώπιση της κίνησης, αντί να βασίζεται σε μία μόνο γραμμή σφράγισης για την απορρόφηση ολόκληρης της μετατόπισης. Οι μεταλλικές στέγες μπορούν να αντιμετωπίζουν την κίνηση μέσω ανεξάρτητων καλύμματων στροφής, επαρκών ύψους ανύψωσης, ολισθαίνουσων επικαλύψεων και ξεχωριστής στερέωσης στις δύο πλευρές. Οι λεπτομέρειες των τοίχων πρέπει επίσης να παρέχουν στεγάνωση έναντι των καιρικών συνθηκών και οπτική συνέχεια: οι λαμαρίνες τοίχου σε κάθε πλευρά της άρθρωσης θα πρέπει να τερματίζονται ανεξάρτητα, ενώ το κάλυμμα στροφής μεταξύ τους πρέπει να διατηρεί επαρκή επικάλυψη για την κίνηση.
Οι στροφείς, οι παραπετάδες, τα φωτοδιαθέσεις και τα συστήματα ΜΗΕ που διασχίζουν την άρθρωση πρέπει επίσης να ελεγχθούν προσεκτικά. Εάν ο δομικός μηχανικός χωρίσει την πρωτεύουσα δομή σε μια γραμμή πλέγματος, αλλά μια συνεχής στροφεία, βίδες αυτοδιάτρησης, μια πυροσβεστική αγωγός ή μια διαδρομή καλωδίων επανασυνδέουν στερεά τις δύο πλευρές, η εγκατάσταση επι τόπου έχει αποτελεσματικά δημιουργήσει ένα κρυφό σταθερό σημείο.
Πίνακας 1. Συνηθισμένα προβλήματα «Αντικείμενο – Λανθασμένη Υπόθεση – Ορθή Παράμετρος Ελέγχου» στον θερμικό σχεδιασμό δράσεων
Αντικείμενο |
Συνηθισμένη λανθασμένη υπόθεση |
Εξειδικευμένη εστίαση ελέγχου |
Κύρια Δομή |
Προσδιορισμός εάν απαιτείται άρθρωση μόνο με βάση το συνολικό μήκος του κτιρίου |
Εύρος θερμοκρασίας, ακαμψία περιορισμού, τοποθεσία των στηριγμάτων, βάσεις κολόνας και κατεύθυνση απελευθέρωσης |
Ολισθαίνουσα σύνδεση |
Όσο πιο μεγάλο είναι το ελλειπτικό ανοίγματος, τόσο πιο ασφαλής είναι η σύνδεση |
Κατεύθυνση σχεδιασμού κίνησης, γεωμετρία ανοίγματος, κάλυψη με ροδέλα/πλάκα, μηχανισμός μεταφοράς δύναμης και αρχική θέση |
Σύστημα Περίφραξης |
Εάν η πρωτεύουσα δομή δεν έχει άρθρωση, το περίβλημα δεν χρειάζεται απελευθέρωση κίνησης |
Μήκος πάνελ, μέθοδος στερέωσης, επικαλύψεις στεγανοποίησης και ανεξάρτητη κίνηση των στροφών και των άκρων περιθωρίων |
ΗΛΜ / εξοπλισμός |
Οι δομικές αρθρώσεις δεν σχετίζονται με τις υπηρεσίες |
Διαδρομή των αντισταθμιστών διαστολής / εύκαμπτων συνδέσεων, ολισθαίνοντα στηρίγματα και συνέχεια των ράβδων εξοπλισμού |
Παραλαβή κατασκευής |
Μια καθαρή εμφάνιση σύνδεσης είναι αποδεκτή |
Θερμοκρασία ασφάλισης, υπόλοιπη διαδρομή στις ελλειπτικές οπές, τοποθεσία του σταθερού σημείου και κρυφοί περιορισμοί διαμέσου των αρθρώσεων |
Μία από τις πιο συνηθισμένες μεθόδους βελτιστοποίησης ενός τοποθέτησης είναι η αντικατάσταση των τυπικών κυκλικών οπών με ελλειπτικές οπές, όταν διαπιστώνεται περιορισμός της διαμήκους κίνησης. Αυτή η προσέγγιση είναι έγκυρη μόνο όταν η λογική μεταφοράς δυνάμεων στη σύνδεση, η κατεύθυνση της ολίσθησης και οι συνθήκες επαφής είναι σαφώς καθορισμένες. Πρώτον, ο μεγάλος άξονας της ελλειπτικής οπής πρέπει να ευθυγραμμίζεται με την προβλεπόμενη κατεύθυνση κίνησης. Δεύτερον, η άδεια ή μη ολίσθησης της σύνδεσης υπό την επίδραση ανέμου, δυνάμεων φρεναρίσματος ή άλλων οριζόντιων δράσεων πρέπει να είναι συνεπής με το συνολικό δομικό σύστημα. Εάν η σύνδεση μεταφέρει κρίσιμες οριζόντιες δυνάμεις, η απλή διεύρυνση της οπής μπορεί να αλλάξει την προβλεπόμενη διαδρομή φόρτισης. Τρίτον, οι επικαλύψεις ή οι ροδέλες πρέπει να καλύπτουν αποτελεσματικά την ελλειπτική οπή και να αποτρέπουν την τοπική διάτρηση μετά την εγκατάσταση.
Για τις συνδέσεις με υψηλής αντοχής βίδες, πρέπει επίσης να γίνει διάκριση μεταξύ συνδέσεων κρίσιμων για την ολίσθηση, συνδέσεων τύπου φέροντος και συνδέσεων ολίσθησης που προορίζονται ειδικά για την απελευθέρωση κίνησης. Εάν τα έγγραφα σχεδιασμού απαιτούν μια σύνδεση να μην ολισθαίνει υπό φορτία λειτουργίας, ενώ ταυτόχρονα προσδοκούν την απελευθέρωση θερμικής μετατόπισης μέσω κίνησης εντός της οπής, οι δύο αυτές συνθήκες λειτουργίας και οι αντίστοιχοι μηχανισμοί τους πρέπει να ορίζονται ρητά. Η ουσία του επαγγελματικού σχεδιασμού δεν είναι η χρήση οποιουδήποτε συγκεκριμένου τύπου σύνδεσης, αλλά το γεγονός ότι κάθε σύνδεση εκτελεί αποκλειστικά τη λειτουργία που της έχει ανατεθεί: οι σταθερές συνδέσεις παρέχουν προσανατολισμό και μεταφορά δυνάμεων, ενώ οι συνδέσεις ολίσθησης παρέχουν ικανότητα κίνησης σε καθορισμένη κατεύθυνση.
Μπορεί να προβλεφθεί μια διαστολική αρθρωση στην υπερκατασκευή από χάλυβα, αλλά κατά πόσο οι θεμελιώσεις και οι πλάκες δαπέδου πρέπει να διακόπτονται στην ίδια θέση πρέπει να καθοριστεί σύμφωνα με το δομικό σύστημα και τη λειτουργία του κτιρίου. Εάν οι θεμελιώσεις και στις δύο πλευρές είναι αποτελεσματικά συνδεδεμένες σε ένα πολύ σκληρό συνεχές σύστημα, ενώ η υπερκατασκευή προορίζεται να κινείται σχετικά, μπορεί να αναπτυχθεί περιττός περιορισμός στις βάσεις των κολόνων. Αντιστρόφως, εάν οι θεμελιώσεις είναι ανεξάρτητες, αλλά η υπερκατασκευή είναι σκληρά επανασυνδεδεμένη μέσω συνεχών στοιχείων, η αποτελεσματικότητα της αρθρωσης μειώνεται επίσης.
Οι βιομηχανικοί αποθηκευτικοί χώροι απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή στα συστήματα εξοπλισμού. Οι αγωγοί πυρόσβεσης, οι κανάλια καλωδίων, οι γραμμές συμπιεσμένου αέρα, οι αγωγοί ατμού, οι γραμμές μεταφοράς και τα συστήματα αποθηκευτικών ραφιών μπορεί να διασχίζουν όλα ένα δομικό αρθρωτό σύνδεσμο. Εάν η δομική μετακίνηση σχεδιασμού δεν αναφερθεί στις ειδικότητες ΜΗΠ (Μηχανολογία, Ηλεκτρολογία, Υδραυλική) και εξοπλισμού, οι σκληροί αγωγοί μπορεί να ραγίσουν, οι στηρίξεις να παραμορφωθούν ή οι ράγες εξοπλισμού να εκτραπούν από την ευθυγράμμισή τους κατά τη λειτουργία. Τα συστήματα που διασχίζουν έναν αρθρωτό σύνδεσμο θα πρέπει να χρησιμοποιούν εύκαμπτες συνδέσεις, ολισθαίνουσες στηρίξεις, αντισταθμιστές διαστολής ή ανεξάρτητες στηρίξεις. Η ικανότητά τους να μετακινούνται θα πρέπει να καλύπτει την απαιτούμενη δομική μετατόπιση σχεδιασμού, ενώ ταυτόχρονα να επιτρέπει και τις ανοχές εγκατάστασης.
Η θερμική δράση περιλαμβάνει ένα ακόμη μεταβλητό που συχνά παραβλέπεται: τη θερμοκρασία στην οποία η κατασκευή τελικά «κλειδώνει». Η αρχική θερμοκρασία που υποθέτεται στην ανάλυση δεν είναι αναγκαστικά ίση με την ετήσια μέση θερμοκρασία του αέρα. Σχετίζεται με την πραγματική θερμοκρασία κατά την οποία τοποθετούνται τα στοιχεία, σφίγγονται τελικά οι συνδέσεις και ολοκληρώνεται η στέγη. Στον σχεδιασμό μπορεί να υποτίθεται ότι η κατασκευή βρίσκεται σε ουδέτερη θέση κοντά σε μια μέτρια θερμοκρασία, αλλά εάν όλες οι σταθερές συνδέσεις κλειδώνονται τελικά μετά από παρατεταμένη ηλιακή θέρμανση κατά τη μεσοθερινή περίοδο, η επακόλουθη συρρίκνωση κατά την ψύξη μπορεί να γίνει ισχυρά προσανατολισμένη προς μία μόνο πλευρά.
Για ολισθαίνοντες συνδέσμους με μεγάλη απαίτηση κίνησης, μακριές οροφές, συνεχείς στροφείς και μεγάλες πόρτες, τα τεχνικά έγγραφα κατασκευής θα πρέπει να εξετάζουν το ενδεχόμενο καθορισμού εάν θα καταγράφονται η θερμοκρασία ασφάλισης, η αρχική θέση σύνδεσης και η προβλεπόμενη επιτρεπόμενη κίνηση. Ένα πραγματικά εκτελέσιμο σχέδιο σύνδεσης θα πρέπει να δηλώνει την κατεύθυνση ολίσθησης, τη σχεδιαστική κίνηση, τη μεσαία θέση εγκατάστασης, την επιτρεπόμενη ανοχή και τις απαιτήσεις τελικής στερέωσης, ώστε οι εγκαταστάτες να γνωρίζουν εάν το εξάρτημα πρέπει να τοποθετηθεί στο κέντρο της εγκοπής, να προσανατολιστεί προς το ένα άκρο ή να ρυθμιστεί σύμφωνα με τη μετρηθείσα θερμοκρασία εγκατάστασης.
Η αποδοχή των λεπτομερειών απελευθέρωσης κίνησης δεν πρέπει να περιορίζεται στον έλεγχο εάν οι βίδες είναι στοιχισμένες ή εάν οι επικαλύψεις είναι ευθείες. Πιο σημαντικό είναι ότι η επιθεώρηση πρέπει να επιβεβαιώνει ότι η ικανότητα κίνησης που απαιτείται από τον σχεδιασμό παραμένει διαθέσιμη μετά την κατασκευή. Συνηθισμένα προβλήματα επιτόπου περιλαμβάνουν: μία βίδα που ήδη ακουμπά σε ένα άκρο μιας ελλειπτικής οπής· μία ολισθαίνουσα επιφάνεια που έχει ασφαλιστεί με σημειακές συγκολλήσεις· βίδες επικαλύψεων που διαπερνούν τα υποστρώματα και στις δύο πλευρές της σύνδεσης· σφραγιστικό υλικό που γεμίζει πλήρως και ασφαλίζει το κενό· μία συνεχή ράμπα που επανασυνδέει δύο δομικές μονάδες· στηρίγματα ΗΕΜ που εκτείνονται σκληρά πάνω από τη σύνδεση· και φλάσινγκ πλακών τοίχου που έχουν εγκατασταθεί χωρίς επαρκή επικάλυψη για ολίσθηση. Αυτές οι λεπτομέρειες μπορεί να φαίνονται πολύ καθαρές, αλλά έχουν ήδη χάσει την προβλεπόμενη λειτουργία κίνησής τους.
Τα πρωτόκολλα αποδοχής θα πρέπει συνεπώς να περιλαμβάνουν, τουλάχιστον, το πραγματικό πλάτος της διαστολικής αρθρώσεως, την αρχική θέση των ολισθαίνουσων συνδέσεων, το υπόλοιπο διαθέσιμο διάστημα κίνησης στις ελλειπτικές οπές, τη λεπτομερή απεικόνιση του περιβλήματος σε όλο το μήκος της άρθρωσης, τη μέθοδο αντιστάθμισης των σωληνώσεων και τη θερμοκρασία κλειδώματος επιτόπου. Για αποθήκες που βρίσκονται σε μακροχρόνια λειτουργία, μπορούν επίσης να καθοριστούν απλά σημεία αναφοράς μέτρησης και στις δύο πλευρές της άρθρωσης, ώστε να επανελέγχονται η εποχιακή μετακίνηση και οι ανώμαλες παραμορφώσεις.
Η θερμική παραμόρφωση είναι μια θεμελιώδης φυσική αντίδραση του υλικού. Αυτό που η μελέτη μπορεί πραγματικά να ελέγξει είναι η συνθήκη περιορισμού, η διαδρομή μεταφοράς φορτίου και η επιτρεπόμενη μετακίνηση. Για τις αποθήκες από χάλυβα, η πιο επικίνδυνη κατάσταση δεν είναι συχνά η ίδια η μετατόπιση, αλλά το γεγονός ότι «μια θέση που θα έπρεπε να μετακινηθεί έχει κλειδωθεί, ενώ μια θέση που θα έπρεπε να παραμείνει σταθερή έχει ολισθήσει».
Ένα επαγγελματικό σχέδιο θερμικής δράσης πρέπει να καθιερώνει μια σαφή λογική: πρώτον, να ορίζονται τα όρια θερμοκρασίας του έργου και η αναμενόμενη περιοχή θερμοκρασίας των στοιχείων· στη συνέχεια, να εκτιμάται η τάξη μεγέθους της ελεύθερης θερμικής παραμόρφωσης· στη συνέχεια, να εντοπίζονται τα σταθερά σημεία και οι πηγές περιορισμού στην κύρια δομή και να καθορίζεται μια σαφής κατεύθυνση απελευθέρωσης· στη συνέχεια, να καθορίζεται εάν απαιτούνται δομικές αρθρώσεις διαστολής και πώς θα διασχίζουν αυτές οι αρθρώσεις οι περιβλήματα, οι θεμέλιοι και τα συστήματα εξοπλισμού· τέλος, να μεταφράζεται η μετατόπιση σχεδιασμού σε παραμέτρους σύνδεσης που μπορούν να κατανοηθούν κατά την κατασκευή και να μετρηθούν κατά την παραλαβή. Για εγκαταστάσεις αποθήκευσης και βιομηχανικά κτίρια στο εξωτερικό που εξυπηρετούνται από Shenyang Zhongwei Heavy Industry Η Εταιρεία Μηχανικής Χαλύβδινων Δομών Α.Ε., το κλίμα, η θερμοκρασία κατά την κατασκευή, τα συστήματα περίβλεψης και οι συνθήκες εξοπλισμού διαφέρουν σημαντικά από χώρα σε χώρα. Η θερμική δράση δεν πρέπει συνεπώς να μειωθεί σε ένα σταθερό πίνακα βάσει του μήκους του κτιρίου· πρέπει να αντιμετωπίζεται ως εισαγωγή σχεδιασμού ειδική για το έργο, η οποία απαιτεί μηχανική κρίση. Μια πραγματικά αξιόπιστη λύση δεν επιχειρεί να καθιστά τη δομή εντελώς «ακίνητη»· εξασφαλίζει ότι κάθε χιλιοστό της μετακίνησης έχει ένα σαφώς καθορισμένο προορισμό.
#αποθήκη χαλύβδινης δομής #θερμική δράση #ένδεσμα διεύρεσης #θερμική επέκταση και συστολή #ολισθαίνουσα σύνδεση #οπή με ελλειπτικό σχήμα #θερμοκρασία κλειδώματος κατά την κατασκευή
1. EN 1991-1-5:2003, Eurocode 1: Δράσεις σε δομές – Μέρος 1-5: Γενικές δράσεις – Θερμικές δράσεις. Χρησιμοποιείται για την ταξινόμηση των θερμικών δράσεων, των συνιστωσών θερμοκρασίας και του αναλυτικού πλαισίου για τις δομικές θερμικές επιδράσεις· συγκεκριμένα έργα πρέπει να συντονίζονται με το εφαρμόσιμο Εθνικό Παράρτημα και την τοπικά υιοθετημένη έκδοση.
2. ASCE/SEI 7-22, Ελάχιστα φορτία σχεδιασμού και συναφή κριτήρια για κτίρια και άλλες κατασκευές. Οι βασικές απαιτήσεις και οι συνδυασμοί φορτίων περιλαμβάνουν δυνάμεις και επιδράσεις αυτοπρόκλητης παραμόρφωσης· οι διατάξεις του Παραρτήματος C για τη λειτουργικότητα απαιτούν οι διαστασιακές αλλαγές που προκαλούνται από τη θερμοκρασία και παρόμοιες επιδράσεις να μην επηρεάζουν τη δομική λειτουργικότητα.
3. ANSI/AISC 360-22, Προδιαγραφή για κτίρια από δομικό χάλυβα. Χρησιμοποιείται για τον σχεδιασμό δομικών χαλύβδινων στοιχείων, συνδέσεων και λειτουργικότητας σε συνδυασμό με το πλαίσιο δράσης του ASCE 7· η τρέχουσα σελίδα προτύπων της AISC αναγνωρίζει το 360-22 ως την τρέχουσα έκδοση.
4. ANSI/AISC 303-22, Κώδικας Τυπικής Πρακτικής για Χαλύβδινα Κτίρια και Γέφυρες. Χρησιμοποιείται για τις απαιτήσεις μηχανικής πρακτικής σχετικά με τα έγγραφα δομικού σχεδιασμού, την κατασκευή και την εγκατάσταση, τις ανοχές και την επαγγελματική συνεργασία.
5. Οδηγός Σχεδιασμού AISC 3, Θέματα Λειτουργικότητας για Χαλύβδινα Κτίρια, 2η Έκδοση, 2003. Τα θέματα λειτουργικότητας που καλύπτονται περιλαμβάνουν διαστολή και συστολή και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως συμπληρωματική τεχνική καθοδήγηση για την ανάλυση θερμικών παραμορφώσεων και τη λεπτομερή αντιμετώπιση της απελευθέρωσης κίνησης· θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η ημερομηνία έκδοσής του και η καθοδήγησή του να συντονιστεί με τα ισχύοντα πρότυπα.
6. Ευρωπαϊκή Επιτροπή, JRC, Εγχειρίδιο 3: Δράσεις και Αποτελέσματα σε Κτίρια, Κεφάλαιο IV «Θερμικές Δράσεις σε Κτίρια». Αυτό το κεφάλαιο, που βασίζεται στο EN 1991-1-5, εξηγεί τα πεδία θερμοκρασίας, τα ομοιόμορφα συστατικά θερμοκρασίας και τα αποτελέσματα περιορισμού, και παρέχει μια μηχανική αναφορά για τον συντελεστή γραμμικής θερμικής διαστολής του δομικού χάλυβα ίση με περίπου 12 × 10⁻⁶/°C.
EN
