H ձևի բեմի կառուցվածքային աշխատանքի հասկացումը ծանր շինարարության մեջ

Ծանր պայմաններում իրականացվող շինարարական նախագծերում՝ բարձրահարկ առևտրային շենքերից, երկար բացվածքով արդյունաբերական շենքերից մինչև կամուրջների կառուցվածքներ և ծովային հարթակների ստորին կառուցվածքներ, կառուցվածքային ճարտարագետները մշտապես նախատեսում են H-ձև մետաղական պրոֆիլներ որպես հիմնական բեռնվածություն կրող տարրեր: H-ձև պրոֆիլը, որը հայտնի է նաև որպես լայն թաղային պրոֆիլ կամ H-ձև սեկցիա, ստացել է իր անվանումը իր հատվածի ձևից, որը նման է H տառին: Այս երկրաչափական ձևը ոչ միայն դեկորատիվ է. զուգահեռ թաղային մակերեսները և դրանք միացնող միջանկյալ մասը ստեղծում են մի սեկցիա, որը բարելավված կերպով բաշխում է ծալման լարումները երկու առանցքներով մեկտեղ: Համեմատած սովորական I-ձև պրոֆիլների հետ՝ H-ձև պրոֆիլները սովորաբար ունեն միջանկյալ մասի բարձրության համեմատ ավելի լայն թաղային մասեր, ինչը մեծացնում է սեկցիայի իներցիայի մոմենտը և ճկման շառավիղը թույլ առանցքի շուրջ: Ծանր պայմաններում իրականացվող շինարարական նախագծերում, որտեղ սյուները պետք է դիմանան առանցքային սեղմման ժամանակ ճկմանը, իսկ մետաղական մեկուսիչները՝ հատակների բեռնվածությունից, քամու ճնշումից և երկրաշարժային ուժերից առաջացած մեծ ծալման մոմենտներին, այս երկրաչափական առավելությունները ուղղակիորեն թարգմանվում են նյութի օգտագործման արդյունավետության և կառուցվածքային անվտանգության մեջ: H-ձև պրոֆիլի ճիշտ չափսի և մետաղային առանցքի նախատեսումը պահանջում է, որ նախագծող ճարտարագետը հաշվի առնի հոսքի լարման պահանջները (սովորաբար 235 ՄՊա, 345 ՄՊա կամ 420 ՄՊա՝ կախված մետաղային առանցքի տեսակից), սեղմվող տարրերի բարձրության և լայնության հարաբերությունը և մեկուսիչ-սյուն միացման մանրամասները:

Նյութերի աստիճաններ և մեխանիկական հատկություններ ծանր բեռնվածության կիրառումների համար

Հեավի դյուտի շինարարության մեջ H-ձևանիստ պողպատի տեսակի ընտրությունը որոշվում է ինչպես նախագծային բեռնվածությամբ, այնպես էլ շրջակա միջավայրի ազդեցության պայմաններով: Միջին կլիմայական գոտիներում ընդհանուր շենքերի կառուցվածքների համար Q235B տեսակի H-ձևանիստերը՝ 235 ՄՊա նվազագույն հոսման ամրությամբ և 370–500 ՄՊա ձգման ամրությամբ, ապահովում են բավարար կարողություն՝ նյութի ավելի 저 արժեքով: Երբ նախագծում անհրաժեշտ է բարձր ամրության և քաշի հարաբերակցություն (օրինակ՝ բարձրահարկ շենքերի կենտրոնական սյուներում կամ 30 մետրից ավելի երկար մեծ բացվածքներ ունեցող տանիքների ֆերմաներում), Q345B կամ Q345D տեսակի H-ձևանիստերը՝ 345 ՄՊա նվազագույն հոսման ամրությամբ, թույլ են տալիս նախագծողներին փոքրացնել հատվածների չափերը՝ պահպանելով բեռնվածության կրման կարողությունը, ինչը նաև նվազեցնում է կառույցի սեփական քաշը և հիմքի նկատմամբ պահանջները: Սառը շրջաններում իրականացվող նախագծերի համար, որտեղ ցածր ջերմաստիճանում ճկունությունը կրիտիկական նշանակություն ունի, Q345D տեսակը երաշխավորում է Չարպի V-ակտիվ հարվածային էներգիայի 34 Ջ արժեք՝ −20 °C-ում, ապահովելով մաքրատարած կոտրվածքի դիմացկունություն, որը ցածր տեսակները չեն կարող ապահովել: Միջազգային նախագծերում կարող են վերաբերվել ASTM A992 ստանդարտին, որը համարվում է Հյուսիսային Ամերիկայում լայն պատկերված ձևանիստերի համար գերակշռող սպեցիֆիկացիա, և որը պահանջում է 345–450 ՄՊա հոսման ամրություն և հոսման/ձգման ամրության հարաբերակցության 0,85-ից ոչ ավելի առավելագույն արժեք՝ ապահովելու վթարման առաջ ճկուն վարքագիծ: Այս տեսակների հատուկ հատկությունների հասկանալը օգնում է մատակարարման թիմերին և կառուցվածքային ինժեներներին ընտրել H-ձևանիստերի սպեցիֆիկացիաներ, որոնք բավարարում են ինչպես կառուցվածքային հաշվարկների, այնպես էլ տեղական շենքերի կառուցման կանոնակարգերի պահանջները:

Համեմատություն I-ձև և տուփի հատվածների հետ շինարարական բեռնվածության ճանապարհների համար

Ընտրությունը H-ձև սեկցիայի, ստանդարտ I-ձև սեկցիայի և խոռոչավոր կառուցվածքային սեկցիաների միջև ծանր շինարարական աշխատանքներում կախված է յուրաքանչյուր տարրի կողմից կրվող բեռնվածության ճանապարհից: H-ձև սեկցիաները ունեն սիմետրիկ թևերի երկրաչափություն՝ զուգահեռ ներքին և արտաքին մակերևույթներով, ինչը պարզեցնում է պտտվող և եռացված միացումները՝ համեմատած ստանդարտ I-ձև սեկցիաների (ASTM A6 ստանդարտով նաև հայտնի են որպես S-ձևեր) սահմանափակված ներքին թևերի մակերևույթների հետ: Սյուների կիրառման դեպքում լայն թևերով H-ձև սեկցիաների մոտավորապես հավասար թևերի լայնությունն ու բարձրությունը ապահովում են ավելի հավասարակշռված ճկման դիմադրություն երկու գլխավոր առանցքների շուրջ, մինչդեռ նեղ I-ձև սյուները զգալիորեն թույլ են փոքր առանցքի շուրջ և կարող են պահանջել լրացուցիչ ամրակայում: Սյուների միջև ձգվող մեկուսացված սալիկների կիրառման դեպքում H-ձև սեկցիաները լայն թևերով ապահովում են մեծ լայնական-պտտային ճկման դիմադրություն, որը դառնում է անամրակայված երկարությունների համար կառավարող սահմանային վիճակ պողպատե շենքերում: Պտտային բեռնվածության կիրառման դեպքերում՝ օրինակ՝ արդյունաբերական ձեռնարկություններում կրանի շարժավայրի սալիկների համար, տուփաձև սեկցիաները կամ կառուցված սեկցիաները կարող են գերազանցել մեկական H-ձև սեկցիաների ցուցանիշները, սակայն տուփաձև սեկցիաների արտադրության ծախսերը զգալիորեն բարձր են: Վերջնական ընտրությունը հաշվի է առնում կառուցվածքային արդյունավետությունը, միացումների պարզությունը և արտադրության տնտեսական արդյունավետությունը, իսկ H-ձև սեկցիաները համարվում են առևտրային և արդյունաբերական պողպատե կառուցվածքներում ծանր շինարարական աշխատանքների մեծամասնության համար ստանդարտ ընտրություն սալիկների և սյուների համար:

Մեծ շինարարության մեջ մետաղամշակման, եռացման և միացման մեթոդներ

H ձևավորման ստամբուլները ծանր շինարարական պահանջների համար պահանջում են հատուկ մշակման և մոնտաժի մեթոդներ, որոնք տարբերվում են ստանդարտ առևտրային շենքերի շինարարության մեջ օգտագործվողներից: Բարձրահարկ շենքերում սյուների միացման վայրերում լրիվ ներթափանցման միացման կապերի համար անհրաժեշտ են հաստատված կապման մեթոդների սպեցիֆիկացիաներ և ոչ վնասավոր փորձարկում՝ սովորաբար ուլտրաձայնային փորձարկում, որպեսզի ստուգվի կապի ամրությունը հաջորդ սյուների շարքի մոնտաժից առաջ: H ձևավորման ստամբուլների զուգահեռ թաղանթների մակերեսները թույլ են տալիս ուղիղ պարուրակային միացումներ օգտագործելով բարձր ամրության պարուրակներ՝ համապատասխանելով GB/T 1228 կամ ASTM A325/A490 ստանդարտներին, առանց անհրաժեշտության ստանդարտ I-ձևավորման ստամբուլների միացման վայրերում երբեմն օգտագործվող սահմանափակված թասերի: Սեյսմիկ գոտիներում մոմենտի դիմացող շրջանակների համար H ձևավորման ստամբուլների միացումը սյուների հետ պետք է ապահովի ստամբուլի լրիվ պլաստիկ մոմենտի կարողությունը, ինչը հաճախ պահանջում է կապված թաղանթային սալիկներ, երկարացված վերջնային սալիկներ կամ դաշտում պարուրակային միացման մանրամասներ, որոնք նախնական հաստատվել են ցիկլիկ փորձարկման միջոցով: Երբ ընդհանուր հաստությունը կամ ածխածնի համարժեք արժեքը գերազանցում է AWS D1.1 կամ համապատասխան ազգային կապման կոդերում նշված սահմանային արժեքները, կապումից առաջ անհրաժեշտ է նախնական տաքացումը: Ցածր ջերմաստիճաններում մոնտաժի ժամանակ պետք է հաշվի առնել նվազագույն շահագործման ջերմաստիճանը. Q345D սպեցիֆիկացված կառուցվածքային պողպատը կարող է մոնտաժվել -20 °C ջերմաստիճանում՝ առանց 50 մմ-ից ոչ ավելի հաստության դեպքում նախնական տաքացման անհրաժեշտության, ինչը չի վերաբերում Q235B պողպատին:

Շինարարական սցենար՝ բարձրահարկ մետաղական շրջանակ՝ H ձևի պրոֆիլների օգտագործմամբ

Հաշվի առեք 25-հարկանի առևտրային աշտարակի կառուցվածքային նախագիծը։ Կառուցվածքային ինժեները նշում է H ձևանիստ սյուներ՝ Q345B մակնշմամբ, որոնց հատվածները տարբերվում են՝ վերին հարկերում HW350x350 հատվածից մինչև հիմքում HW400x400 հատված, որտեղ հավաքված հարկերի բեռնվածքից առաջացած առանցքային սեղմումը հասնում է մաքսիմալ արժեքների։ Հարկերի միջև 8 մետր երկարությամբ տարածվող հատակային մետաղական ճարտարապետական մասերը նշված են որպես HN350x175 H ձևանիստ մետաղական ճարտարապետական մասեր, որոնք կրում են կոմպոզիտ բետոն-պողպատե հատակային բեռնվածքներ։ Մրցույթի փուլում կառուցողը գնահատում է պողպատի մատակարարներին՝ հիմնվելով դրանց մետաղաձուլական գործարանների լայն թաղային մասերի արտադրության հնարավորության, GB/T 11263 ստանդարտի համապատասխանության և մատակարարի կարողության վրա առաքել փուլային մատակարարումներ՝ համապատասխանեցնելով մոնտաժի հաջորդականությանը. ստորին հարկերի մասերը պետք է առաջինը առաքվեն։ Տյանջինի տարածաշրջանում մի քանի պողպատի գործարանների հետ հաստատված կապեր ունեցող մատակարարը կարող է տարբեր հատվածների մետաղական ճարտարապետական մասերը (սյուներ և մետաղական ճարտարապետական մասեր) միավորել համակարգված առաքումներում, ինչը նվազեցնում է կոնտեյներային բեռնատարափոխադրումների քանակը և պարզեցնում է շինարարական հրապարակի տրանսպորտային տրամադրումը։ Տյանջին Հենգրունլոնգ ներմուծման և արտահանման ընկերությունը՝ որը իր հիմնական ածխածնային պողպատի արտադրանքների շարքում ներառում է նաև H ձևանիստ մետաղական ճարտարապետական մասերը՝ տաք գլորված կոյլերի և կարծրացված պողպատի հետ մեկտեղ, ներկայացնում է այն տեսակի բազմաֆունկցիոնալ պողպատի մատակարարներին, որոնց միջազգային շինարարական կառուցողները ներգրավում են բազմատեսակ արտադրանքների մեկ աղբյուրից ձեռք բերելու համար, երբ ձեռք են բերում Չինաստանի հյուսիսային մասում գտնվող պողպատի արտադրության և տրանսպորտային կոռիդորից։

Ամպրոպային և կոռոզիայի դեմ պաշտպանության ռազմավարություններ

Չնայած կառուցվածքային պողպատե Հ ձևավորման մետաղալարերը, որոնք ենթակա են մթնոլորտային ազդեցության, պետք է պաշտպանվեն կոռոզիայից, սակայն պաշտպանության մեթոդները տարբերվում են ներքին կլիմայավարվող տարածքներում և արտաքին կամ արդյունաբերական միջավայրերում: Փակ, կլիմայավարվող շենքերի ներսում տեղադրված Հ ձևավորման մետաղալարերի համար սովորաբար բավարար է ստանդարտ գործարանային ներկման համակարգը՝ ալկիդային կամ էպոքսիդային ցինկի ֆոսֆատի նախնական շերտով և վայրում կիրառվող վերջնական շերտով: Ծովային կամ բարձր խոնավության միջավայրերում կատարվող ծանր շինարարական աշխատանքների դեպքում՝ երբ Հ ձևավորման մետաղալարերը կարող են ենթակա լինել աղային սփրեյի կամ խտացման ազդեցության, անօրգանական ցինկի սիլիկատի նախնական շերտից, էպոքսիդային միջանկյալ շերտից և պոլիուրեթանի վերջնական շերտից բաղկացած երեքշերտանի համակարգը ապահովում է երկարատև պաշտպանություն՝ ընդհանուր չոր շերտի հաստությունը սովորաբար գերազանցելով 250 մկմ-ը: Քիմիական նյութերի ազդեցության ենթակա ագրեսիվ արդյունաբերական միջավայրերում ճարտարագետները կարող են նշանակել կոռոզիայի նկատմամբ կայուն պողպատի տեսակներ, օրինակ՝ Q355NH կամ ASTM A588, որոնք ձեռք են բերում խիտ, կպչուն պատինա, որը դանդաղեցնում է հետագա կոռոզիան՝ առանց ներկման համակարգի կիրառման: Որոշումը կախված է կյանքի ցիկլի ընթացքում սպասարկման ծախսերից, վերաներկման համար հասանելիությունից և ճարտարապետական պահանջներից՝ որոշակի գույնի վերջնական մակերեսի համար: Մետաղալարերի հողի մեջ կամ ջրի տակ տեղադրման դեպքում կոռոզիայի պաշտպանության համար ներկման համակարգին ավելացվում է կաթոդային պաշտպանության համակարգ՝ ներկման թերությունների վայրերում պիտինգի կոռոզիայի կանխման համար:

Հարցեր ծանր շինարարության մեջ օգտագործվող H ձևի բարձրակարգ պողպատե մուտքերի վերաբերյալ

Հ: Ի՞նչ է տարբերությունը HN, HM և HW շարքի H ձևի մուտքերի միջև:

Պ: GB/T 11263 ստանդարտի համաձայն՝ HN շարքը վերաբերում է նեղ թաղանթավոր H ձևի մուտքերին, որտեղ թաղանթի լայնությունը մոտավորապես հավասար է հատվածի բարձրության կեսին և օպտիմալացված է այն մեկուսացված մասերի համար, որտեղ գերակշռում է հիմնական առանցքի շուրջ ծալումը: HM շարքը ներկայացնում է միջին թաղանթավոր H ձևի մուտքեր, որոնց թաղանթի լայնության հարաբերությունը հատվածի բարձրությանը գտնվում է HN-ի և HW-ի միջև և օգտագործվում է ինչպես մեկուսացված մասերի, այնպես էլ սյուների համար: HW շարքը նշանակում է լայն թաղանթավոր H ձևի մուտքեր, որտեղ թաղանթի լայնությունը մոտավորապես հավասար է հատվածի բարձրությանը, ապահովելով երկու առանցքներով մոտավորապես հավասար ճնշման դիմացկունություն և դարձնելով դրանք ծանր շինարարության մեջ սյուների համար առաջնային ընտրություն: Թվային նշանակումը (օրինակ՝ HN350x175) նշանակում է հատվածի նոմինալ բարձրությունն ու թաղանթի լայնությունը միլիմետրերով:

Հ: Կարելի՞ է H ձևի մուտքերը միացնել շինարարական տեղամասում, և ի՞նչ են հիմնական պահանջները:

Ա. Այո, H ձևավորման մետաղական սալիկները կարող են միացվել շինարարական հրապարակում, ինչը բարձրահարկ շենքերի շինարարության մեջ ընդունված պրակտիկա է, որտեղ տրանսպորտավորման երկարության սահմանափակումները թայմանում են ամբողջ բարձրությամբ սյուների մեկ մասից առաքումը: Սյուների միացման վայրերը սովորաբար տեղակայվում են վերջնական հատակի մակարդակից մոտավորապես 1,2 մետր բարձրության վրա՝ մոնտաժի հասանելիության համար: Միացումը պետք է ապահովի միացվող փոքր հատվածի ամբողջ առանցքային, կտրման և ճկման կարողությունը: Ընդունված միացման տեսակներից են պարանոցային սալիկներով միացումը բոլտերով և ամբողջական ներթափանցմամբ կատարված միացումը հետնային սալիկներով: Բոլոր շինարարական հրապարակում կատարված կարավոր միացումները պետք է ստուգվեն ուլտրաձայնային ստուգմամբ ավարտից հետո, իսկ բոլտերով միացումների դեպքում բարձր ամրության բոլտերի լարումը պետք է ստուգվի կալիբրված տորքային սրվակով կամ ուղղակի լարման ցուցիչով:

Հ. Ինչու՞ են փոխվում H ձևավորման մետաղական սալիկների գները, և ինչպես պետք է պլանավորել մատակարարման ժամանակը:

Ա. Հ-ձևավորման մետաղական սալի գնային մակարդակը հիմնականում որոշվում է տաք գլանված կոյլերի և բիլետների մատակարարման ծախսերով, որոնք իր հերթին կախված են երկաթի հանքաքարի և կոքսացված ածուխի ապրանքային գներից: Տարածաշրջանային գործոններ, ինչպես օրինակ՝ գործարանների սպասարկման կանգառները, Չինաստանի հյուսիսում ձմեռային տաքացման շրջանում շրջակա միջավայրի պահպանության նպատակով սահմանված արտադրական սահմանափակումները և շինարարության սեզոնային բնույթը, նույնպես ազդում են գների վրա: Նախագծի բյուջետավորման համար կառուցվածքային պողպատը սովորաբար կազմում է շենքի ընդհանուր շինարարական ծախսերի 8–15 %-ը, հետևաբար մատակարարման ժամանակացույցը պետք է նախատեսվի այնպես, որ գները ամրապնդվեն գործարանների աշխատանքի ամենաքիչ բեռնվածության շրջանում (սովորաբար՝ երկրորդ եռամսյակում, մինչև ամառային շինարարական պահանջների գագաթնակետը), իսկ 6–12 ամսվա ընթացքում փուլային մատակարարման համար պետք է համաձայնեցվեն ֆիքսված գներով պայմանագրեր՝ բյուջետային կանխատեսելիությունը ապահովելու համար: