Армированный пояс по несущим стенам: что это, зачем нужен, виды и стоимость

Высота и толщина армопояса для газобетона

Армопояс (армированный железобетонный пояс) он же сейсмопояс – очень прочная монолитная полоса по периметру здания и несущих стен из газобетона.

Задачи армопояса – существенное укрепление несущих стен для повышения их несущей способности, во избежание трещин и других деформаций из-за неравномерной усадки здания, кровельных, ветровых и прочих нагрузок.

Армопояс прочно скрепляет газобетонные блоки, равномерно распределяет нагрузку и создает жесткость конструкции.

Высота и ширина армопояса

В идеале, геометрию, армирование и состав бетона армопояса определяют расчетми.

Обычно ширина(толщина) армопояса равняется ширине стены, 200-400мм, а рекомендуемая высота 200-300мм.

Но разумнее будет сделать ширину армопояса чуть тоньше чем стена, чтобы был запас места под утеплитель, для уменьшения мостиков холода. Лучше всего для этого дела подойдет экструдированный пенополистирол(ЭППС), так как он отлично изолирует тепло. Есть также вариант заливки армопояса в уже готовые газобетонные U-блоки, но об этом смотрите дальше по тексту.

Для чего нужен армопояс в газобетонном доме

1. При неравномерной усадке дома, при сезонных пучениях почвы,  при землетрясениях, — армопояс удерживает геометрию здания.
2. Армопояс может выровнять стены по горизонтали.
3. Придание жесткости всему зданию из газобетона.
4. Локальные нагрузки распределяются равномерно на несущие стены.
5. Высокая прочность армпояса позволяет крепить к нему все ответственные конструкции, к примеру, мауэрлат.

Армопояс под мауэрлат

Мауэрлат должен прочно крепится к несущим стенам шпильками и анкерами. Сама стропильная система, вес всей кровли, снеговые и ветровые нагрузки создают значительную распирающую силу, которая может поломать не усиленные стены. Армопояс же под мауэрлат решает эту задачу, и выполнятся он так же, как и под перекрытие.

Каркас армопояса, краткая инструкция

1. Каркас арматуры пояса должен быть непрерывным.
2. Армопояс должен быть на всех несущих стенах.
3. Нахлест продольной арматуры минимум 800 мм.
4. Каркас делается из двух рядов арматуры по два прута.
5. Минимальная толщина продольной арматуры – 10 мм.
6. Желательно использовать длинные (6-8 метров) прутки арматуры.
7. Диаметр поперечной арматуры – 6-8 мм.
8. Шаг поперечной арматуры – 200-400 мм.
9. Арматура со всех сторон должна иметь защитный слой бетона минимум в 5 см.
10. Продольная и поперечная арматура связывается между собой вязальной проволокой.
11. На углах продольную арматуру нужно загибать, а нахлест старайтесь делать дальше от угла.
12. Каркас должен находится строго горизонтально.

Расстояние между прутками арматуры высчитывайте по толщине и высоте армопояса с учетом защитного слоя бетона, минимум по 5 см с каждой стороны.

Армопояс на газобетон своими руками (видео)

Схема армирования углов и примыканий армопояса

Утепление армопояса

Армопояс является очень серьезным «мостиком» холода, через который уходит большая часть тепла, и на котором образовывается конденсат с внутренней стороны армопояса. И чтобы избежать этого, нужно произвести утепление внешней стороны армопояса газобетоном, или пенополистролом или пенопластом. Пенополистирол более предпочтителен. Так что заранее нужно предусмотреть пространство для утеплителя, заливая армопояс с отступом от внешнего края стены.

Утепленный армопояс под газобетон

Бетоном какой марки заливать армопояс

Для заливки армированного пояса по газобетону используется бетон марки М200-М250. Его можно привести в готовом виде миксером с завода, или же сделать самостоятельно.

Пропорции для бетона марки М200: цемент М400, песок, щебень (1:3:5).              Пропорции для бетона марки М250: цемент М400, песок, щебень (1:2:4).

Воды в бетоне должно быть минимальное количество, а для придания пластичности используйте пластификатор.

Водоцементное соотношение должно быть в пределах от 0.5 до 0.7, то есть, на 10 частей цемента приходится от 5 до 7 частей воды.

Добавление в бетон чрезмерного количества воды делает его менее прочным.

Чтобы удалить из бетона воздушные пузырьки, его следует провибрировать специальным строительным вибратором, или же интенсивно и длительно протыкать жидкий бетон обрезком арматуры.

Бетон должен заливаться в опалубку за один раз, чтобы он был монолитным (неразрывным).

Армопояс для одноэтажного дома из газобетона

Армопояс является важной частью газобетонного дома и представляет из себя кольцевую монолитную конструкцию. Армированный пояс заливается для перекрытий и для крепления кровли, а точнее мауэрлета. Причем, армопояс нужен не только под плиты перекрытия, но и под деревянные балки.

Но нужен ли армопояс для одноэтажного дома? Да, нужен, и мы объясним причины.

Также мы рассмотрим задачи армопояса, требования к его ширине и высоте, утепление, армирование, опалубку и схемы крепления кровли к армопосу.

Для чего нужен армопояс

1. Укрепление несущих стен.
2. Равномерное распределение вертикальных точечных нагрузок.
3. Сдерживание горизонтальных усилий.
4. Минимизировать вероятность появления трещин. 
5. Для закрепления мауэрлата.

Виды армопоясов

Межэтажный армопояс под обычные плиты перекрытия должен быть самым мощным, так как на него передается нагрузка от перекрытий, стен второго этажа и кровли. Рекомендуемая толщина – 200-250 мм и высота 200-300мм. Продольная арматура – 12 диаметра.

Отметим, что для одноэтажного дома межэтажные армопояса не требуется.

Для деревянных перекрытий толщину армопояса можно немного уменьшить, так как сами деревянные балки и деревянный настил весят гораздо меньше, чем бетонный. Задача армопояса в данном случае – равномерное распределение точечных нагрузок от балок.

Рекомендуемая толщина армопояса – 150-200 мм и высота от 150 мм. Продольная арматура – 10-12 диаметра.

Армопояс под мауэрлат необходим для распределения нагрузки от кровли на газобетонные стены, а также для крепления деревянного мауэрлата при помощи шпилек. Сами шпильки замуровываются в армопоясе.

Если у вас именно одноэтажный дом с холодным чердаком, то вам будет достаточно одного армопояса под мауэрлат, а балки будут опираться на тот же армопояс. Варианты такого крепления смотрите на схеме.

Отметим, что более правильным является строительство по проекту, где каждый элемент просчитан, и имеет определенную прочность по СНиП. Это позволит избежать ненужных расходов на материалы. Но в случае его отсутствия, можете прислушиваться к нашим советам.

Армирование армопояса

Сама схема армирования представляет из себя квадрат. Основную растягивающую нагрузку на себя принимает продольная арматура, которая делается из прутьев 10-12 диаметра. Поперечные рамки можно изготовить из арматуры 6-8 диаметров. Задача рамок – удерживать продольную арматуру в определенном положении.

На углах арматуру обязательно нужно загибать и усиливать г-образными хомутами. Минимальный перехлест арматуры – 500 мм. Вяжется каркас вязальной проволокой. Защитный слой бетона для каркаса должен составлять минимум 25 мм со всех сторон.

Бетон для заливки армопояса должен быть очень прочным, примерно класса B22,5. Состав бетона: цемент 500-й марки, песок, щебень (1:2:3), воды нужно добавлять 80% от объема цемента. Для большей пластичности используйте пластификатор. Увеличение количества воды понизит прочность бетона.

Опалубка для армопояса

Опалубку можно сделать как съемную, так и несъемную. Несъемная подходит для более толстых стен, где есть возможность установить газобетонные U-блоки или же тонкие блоки из газобетона. Также не забывайте про утепление армопояса экструдированным пенополистиролом, который нужно укладывать с внешней стороны. Толщина утеплителя 30-50 мм.

Съемная опалубка для армопояса делается из деревянных брусков и плит OSB. Чтобы опалубка не разъехалась в процессе заливки, шаг брусков должен составлять 40 см. Для большей надежности опалубку стягивают шпильками или проволокой.

Когда можно нагружать армопояс

Если заливка происходила в теплое время года, то армопояс можно нагружать уже через 10 дней, если же в холодное, то лучше выждать 3-4 недели. В продаже есть специальные добавки, ускоряющие твердение бетона. Также не забывайте проливать армопояс водой, чтобы он лучше набрал прочность и не покрылся усадочными трещинами.

описание предназначения и этапы строительства

Дата: 25 сентября 2018

Просмотров: 2983

Коментариев: 0

Сегодня современное строительство требует немалых финансовых затрат. Используя новые технологии, можно ускорить и удешевить строительный процесс без ухудшения его качества.

Одной из новых технологий является монолитное строительство. Монолитные работы позволяют строить большие здания в более короткие сроки. Сооружения можно производить различных форм. После отделки натуральными или искусственными материалами получается красивый прочный фасад в сокращенные термины.

Основная задача такого строения заключается в том, что он повышает эффективность несущих стен из газобетона и кирпича

Монолитные технологии помогают создавать стеновую опалубку для вертикальных и горизонтальных поверхностей. Для создания закруглённых конструкций применяется ползущая опалубка.

Монолитное строительство восхищает скоростью создания сооружений. Но в технологии имеется один недостаток – при трудоемких работах получается невысокая прочность зданий. Поэтому в домах из газоблока армопояс выступает обязательным элементом для эффективного улучшения прочностных характеристик здания.

Какой проект частного дома считается экономным?

Перед началом стройки частного дома выбирается проект. От каких характеристик зависит стоимость проекта? На чем можно экономить?

• Оптимизация площади коттеджа. Чем больше площадь дома, тем больше потребуется вложить средств на строительство. Поэтому, построив коттедж меньшей площади, но удобный и функциональный для вашей семьи, вы потратите гораздо меньше средств. Для кухни и санузлов необходимо провести: вентиляционные, канализационные и водопроводные системы. При близком расположении друг от друга кухни, ванны и санузла будет легче подвести водопровод и канализацию, меньше потребуется материалов, и, следовательно, затрат.

Строительство армопояса можно осуществить своими руками

При оптимизации площади нежилых помещений выгоднее будет стоить отделка этих комнат – укладка плитки, ламината, крепления гипсокартона. Поэтому, прежде чем выбрать оптимальный проект для дома, учтите функциональность и размеры всех помещений.

• Простая форма коттеджа. Как известно, простые формы домов легче строить и они получаются дешевле. Это важно, если часть работ вы планируете выполнять собственными силами. Сложные конструкции стен (колоны, балконы, закругленные формы) и крыши строения потребуют особых навыков и вложения дополнительных средств. Лучше эти деньги потратить на утепление дома для экономного обогрева зимой.
• Этажность дома и конструкция кровли. Огромная часть бюджета при строительстве дома идет на конструкцию кровли и укладки фундамента. Вы можете построить двухэтажный, мансардный или одноуровневый дом. Самым экономным будет мансардный коттедж с двускатной крышей.
• Использование экономных технологий. При использовании разных материалов и технологий можно значительно уменьшить стоимость строительства. Наиболее экономным стало применение каркасно-панельной технологии и использование газобетона. Экономить на конструкции фундамента нельзя, это может привести к плачевным последствиям. Для усиления надежности и прочности дома обязательно необходимо устанавливать армопояса. Любой армированный пояс – это каркас или сетка из арматуры. Он заливается бетоном за один раз, без перерывов, как единый монолит.

Арматурный каркас представляет собой сетку, которая объединяет в себя их две, причем они располагаются сверху армированного пояса

Для чего необходим армопояс?

При использовании любых строительных материалов для получения качественной прочной постройки армопояса обязательны. Армированный пояс очень важен. Он перераспределяет нагрузки, не допускает деформацию строения, защищает от трещин. Для усиления прочности и во избежание нарушения строения необходимы различные разгрузочные пояса.

Армопояс из кирпича – это кладка, в которую дополнительно включена арматура. Данный вариант усиления конструкции менее трудоемок, чем железобетонный. Его сделать намного проще.

Виды армированных поясов

Ростверк. Самый важный, служит опорой стенам фундамента. Он равномерно распределяет давление стен здания на фундамент. Обязателен для всех несущих стен. Связывает фундамент, является залогом прочности всего сооружения.

Для ростверка выкапывают траншею, дно которой засыпают смесью песка и щебня и хорошо утрамбовывают. Делают траншею высотой от 30 см, шириной от 70 см. Для создания каркаса применяется арматура 12-14 мм. Она не касается земли, иначе быстро сгниет. Для прочной конструкции бетон должен хорошо залить каркас, минимум на 5 см.

Такой вариант армопояса позволяет укрепить конструкцию, поэтому заливку надо выполнять более прочной

Ростверк – основа здания, экономить на материалах не допускается. Для создания крепкой монолитной конструкции необходим качественный цемент. Марка цемента выявляется в проекте работ, исходя из предполагаемой нагрузки здания.

Цокольный разгрузочный пояс. Основная функция пояса – распределить нагрузки на фундамент. Для долговечности конструкции его укладывают по периметру внешних, а также несущих стен здания. Ширина цокольного армопояса – это ширина стены плюс утеплитель (если планируется утепление дома).

Каркас для пояса не обязателен. Достаточно сетки из 12 мм арматуры. Для качественного сооружения высота цокольного пояса должна быть 30-40 см.

В качестве гидроизоляции используют рубероид. Он предотвратит перемещение влаги из фундамента на стены дома.

Межэтажный. Необходим для выравнивания и надежного укрепления стен. Распределяет нагрузки. Хорошо защищает от появления трещин.

Для каркаса нужна арматура 12 мм. Ширина армопояса зависит от ширины стены с учетом теплоизоляции при ее наличии. Высота не более 40 см.

Для уменьшения нагрузок перекрытий лучший вариант – делать каркас на всех стенах, которые являются несущими.

Армопояс под мауэрлат. Помогает надежно закрепить мауэрлат к зданию, разделить нагрузку от крыши и фронтонов. Для распределения нагрузки от крыши прикрепляется на внешние стены и на среднюю стену здания.

Для выполнения армопояса нужно заливать бетон за один раз, создавая единый монолит. Для удаления пустот и пузырьков воздуха бетон тщательно обрабатывают куском арматуры.

Армопояс под мауэрлат обязателен для построек из газобетона или керамзитобетона. К стенам из кирпича при помощи анкеров можно смело крепить мауэрлат. Но рекомендуется выполнять армопояс из кирпича для надежного крепления кровли к зданию.

Важно:

Применяя новые технологии, можно удешевить процесс строительства. Стеновые блоки из газобетона ускоряют возведение зданий. Но такая кладка уязвима к неравномерным усадкам фундамента. Газобетон плохо противостоит изгибающим и растягивающим нагрузкам, что приводит к разрыву вертикального шва кладки и разрушению верхних блоков. Поэтому армопояс для газобетона – обязательный элемент для надежности и прочности здания. Конструкции поясов не сложные, затраты на их возведение себя оправдывают. Для получения недорогого и ускоренного строительства жилья можно экономить на материалах, используя газобетон, но нельзя экономить на фундаменте и на необходимых армопоясах.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

из чего делают, устройство и виды

Дата: 24 сентября 2018

Просмотров: 5040

Коментариев: 0

Большая высотность зданий, тяжелые плиты перекрытия, сложная стропильная система — все это создает большое давление на стены. От неравномерной нагрузки они могут лопнуть или деформироваться, что сделает строение непригодным для эксплуатации. Чтобы повысить прочность конструкции, делают железобетонный армопояс. Он необходим для равномерного распределения давления на стены. В противном случае конструкция может деформироваться или разрушиться.

Для того чтобы дом, построенный собственными силами, был прочным и служил без проблем долгие годы, необходимо обеспечить жесткость конструкции и качественную связку стен

Устройство армопояса

Тяжелые плиты перекрытия нельзя укладывать непосредственно на стены. Это связано с тем, что в местах их крепления создается точечная нагрузка, во много раз превышающая допустимую. Получается, что материалы не рассчитаны на такое давление. Поэтому они проминаются и разрушаются. Поэтому сначала на стене делают армирующий пояс, для которого точечная нагрузка не является критичной. Железобетонную ленту заливают под все перекрытия, которые планируются: после фундамента, 1-го и 2-го этажа, перед возведением крыши.

Сначала на верхней части стен изготавливается опалубка для армопояса. Оптимальная толщина — 30 см. Ширина должна быть равна размеру стены. Как правило, для опалубки используют доски толщиной 2 см. Их крепят примерно за 5 см до верха стены. Чтобы опалубка не разъехалась под давлением бетона, её дополнительно скрепляют поперечинами через каждые 90–100 см. Можно их устанавливать и чаще. Это сделает деревянную конструкцию более прочной.

Когда опалубка готова, в ней собирают арматурный каркас. Оптимально применять прутья диаметром 12 мм. Они обладают достаточной прочностью. Из арматуры собирают лесенку или параллелепипед. Места пересечения скрепляют с помощью проволоки или сварки. Каркас должен быть полностью утоплен в бетоне, оптимальный отступ от краев — 5 см.

Монолитный армированный пояс равномерно распределяет давление по всему периметру стены и обеспечивает ровную поверхность для последующего перекрытия

Когда арматурный каркас готов, начинают заливать армопояс под плиты перекрытия. Эта операция должна быть выполнена за 1 прием, чтобы получилась непрерывная лента. Только в этом случае армопояс сможет качественно выполнять свои функции. Заливают его смесью цемента, песка и щебня. По мере заполнения опалубки нужно удалять пустоты методом штыкования.

Внимание! Если для крепления стропильной системы или перекрытый понадобятся шпильки, анкеры или арматура, их необходимо будет установить до заливки.

Через 3—5 дней бетон застынет. На готовый армопояс можно будет укладывать плиты перекрытия. Для надежности установки они должны заходить как минимум на 12 см на стены.

Когда лента будет готова, нужно будет её утеплить, чтобы предотвратить проникновение холода через более тонкий железобетон. Часто используют пенопласт или другие специальные материалы.

Виды армопоясов

В зависимости от того, где используется железобетонная конструкция, её особенностей, выполняемых функций, выделяют следующие виды армопоясов:

• ростверк;
• цокольный;
• межэтажный;
• разгрузочный.

По периметру стены строится опалубка, в которую монтируется металлическая арматура

Ростверки используют в качестве опоры, на которой будет стоять фундамент. Такой армопояс делают в специальной траншее. Глубина выбирается в зависимости от характеристик будущей постройки (веса, количества этажей и пр.).

Высота железобетонной ленты составляет 30—50 см. Если грунт мягкий, неустойчивый, то этот параметр увеличивается до 60—80 см, а в некоторых случаях — до 100 см. Ширина составляет 70—120 см. Для армирования используются прутья диаметром 12—14 мм. Армопояс кладут на подготовленную песчано-гравийную подушку. Вместо нее можно использовать и кирпич. Из-за большого объема заливку часто проводят в 2 этапа. Однако лучше, чтобы армопояс был изготовлен за 1 раз, не прерывался и был единым целым по всему периметру.

Цокольный пояс устанавливают под все несущие стены. Это уравняет нагрузку на фундамент. Высота в этом случае должна составлять от 20 до 40 см в зависимости от ожидаемой нагрузки. Цокольный армопояс под плиты перекрытия по ширине должен быть равен толщине стен. Армируется железобетонная лента арматурой (12 мм). Цокольный пояс необходимо проложить гидроизоляцией, чтобы избежать проникновения сырости внутрь строения.

Межэтажные ленты делают после каждого этажа. Пояса укрепляют стены, препятствуют разрушению материалов, делают конструкцию более жесткой и не позволяют ей разъезжаться, деформироваться и давать трещины. Также они равномерно распределяют нагрузку от плит перекрытия в местах их установки. Как правило, их изготавливают с помощью деревянной опалубки, как описано выше.

Разгрузочный пояс подводят под крышу. В этом случае конструкция значительно упрощает возведение стропильной системы. Такой пояс необходим для того, чтобы закрепить мауэрлат на стене, выровнять стены по горизонтали, а также равномерно распределить вес крыши по всему периметру, избегая точечной нагрузки.

Из чего делают армопояс

Как правило, укрепляющие ленты делают из железобетона, заливая его в опалубку. В этом случае готовят смесь из цемента, песка, щебня и воды. Консистенция должна быть умеренно густой, чтобы не вытекать из деревянных ограждений. Также возможно добавление клеевых составов для укрепления конечного материала и всей конструкции.

Однако в некоторых случаях встречаются кирпичные армопояса. Они хорошо укрепляют конструкцию. Их используют в тех случаях, когда вся постройка возводится из кирпича. Между рядами закладывают специальную сетку с толщиной прутьев не менее 0,5 см. Для такого пояса не нужна опалубка, так как арматуру кладут непосредственно на ряды кирпича.

Армопояса необходимы при возведении различных зданий и построек. Они позволяют перераспределить нагрузку и избежать деформации стен. При этом существуют различные виды, каждый из которых выполняет свои функции и имеет некоторые особенности возведения. Однако изготавливаются все армопояса по единому принципу.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

📏Армирование – Pobetony.Expert

Долговечность и устойчивость зданий определяются прочностью фундамента, воспринимающего значительные нагрузки. Для возведения строений широко используется основание в виде усиленной бетонной ленты, укрепленное в угловых зонах стальной арматурой. Армирование углов ленточного фундамента – ответственная операция, позволяющая повысить прочностные характеристики основы. Неправильное армирование является причиной преждевременного разрушения здания. Ведь в стыковых участках концентрируются значительные напряжения. Рассмотрим угловое армирование.

Готовимся выполнять угловое армирование – оцениваем факторы и планируем работы

На подготовительной стадии целесообразно изучить положения строительных норм и правил, соблюдение которых является гарантией надежности возводимых зданий.

Устойчивость строений зависит от различных факторов и усилий, возникающих в процессе эксплуатации:

• веса постройки;
• стабильности грунта;
• реакции почвы при замерзании.

Если пруты арматуры в углах вязать и устанавливать правильно, строение простоит довольно долго

На здание действуют различные нагрузки:

• сжимающие усилия;
• растягивающие напряжения;
• изгибающие моменты.

Наибольшая концентрация усилий возникает в угловых участках основания.

Именно поэтому важно на подготовительной стадии строительства выполнить следующие работы:

• проанализировать комплекс факторов, влияющих на прочность конструкции;
• профессионально разработать проектную документацию на основание;
• правильно подобрать арматуру для реальных условий эксплуатации.

До начала мероприятий необходимо также приобрести необходимые материалы и подготовить инструменты для выполнения работ. Остановимся на главных моментах подготовительного этапа.

Проектные работы

При отсутствии строительной квалификации, проектирование целесообразно осуществлять силами специалистов. Правильно произведенные проектные мероприятия позволяют создать прочную ленточную основу, которая на протяжении длительного периода сможет обеспечить устойчивость здания.

Без наличия усиления в виде качественной арматуры фундамент не прослужит достаточно долго

При этом важно учесть следующие моменты:

• конструктивные особенности и массу будущего здания;
• почвенно-климатические характеристики этого региона;
• виды нагрузок, действующих на укрепленное основание.

По результатам анализа выполняются специальные расчеты. В результате принимается решение о глубине закладки бетонной ленты фундамента.

Для различных видов грунтов основа погружается в почву на разную глубину:

• мелкозаглубленная обеспечивает устойчивость строений на стабильных почвах;
• глубокопогруженная применяется на грунтах с повышенной концентрацией влаги.

Фундаменты отличаются конструктивными особенностями, в том числе конструкцией силовой решетки. Разработанный в процессе проектирования чертеж содержит информацию о сортаменте применяемой проволоки и особенностях усиления.

Подготовка инструмента и необходимых материалов

Для усиления продольных и угловых зон ленточного фундамента потребуются следующие материалы:

• стальные стержни, марка и размеры которых соответствуют требованиям проектной документации;
• вязальная проволока, применяемая для обеспечения надежной фиксации элементов арматурного каркаса;
• подкладки под прутки, изготовленные из неметаллического материала, которые поддерживают стабильность зазора.

Вязка углов арматуры и примыканий ленточного фундамента — это целое искусство

Обратите внимание, что проволока для вязания должна быть отожженной. Это повышает ее гибкость и облегчает выполнение работ.

Армирование фундамента ленточного типа производится с помощью стандартного инструмента. Потребуется:

• оснастка для загиба арматурных прутков;
• инструмент для резки стержней, например, специальные кусачки или болгарка;
• строительная рулетка с длиной ленты, соответствующей габаритам каркаса;
• специальный крючок или плоскогубцы для скручивания вязальной проволоки;
• молоток, необходимый для рихтовки заготовок силового каркаса.

Инструменты и материалы должны находиться в непосредственной близости от места выполнения работ.

Армирование углов фундамента – критерии выбора арматуры

Важно ответственно подойти к вопросу выбора стальных прутков для ленточной основы.

Существует несколько моментов, которые следует знать, прежде чем приступать к укладке арматуры в угловых частях фундамента

Следует изучить, как обозначается арматурный прокат, и использовать стержни со следующими особенностями маркировки:

• обозначенные индексом C. Он свидетельствует о возможности соединения элементов электрической сваркой;
• маркируемые буквой К. Это подтверждает повышенную стойкость прутков к воздействию коррозионных процессов;
• с буквенно-цифровой аббревиатурой А2 или A3. Такую проволоку нельзя соединять дуговой сваркой, ее можно фиксировать только вязальной проволокой.

Укрепление арматурного каркаса осуществляется прутками диаметром 1–1,2 см. Используется прокат, соответствующий требованиям чертежа.

Армирование углов ленточного фундамента – оправданная необходимость

Нет необходимости дискутировать о целесообразности усиления фундамента строения.

Это обязательная операция, позволяющая повысить характеристики основания:

• обеспечить увеличенный запас прочности;
• улучшить устойчивость к воздействию нагрузок;
• увеличить ресурс эксплуатации основы.

Силовой каркас устанавливается в опалубку до заливки бетона на уровне нулевой отметки и на верхней отметке капитальных стен. Наиболее нагруженные участки находятся в краях основания, где происходит концентрация нагрузок. Важно правильно выполнить усиление для повышения долговечности и устойчивости здания.

Конструкция арматуры для укрепления подошвы может быть изготовлена на строительной площадке

Изогнутые стальные прутки, размещенные в угловых зонах, повышают прочность фундамента, демпфируют изгибающие нагрузки и обеспечивают целостность бетонной ленты.

Правильное армирование углов – конструктивные нюансы

Производя армирование участков основания ленточного типа, соблюдайте следующие требования:

• применяйте цельную арматуру, изогнутую под прямым углом;
• избегайте стыкового соединения арматурных элементов силового каркаса;
• производите дополнительную фиксацию вертикальными стержнями;
• соблюдайте уменьшенный интервал между вертикальными стержнями.

Армированная металлоконструкция в углах подвержена воздействию перпендикулярно направленных нагрузок. Для обеспечения жесткости контура необходимо уменьшить расстояние между вертикальными прутками. В угловых зонах оно должно быть на 50% меньше по сравнению с аналогичными элементами, расположенными на прямолинейных участках.

При выполнении армирования следует соблюдать размеры, указанные в рабочей документации. Необходимо обращать особое внимание на следующие параметры:

• интервал между вертикальными стержнями каркаса, который должен составлять 0,5–0,8 м;
• диаметр арматуры 10-16 мм, требуемый для обеспечения прочности;
• сечение поперечных элементов, составляющее 0,4–1 см;
• расстояние от каркаса до края бетонной поверхности, составляющее 40–50 мм.

Сгибание арматуры правильно производить под прямым углом

Соблюдайте приведенную очередность сборки пространственной конструкции:

1. Установите с интервалом 50–80 см вертикальные стержни на прямолинейных участках.
2. Привяжите к ним проволокой горизонтальные элементы верхнего и нижнего яруса.
3. Произведите угловое армирование с помощью изогнутой по радиусу стальной арматуры.

При выполнении работ важно обеспечить жесткость соединяемых элементов с помощью вязальной проволоки, а также правильно усилить все зоны ленточной основы.

Как правильно армировать углы

Максимальная концентрация напряжений, вызывающих растяжение и сжатие, возникает в углах армированной ленты. Это связано с перпендикулярным направлением усилий, которые воспринимает арматура в углах основы. При правильном укреплении угловых зон хорошо демпфируются нагрузки. Ошибки могут вызвать появление глубоких трещин в бетонном массиве.

Повышенная жесткость при усилении ленточного фундамента обеспечивается формированием жесткого замкнутого контура. При этом прочно зафиксированная арматура позволяет в полном объеме передавать усилия элементам пространственного каркаса. Важно не допустить растрескивания угловых зон, откалывания частей основы и расслоения бетонного массива в результате неправильного армирования.

После того, как конструкция будет полностью готова, ее можно опускать в готовый котлован

Производя усиление углов важно соблюдать следующие требования:

• укреплять угловые части цельными стержнями радиусной конфигурации, которые необходимо надежно зафиксировать;
• замкнуть силовой контур, полностью исключив стыковые соединения прямых кусков арматуры;
• использовать для усиления углов ленточного фундамента стальную арматуру диаметром более 10 мм.

После окончания мероприятий по армированию необходимо проверить соответствие размеров собранного пространственного каркаса требованиям чертежа. Отклонения от проектной документации и недостаточная жесткость фиксации прутков вызывают нарушение целостности каркаса. Сдвиг под нагрузкой элементов в точках соединения вызывает появление трещин на основании после бетонирования.

Возможны различные способы укрепления ленточных оснований:

• стальной сеткой. Ее можно приобрести в специализированных магазинах или изготовить самостоятельно. Сетка размещается на уровне цоколя и соединяется с перпендикулярно расположенными стальными стержнями. Сетка крепится к вертикальным прутикам по всему контуру с расстоянием между ними 50 см;
• рифленой арматурой. Пространственная рама собирается из отдельных заготовок, которые крепятся между собой внахлест. Стальные стержни жестко связывают фундамент с несущими стенами строения и формируют общий силовой каркас. В углах основания расстояние между вертикальными прутками составляет 20–25 см.

Изгиб прутьев должен соответствовать форме основы строения и обеспечивается с помощью гибочного приспособления. В зонах нахлеста угловые элементы прочно крепятся к продольным пруткам верхнего и нижнего яруса.

Простое соединение двух армирующих прутьев в углах недопустимо ни при каких обстоятельствах

Неправильное армирование – характерные ошибки

При выполнении работ неопытными застройщиками неизбежно возникают ошибки, отрицательно влияющие на прочностные характеристики:

• отклонение конструкции от требований чертежа;
• применение арматуры уменьшенного диаметра;
• соединение прутков сваркой, нарушающей структуру металла;
• фиксация стержней в угловых зонах под прямым углом;
• недостаточная прочность соединения арматуры проволокой;
• несоответствие конфигурации угловых элементов форме строения;
• контакт арматурного каркаса с воздушной средой после бетонирования.

В результате ошибок, допущенных в процессе армирования, появляются трещины, снижается прочность конструкции, что может вызвать серьезные последствия.

Особенности соединения арматуры

Размышляя о способе крепления элементов арматурной решетки, многие начинающие застройщики выбирают между двумя методами крепления:

• применением проволоки для вязания;
• использованием электросварки.

Часто возникают ситуации, когда стальная решетка изготовлена в точном соответствии с требованиями чертежа, но выбран неправильный способ фиксации арматуры. Обратите внимание, что усиление угловых зон и соединение продольных элементов каркаса может обеспечить повышенную прочность только при использовании вязальной проволоки для соединения стержней. Это проверенный вариант, в надежности которого не стоит сомневаться.

Сварка неспособна обеспечить необходимую жесткость, а повышенная температура изменяет структуру материала при нагреве. В результате велика вероятность повреждения каркаса при нагрузке.

Овладев технологией армирования углов, можно самостоятельно усилить фундамент и не допустить при этом ошибок. Правильно укрепленный фундамент может длительно эксплуатироваться, обеспечивая устойчивость здания.

Арматурный пояс (или армопояс, разгрузочный пояс, сейсмопояс) под плиты перекрытия

Арматурный пояс (или армопояс, разгрузочный пояс, сейсмопояс) представляет собой армированную бетонную ленту (монолит), которая связывает все здание по наружным и внутренним стенам. Главным назначением армопояса является усиление несущих стен (из газобетона, например) для повышения их сопротивляемости нагрузкам и предотвращения деформаций, которые могут быть вызваны усадкой здания и грунтов.

Последствия отсутствия или неправильного монтажа армопояса:

• растрескивание несущих внешних стен из-за отсутствия армопояса под кровлей;
• если межэтажный армопояс не спрятан внутри блока (в случае с ГЗБ), то возможно появление сырости и трещин по потолку и стенам.

Устройством армопояса под фундамент, между стенами и под крышу не следует пренебрегать, в противном случае Вы потеряете больше времени и денег на отделочных работах и материалах, а в некоторых случаях и на разбор, и новую кладку несущих стен (в случае отсутствия армопояса под мауэрлат и стропильную систему). Поэтому установка армопояса полностью оправдывает средства!

Армопояс необходим, если:

• запроектирована стропильная система с использованием анкеров и шпилек;
• балки перекрытия уложены неравномерно и образуют точечную нагрузку на хрупкий стеновой материал: газобетон, керамзитобетон, пенобетон и т.д.;
• монтируется сборный (столбчатый или свайный) фундамент;
• здание возводится на сыпучих грунтах, которые дают неравномерную усадку всего сооружения, или на склоне;
• будущее здание имеет 2 и более этажей;
• суровые погодные условия (особенно это наблюдается в северных регионах страны).

Функции армопояса

Как главная структурная часть любого сооружения, армопояс выполняет несущую функцию в здании, то есть он необходим для повышения прочности и монолитности строительной конструкции. Усиление армопоясом особенно важно при работе с бетонными перекрытиями. Назначением армопояса является соединение всех несущих элементов возводимого здания в единое целое, при этом важно соблюдать непрерывность и целостность всей конструкции.

Армопояс предназначен для:

• укрепления несущих стен;
• равномерного распределения нагрузок на стены;
• повышения устойчивости конструкции здания: снижения рисков усадки здания, а, следовательно, появления трещин фундамента и несущих стен;
• придания горизонтальности конструкции: выравнивания кладки при распределении бетона по горизонтальной плоскости;
• снижения рисков возникновения точечных нагрузок, которые возникают из-за перекосов стен в период эксплуатации здания.

Виды армопоясов

Общеизвестно четыре типа армопоясов, которые необходимо различать:

• Подфундаментный армопояс (или ростверк)
• Разгрузочный пояс (или цокольный армопояс)
• Межэтажный пояс
• Армопояс под крышу

Ростверк

Конструкция ростверка представляет нижний армопояс, который расположен под землей и на который опираются все несущие стены. Ростверком, как правило, принято соединять столбы и сваи соответствующих фундаментов (см. тёплый свайный фундамент). Главным отличием ростверка от прочих поясов является особенность в процессе его устройства: установка производится под каждую несущую стену планируемого здания. Высота ростверка может иметь высоту 300-500 мм, а ширину 700-1200 мм.

Именно крепкое основание нижнего пояса определяет устойчивость здания. Ростверк должен противостоять усадке, сползанию слоёв грунта и воздействию воды.

Для устройства армопояса как минимум необходимы климатические, геодезические и сейсмологические данные (см. инженерно-геодезические изыскания). На их основании инженером рассчитываются технические характеристики армопояса, под который вырывается траншея требуемой глубины. На расчетную глубину по периметру дома устанавливают траншею, после выравнивается дно и стенки траншеи до уровня твердых грунтов. После производится песчано-щебёночная подсыпка толщиной 50-100 мм и её уплотнение.

Важно! В случае работы с твердыми слоями грунта достаточно использовать чистый песок – это сэкономит Ваши средства.

Цокольный армопояс

Цокольный пояс призван разделять фундамент и стеновые конструкции. Стеновые конструкции фундамента устраиваются либо висячими, т.е. располагаться над поверхностью земли, либо находиться на одном уровне с землёй. Однако вне зависимости от положения армопояс должен быть установлен.

Цокольный армопояс возможно смонтировать двумя способами:

• Заливкой армопояса по периметру здания (если в проекте заложены деревянные перекрытия).
• Заливкой армопояса, как при заливке ростверка (если заложены железобетонные перекрытия): под всеми несущими стенами.

Монтаж цокольного армопояса схож с технологией устройства бетонного основания под фундамент. В первую очередь по верхнему ряду блоков монтируется опалубка, после чего в нее устанавливается пространственный армокаркас. Далее цокольный армопояс заливается бетоном марки М300 высотой 200-500 мм (толщина зависит от сечения свай либо от толщины внешних несущих стен и напуска на перекрытие).

Грамотно устроенный цокольный армопояс – залог надёжного и устойчивого фундамента даже на трудных грунтах (супесях, суглинках, глине) и с высоким уровнем грунтовых вод (УГВ)!

Межэтажный армопояс

Межэтажный армопояс играет роль разгрузочного элемента, который принято располагать между плитами перекрытия или балками СМП (см. сборно-монолитные перекрытия), а также  верхним уровнем стеновой кладки. Количество армопоясов между этажами соответствует числу этажей будущего здания.

Устройство межэтажного армированного пояса обязательно в случае использования панелей, опирающихся на керамзитобетонные, газобетонные или пенобетонные блоки. Однако в случае монолитного железобетонного перекрытия заливку армопояса бетоном можно опустить, т.к. перекрытие равномерно распределяет нагрузку на несущие стены и прочно соединяет их в сплошную конструкцию. Существует мнение, что под деревянное перекрытие не нужно устройство армопояса, однако это не так.

Под деревянное перекрытие устанавливать армопояс также обязательно!

Под деревянные перекрытия принято заливать монолитный армопояс, ширина которого сопоставима с шириной стенной кладки (из газобетона, керамзитобетона, пенобетона), т.е. толщиной 150-300 мм. Армопояс монтируется из 3-4 продольных ребристых армопрутков диаметром 10-14 мм. Перед заливкой бетонной смесью армопояс обустраивается опалубкой из OSB или дюймовки. При монтаже опалубки важно создать замкнутую герметичную систему соединений деревянных щитов, поворотов и углов. Прочность опалубки будет напрямую зависеть от высоты заливки армопояса бетонной смесью. Чем выше высота, тем прочнее опалубка. Опалубка снимается по истечении 24 ч (летом) или 72 ч (зимой).  

Армопояс под крышу /мауэрлат

Грамотно устроенный армопояс под крышу будет решать следующие задачи:

• Распределять нагрузку от стропильной системы, фронтов и крыши
• Фиксировать мауэрлат
• Создавать симметричность горизонтальной части коробки дома

Технология установки армопояса под крышку ничем не отличается от возведения межэтажного пояса. Пренебрегая раскладкой плит, можно смонтировать пояса по всей ширине внешних несущих стен. Стропила, выполняемые под наклоном, должны быть выложены на основную опору конструкции – мауэрлат. 

Крепление мауэрлата без устройства армопояса допускается только для стенной кладки из кирпичей, а в прочих случаях монтаж армопояса под крышу обязателен!

Особенно это важно при работе с такими лёгкими материалами как газобетонные, керамзитовые, пенобетонные блоки. В такой материал достаточно трудно зафиксировать анкерные крепления, а в случае сильных порывов ветра мауэрлат может оторваться от стены вместе с крышей.

Если же мы имеем дело с легкими блоками, то армопояс залить придется. В газобетон, пенобетон и керамзит, анкерные крепления надежно зафиксировать достаточно трудно. Поэтому даже сильный ветер может оторвать мауэрлат от стены вместе с крышей.

Этапы монтажа армопояса

Монтаж армопояса включает в себя устройство армокаркаса, установку опалубочной системы, заливку бетонной смесью и выдержку бетона до набора первичной прочности, когда можно будет снять опалубку и продолжить строительные работы.

• Устройство каркаса из арматуры. Первым делом просверливаются отверстия и вбиваются в них заготовки ребристой арматуры. Это необходимо сделать в местах пересечения стен и вдоль самих стен с шагом 1000-1500 мм. После крепится вязальной проволокой нижний уровень продольной арматуры на высоте 300-400 мм от края стены, соединяются два параллельно расположенных арматурных прутка перемычками с шагом 250-300 мм, например. Вертикально стоящие заготовки монтируются таким же образом. Монолитный пояс принято изготавливать толщиной 150-500 мм в зависимости от назначения: армопояс под ростверк, цоколь, межэтажное перекрытие или под крышу.

• Монтаж опалубки. Он выполняется либо с использованием разборных конструкций, либо несъёмной опалубки (см. несъёмная опалубка из ППС). В первом случае опалубка собирается из листового материала или обыкновенной доски (OSB, дюймовки). Здесь важно контролировать уровень верхнего края опалубки: допускается перепад 10 мм. В случае с несъёмной опалубкой её сборка выполняется с нижней перемычки, на которую укладывается нижняя часть армокаркаса, а в вертикальную часть просверливаются отверстия и вбиваются арматурные заготовки. В пазы вставляются верхние перемычки и на них укладываются арматурные заготовки, которые привязываются вязальной проволокой с вертикальными заготовками. В результате получается армокаркас толщиной 200-250 мм. Несъёмная опалубка из ППС позволит не только равномерно распределить толщину бетонного ядра будущего армопояса, но и стать дополнительным утеплителем железобетонной конструкции.

• Заливка бетонной смесью. Заливка арматурной конструкции производится бетоном марки не ниже B20 и c пластичностью П3-П4 для лучшего заполнения стыков. В зависимости от погодных условий иногда добавляют в бетонную смесь противоморозные добавки (ПМД), однако при отрицательных температурах они не всегда спасают, поэтому важно производить заливку горячим раствором бетона. Далее смесь утрамбовывается как вручную (штыкованием), так и вибромашинкой.

Важно! В случае использования в качестве стенного материала газобетона, съёмную опалубку следует закрепить саморезами в знакопеременном положении. Это предотвратит выбивку саморезов из пазов при работе шлифовальной машинки

• Выдержка бетона. После заливки бетон накрывается целлофаном или геотекстилем для уменьшения  испарения влаги и выдерживается в течение 28 дней до набора отпускной прочности (70%). И чем медленнее происходит высыхание бетона, тем большую прочность он набирает. По истечении некоторого времени, когда бетон наберет распалубочную (первичную) прочность, опалубка снимается.

Способы монтажа армопояса

Армопояс из газобетонных U-блоков

Газобетонные U-образные блоки предназначены для создания несъемной теплоизолирующей опалубки под устройство оконных и дверных проёмов, перемычек и армопоясов. U-блок – это стеновой блок с полостью под каркас из арматуры и заливку бетонной смесью. U-блоки отличает их прочность, легкость, экологичность и тепловые характеристики. U-блоки бывают следующих размеров:

Монтаж U-образных блоков производится по всему периметру здания с использованием специального клея для газобетонных блоков. Клеевой состав также наносится на вертикальные стыки. Далее в полость монтируется армокаркас, защитный слой которого регулируется с помощью фиксаторов для арматуры “звёздочка”, бетон заливается и уплотняется штыкованием. Поверхность бетона выравнивается с верхним уровнем кладки заподлицо. Технология из U-блоков исключает возникновение мостиков холода и потерю тепла.

Армопояс из перегородочных блоков

Система из перегородочных блоков также представляет собой несъемную опалубку для армопояса. Специальный клеевой состав обладает достаточной адгезией (прочностью), чтобы выдерживать распирающую нагрузку при заливке бетонной смесью. Однако устройство стяжек для опалубки не будет лишним.

Монтаж системы из блоков выполняется следующим образом:

• Размещение перегородочного блока толщиной 50-150 мм на верхний ряд кладки с использованием клеевого состава.
• Укладка в “траншеи” слоя теплоизоляции (пенопласт или экструзия) и арматурного каркаса.
• Заливка бетонной смесью.

Армопояс со съемной деревянной опалубкой

Использование съёмной щитовой деревянной опалубки целесообразно для армопояса при использовании в строительстве газобетонных блоков толщиной 200-300 мм. Деревянная опалубка для армопояса выполняется из OSB, ламинированной фанеры или обычной дюймовки, которые скрепляются с внешних сторон перемычками. Нижняя часть деревянной опалубки крепится на саморезы по дереву к стене, а верхняя – соединяется поперечными стяжками из досок с шагом 800-1000 мм. Это делается для того, чтобы при укладке бетона избежать разрушения конструкции при распирающей нагрузке бетонной смеси. Конечным этапом является установка армокаркаса и заливка бетоном.

Прочность на изгиб стальных балок прямоугольного сечения с полым профилем, армированных углеродным волокном, армированных углеродным волокном, с трещинами

Изучено поведение на изгиб стальных балок с полым прямоугольным сечением (RHS) с начальной трещиной, усиленной снаружи пластинами из армированного углеродным волокном полимера (CFRP). Восемь образцов были испытаны при трехточечном нагружении до отказа. Программа экспериментов включала три балки в качестве контрольных образцов и пять балок, усиленных плитами из углепластика с предварительным напряжением или без него.Кривые прогиба нагрузки были построены на графике и наблюдались картины отказов. Нагрузки текучести и предельные нагрузки с ремонтом или без него сравнивались вместе с распределением деформации плиты из углепластика. Был сделан вывод, что предел текучести треснувших балок можно повысить с помощью ремонта. Между тем, предельные нагрузки были в некоторой степени увеличены. Эффект от ремонта становился значительным с увеличением начальной глубины трещины. Характер отказов отремонтированных образцов был аналогичен таковым у контрольных.Механический зажим на концах плиты из углепластика был необходим, чтобы избежать преждевременного отслаивания между плитой из углепластика и стальной балкой. Уровни напряжения в плитах углепластика были относительно низкими во время испытаний. Использование предварительного напряжения может повысить эффективность использования плит из углепластика. Можно сделать вывод, что ямочный ремонт может быть использован для восстановления несущей способности дефектных стальных балок.

1. Введение

Стальные полые профили получили более широкое распространение в качестве несущих нагрузок во всех направлениях и эстетичного внешнего вида.Они получили широкое распространение в качестве структурных и неструктурных элементов наземных и морских сооружений. Такие существующие стальные конструкции теперь сталкиваются с недостаточной несущей способностью из-за коррозии, усталостных трещин и увеличения временных нагрузок. Традиционные методы восстановления — это в основном стальные листы с внешним соединением / сваркой. Стальные листы показали свою эффективность в повышении несущей способности. Но они громоздки и подвержены коррозии. Требуются более эффективные методы модернизации.Метод исправления из армированного углеродным волокном полимера (CFRP) стал привлекательным методом из-за его превосходных свойств высокой прочности, небольшого веса и срока службы. Этот метод в основном использовался в авиационной промышленности, и эффекты оказались эффективными [1, 2]. Метод был распространен на ремонт поврежденных стальных конструкций в гражданском строительстве. Экспериментальные испытания и приложения на месте [3–5] показывают, что поврежденные стальные конструкции, исправленные FRP, могут восстановить несущую способность. Тикфордский мост [6] был отремонтирован с применением композитных материалов для увеличения его несущей способности.Это также было достигнуто с помощью экспериментальных испытаний стальных балок, усиленных пластинами из армированного углеродным волокном полимера (CFRP) [7].

Однако лишь ограниченное количество исследований было сосредоточено на изгибе стальных балок с полыми секциями. Haedir et al. [8, 9] стальные балки с полым круглым сечением (CHS) обернуты листами из углепластика. Результаты испытаний на чистый изгиб показали, что усиление благоприятно сказывается на прочности на изгиб. Техника усиления была также распространена на стальные трубчатые элементы для морских платформ.Шесть стальных труб длиной 2,4 м, обернутых композитом из углепластика, были подвергнуты испытанию на четырехточечный изгиб [10]. Был сделан вывод, что предел прочности на изгиб и жесткость на изгиб были увеличены. Photiou et al. [11] сравнили две системы модернизации для деградированных стальных балок с прямоугольным полым профилем. Было отмечено, что U-образная система может предотвратить разрушение отслаивания и считается эффективным методом восстановления по сравнению с системой ремонта плоской пластиной. Эльчалакани [12] также провел серийные испытания стальных балок с прямоугольным полым профилем, обернутых листами из углепластика или покрытых плитами из углепластика.Были исследованы как неразрушенные, так и искусственно деградированные пучки. Рассмотрены параметры: уменьшение толщины, гибкость сечения и количество материалов из углепластика. Увеличение прочности колеблется от 7% до 31% для деградированных образцов. Предыдущие исследования использовали участки утонения для моделирования коррозионных дефектов. Однако трещины обычно обнаруживаются из-за усталостных повреждений или по другим причинам. Дефект трещины также может ухудшить несущую способность и сделать конструкции склонными к хрупкому разрушению.Чтобы восстановить несущую способность или замедлить распространение трещин, пластина из углепластика была предварительно напряжена и прикреплена к стальному маятнику с прямоугольным полым сечением [13]. Масштабные испытания на усталость были проведены до того, как метод был применен к проекту реабилитации площадки. Был проведен долгосрочный полевой мониторинг, и результаты показали, что исправление заплат было эффективным в снижении напряжения вокруг потенциальных дефектов. Подобная система ремонта плоских пластин также была принята несколькими исследователями [14, 15].

На практике полые элементы секции подвергаются значительному износу, вызванному сочетанием внешней нагрузки, коррозии и растрескивания. Предыдущие исследования были сосредоточены на укреплении неповрежденных образцов или образцов с уменьшенной толщиной. Также были предприняты усилия по усилению балок с трещинами RHS с постоянной глубиной трещины. Тем не менее образцы с разной начальной степенью повреждения не исследовались. Пробел в знаниях должен быть восполнен в отношении эффектов упрочнения на образцах с различной глубиной трещин.Целью данного экспериментального исследования является сравнение характеристик стальных балок с полым прямоугольным сечением (RHS) с трещинами различной степени повреждения, отремонтированных плитами из углепластика или предварительно напряженными плитами из углепластика.

2. Экспериментальная программа

2.1. Свойства материала

В качестве материалов использовались стальные трубы, углепластик и клей. Стальные трубы имели номинальный предел текучести 298 МПа и предел прочности 368 МПа, а модуль упругости составил 1,87 × 10 ⁵ МПа по купонному испытанию.Следует отметить, что модуль упругости у обычной стали относительно низкий. Это может быть связано с производственным процессом. Химический состав был приведен в таблице 1. Предел прочности на разрыв плит углепластика толщиной 1,4 мм составлял 3089 МПа, а модуль упругости составлял 1,91 × 10 ⁵ МПа, предоставленный производителем. Двухкомпонентный эпоксидный клей был смешан в пропорции 2,5: 1. Двухкомпонентный эпоксидный клей был смешан в пропорции 2,5: 1. Он был поставлен Shanghai Yichang Carbon Fiber Material Co., Ltd. Прочность на разрыв и модуль упругости составляли 40 МПа и 2500 МПа соответственно.

2.2. Образцы для испытаний

Всего восемь стальных балок с прямоугольным полым сечением (RHS) были спроектированы с различной глубиной начальной трещины.Принимая во внимание удобство использования и испытательные возможности в лаборатории, длина образца была выбрана равной 700 мм, а эффективный пролет был 600 мм для испытания на трехточечный изгиб. Поперечное сечение правой части 100 мм × 50 мм × 6 мм. Основная геометрия стальных балок с трещинами RHS и испытательная установка показаны на рисунке 1. Первоначальная трещина была вырезана на дне балки для моделирования различных степеней повреждения. Глубина пропила пилой составляла 3 мм, 6 мм и 30 мм соответственно. Экземпляры были разделены на три группы.Три балки не ремонтировались и использовались как контрольные. Еще три балки были отремонтированы плитами из углепластика без предварительного напряжения. Две балки были заделаны предварительно напряженными плитами из углепластика. Что касается отремонтированных образцов из углепластиковой плиты без предварительного напряжения, одна плита из углепластика длиной 400 мм и шириной 50 мм была размещена и приложена к нижней части образца без предварительного напряжения. Что касается отремонтированных образцов с предварительно напряженной пластиной из углепластика, одна пластина из углепластика длиной 400 мм и шириной 40 мм была прикреплена к образцу, подвергнутому предварительному напряжению 10% от предела прочности на разрыв материала углепластика.Полная информация обо всех образцах приведена в Таблице 2.

2.3. Подготовка образца

Подготовка образца включала подготовку поверхности, нанесение клея и исправление пластин из углепластика. Правильная подготовка поверхности стальной основы имеет решающее значение для соединения стали и плиты углепластика. В данном исследовании нижние поверхности шлифовали абразивным диском для удаления ржавчины и получения химически активной стальной поверхности [16, 17]. Затем поверхности были очищены ацетоном от пыли и жира. Затем двухкомпонентный эпоксидный клей был смешан и равномерно распределен как по стальной поверхности, так и по пластине из углепластика.Пластина из углепластика была прикреплена к стальной поверхности с контролируемой толщиной клея. Все образцы для испытаний выдерживались более одной недели при температуре окружающей среды. Чтобы задержать или предотвратить отслоение склеенных пластин из углепластика, для усиленных образцов использовались две системы крепления, как показано на рисунках 2 (а) и 2 (б). Для типа A конец пластины из углепластика зажимался двумя идентичными стальными пластинами, соединенными четырьмя болтами. Для типа B к трубе были приварены L-образные уголки, после чего была привинчена стальная крышка для зажима плиты из углепластика.

На рис. 2 (с) показано оборудование для предварительного напряжения предварительно напряженных отремонтированных образцов из углепластика. Во-первых, пластина из углепластика была очищена и зафиксирована с одного конца системой анкеровки. Другой конец был зажат двумя стальными пластинами, которые соединялись со стальной пластиной дальнего конца через две стальные стержни. Гидравлический домкрат использовался для выполнения усилия предварительного напряжения. Между тем, были приняты тензодатчики и тензодатчики для контроля уровня напряжения до контролируемых значений. После этого на другой конец образца закручивались болты.Образцы выдерживали более одной недели при температуре окружающей среды.

2.4. Приборы и испытательная установка

Балки были испытаны с использованием трехточечной системы нагружения, как показано на рисунке 3. Изгибная нагрузка была приложена путем статического нагружения с помощью гидроцилиндра 500 кН в середине образца. Интервал нагружения определялся с номинальным пределом текучести изгибающего момента. Когда кривая нагрузка-смещение показала нелинейную характеристику, метод нагружения с управляемым смещением применялся до отказа.

(a) Испытательная установка
(b) Устройство тензодатчика
(a) Испытательная установка
(b) Устройство тензодатчика

Отклонения в средней точке контролировались с помощью трех линейных преобразователей переменного смещения ( LVDTs). Тензодатчики были установлены вдоль направления по высоте в среднем пролете, чтобы изучить распределение деформации поперечного сечения, как показано на рисунке 3 (b). На поверхность пластины из углепластика на расстоянии 100 мм были установлены пять тензодатчиков.Между тем, нагрузки и смещения исполнительного механизма регистрировались системами сбора данных.

3. Результаты тестирования

3.1. Типы отказов

Типичные образцы отказов испытанных образцов показаны на рисунке 4. Трещина распространялась вдоль первоначального вертикального разреза с увеличением нагрузки. Основной вид отказа — уступка сечения с трещиной. В случае RHS-II-03-P0 без системы крепления плиты углепластика внезапно упали, когда нагрузка достигла пикового значения.Это связано с тем, что разделение границ раздела произошло и быстро развивалось. Между тем, отсоединение можно отсрочить с помощью анкерных систем. Что касается других образцов из групп II и III, пластина из углепластика может быть деформирована стальными балками RHS до разрушения. Следовательно, это говорит о том, что системы анкеровки могут эффективно улучшить нагрузочную и деформационную способность отремонтированных образцов. При разрушении было замечено, что углепластик растрескивается в продольном направлении.

3.2. Отношения нагрузка-прогиб

Отклики на прогиб от нагрузки для контрольной и отремонтированной балок показаны на рисунке 5.Измеренные прогибы располагались внизу среднего пролета. Эти кривые предоставили ценную оценку параметров, отражающих жесткость, прочность и изгибаемость образца. Все отремонтированные образцы прогибаются меньше, чем контрольные. Это означает, что отремонтированные образцы были жестче, чем образцы из стали без покрытия. Дополнительная жесткость была приписана внешней соединенной пластиной из углепластика на стальной поверхности. Количество приклеенной плиты углепластика влияет на улучшение жесткости.Жесткость предварительно напряженных образцов должна быть меньше жесткости образцов без напряжения, так как для предварительно напряженных образцов использовалась пластина шириной 40 мм вместо пластины шириной 50 мм для образцов без напряжения. Это может быть оправдано тем фактом, что кривая образца RHS-III-30-P10 находится между кривыми RHS-I-30 и RHS-II-30-P0.

Можно наблюдать падение нагрузки для всех отремонтированных образцов. Это связано с внезапным разрывом сцепления между сталью и пластиной из углепластика. Что касается образца RHS-II-03-P0, который не был закреплен, нагрузка постоянно уменьшалась с увеличением прогиба из-за потери плиты углепластика.Между тем образцы, имевшие механическое крепление, восстановили несущую способность и деформировались с большим прогибом. Это указывает на то, что пластина из углепластика может работать вместе со стальной балкой даже после отсоединения от ограничений, обеспечиваемых анкерным креплением. Сравнивая предельную несущую способность, можно заметить, что отремонтированные образцы имеют более высокие значения. Прирост несущей способности тем значительнее при большей длине трещины.

3.3. Нагрузка текучести и предельная нагрузка

Нагрузка текучести и предельная грузоподъемность, полученные в результате испытания как контрольных образцов (стальная балка без покрытия), так и образцов с заплатами из углепластика, показаны в таблице 3.Наблюдалось хорошее соответствие теоретических и экспериментальных нагрузок текучести.

Эффективность наложения углепластика была исследована путем сравнения с контрольными образцами для количественного определения процента увеличение текучести и предельной грузоподъемности (рисунки 6 и 7). Что касается образцов с начальной длиной реза 3 мм, предел текучести образца с заплатами составляет 75,07 кН, что немного ниже значения 79.81 кН, что является теоретической нагрузкой текучести неповрежденного неповрежденного образца. Это означает, что ремонт углепластика может восстановить нагрузку текучести для слегка поврежденных образцов. Для образцов с одинаковой степенью повреждения, а именно с глубиной трещины 3 мм, предел текучести образца с заплатой увеличился на 16,06% по сравнению с контрольным образцом. Предел нагрузки образца с заплатой с начальной трещиной 3 мм составляет 110,60 кН, что меньше 154,63 кН теоретической предельной нагрузки неповрежденного неповрежденного образца.Это указывает на то, что даже небольшая трещина может поставить под угрозу предельную нагрузку образца. Предел нагрузки образца с заплатой увеличился немного на 2,88% по сравнению с контрольным образцом для образцов с глубиной трещины 3 мм.

Точно так же выход и предельная нагрузка образца RHS-II-06-P0 с заплатками увеличились на 17,58% и 3,42% по сравнению с контрольным образцом RHS-I-06 соответственно. Что касается образцов с большой начальной длиной реза, а именно 30 мм, предел текучести наложенного образца значительно увеличился на 92.51% по сравнению с контрольным образцом. Предельная нагрузка на образец с заплатами увеличилась на 17,89% по сравнению с контрольным образцом. Очевидно, что ремонтный эффект более значителен для образцов с более глубоким начальным срезом. Также наблюдается, что увеличение предельной нагрузки относительно меньше, чем увеличение нагрузки текучести. Причина может быть связана с тем, что углепластик расслоился со стальной балкой в ​​последнем диапазоне нагрузок.

Можно заметить, что техника ремонта предварительно напряженного углепластика полезна для увеличения текучести и предельной нагрузки.Что касается повышения предела текучести, предварительно напряженные образцы RHS-III-06-P10 и RHS-III-30-P10 показывают увеличение нагрузки на 37,56% и 118,87% больше, чем контрольные балки. Аналогичным образом, два образца увеличились на 4,98% и 10,89% от предельной нагрузки по сравнению с контрольными балками.

3.4. Распределение деформации на среднем участке

Измеренное распределение деформации в поперечном сечении может предоставить ценную информацию для оценки стальных балок при внешней нагрузке. На рисунке 8 показано сравнение распределений деформации по поперечному сечению в середине пролета при начальной трещине 6 мм.По оси абсцисс отложена деформация, измеренная в середине пролета, а по оси ординат — расстояние от нижней части плиты из углепластика с отремонтированными образцами. Из рисунка 8 (а) видно, что распределение деформации почти линейно по высоте, за исключением того, что верхняя деформация и нижняя деформация немного велики. То же явление наблюдается на рисунке 8 (b), на котором также нанесена деформация на пластину из углепластика. Это может быть связано с концентрацией деформации в вершине трещины и локальным влиянием датчика нагрузки на вершину балки.При том же уровне нагрузки значения деформации отремонтированного образца немного меньше, чем значения контрольного образца при сравнении рисунков 8 (а) и 8 (б). Это указывает на то, что плита углепластика работает вместе со стальной балкой. Между тем, деформация углепластика составляет около 2000 × 10 ^-6 под нагрузкой текучести.

Что касается образца, отремонтированного с предварительно напряженной пластиной из углепластика, деформации на пластине из углепластика относительно велики, как показано на рисунке 8 (c). Он колеблется практически от 1400 × 10 ⁻⁶ до 5000 × 10 ⁻⁶ с увеличением уровня загрузки.Нижняя часть образца перешла из состояния сжатия в состояние растяжения. Это связано с тем, что предварительно напряженная плита из углепластика вводила стадию сжатия в нижней части балки, и это преобладает с относительно низким уровнем нагрузки. Это благоприятно сказывается на удобстве эксплуатации, поскольку состояние сжатия может предотвратить распространение трещин. Когда уровень нагрузки превысил определенное значение, нижняя часть перешла в напряженное состояние. И трещина начала распространяться, когда эффективный коэффициент интенсивности напряжений больше порогового значения.

3.5. Распределение деформации на пластине из углепластика

Чтобы лучше понять эффективность ремонта плиты из углепластика, деформации на пластинах из углепластика были нанесены на график вдоль направления длины, как показано на рисунке 9. Это ясно показывает, что деформации равномерно распределяются на пластине из углепластика для предварительно напряженного образца. Что касается образца без предварительного напряжения, наблюдалась симметричная форма распределения, и деформация в середине пролета достигла максимального значения. Значение деформации значительно уменьшилось от среднего пролета к двум концам.Это явный признак того, что эффективность использования предварительно напряженных углепластиковых пластин лучше, чем без напряженных.

Несущие стены: как отличить?

Снос внутренних стен может преобразить ваш дом, превратив две или более тесных комнат в одну интегрированную и просторную зону. Но снос стены — любой стены — не та работа, к которой стоит спешить без тщательной подготовки и совета экспертов, если работа должна быть выполнена как безопасно, так и эффективно.

Виды внутренних стен

Перед тем, как снести любую внутреннюю стену, важно сначала выяснить, является ли она несущей или нет. Некоторые внутренние стены просто отделяют одну комнату от другой, не выдерживают нагрузок и могут быть безопасно сняты без риска. Но другим нужны более сложные техники, поскольку они поддерживают вес сверху — потолок, любую стену наверху, этаж выше или их комбинацию.

Ненесущие каркасные стены можно снимать без необходимости во временной или постоянной опоре любого типа.Несущие стены, с другой стороны, должны иметь вес сверху, временно удерживаемый подпорками, в то время как опора вставляется в стену выше предполагаемого зазора. Только тогда можно будет безопасно снести стену внизу.

Проверка опоры

Определить, является ли стена несущей, не так просто, как может показаться. Невозможно сказать, просто осмотрев стену снаружи, и необходимо провести обширные испытания, чтобы определить ее точное назначение.Это может потребовать много времени и усилий, но они необходимы, если необходимо избежать серьезного повреждения конструкции или даже обрушения.

Начните со стены, которую вы собираетесь снести, и прогоните ее, постучав по всей поверхности рукояткой молотка. Если есть определенное пустотелое кольцо, стена представляет собой перегородку из дерева и гипсокартона, и будут «мертвые» точки, соответствующие линиям каркаса внизу. Если он не несет нагрузки, его можно безопасно сбить без риска обрушения.Однако будьте осторожны, так как некоторые типы каркасных стен несут частичную нагрузку, особенно в старых домах, где они используются для поддержки легких или коротких балок.

Если стена кажется твердой при звуке, то она сделана из кирпича или другого строительного блока. Но сам по себе это не показатель того, является ли стена несущей. Чтобы выяснить это, осмотрите область, где стена встречается с балками потолка или опорами крыши, и проследите по линии этого места до комнаты выше или вверх на чердак.Вы обнаружите, что либо стена исчезает, закончившись чуть выше потолка, либо она продолжается вверх через комнату, в которой вы находитесь.

В любом случае единственный способ определить назначение стены — поднять несколько половиц, чтобы обнажить верх стены и балки вокруг нее. После снятия нескольких половиц вы должны четко видеть, где стена соединяется с балками, и быть в состоянии определить, выдерживает ли стена нагрузки от балок.

Никогда не принимайте направление половиц как указание на то, как могут проходить балки внизу.У вас может сложиться впечатление, что половые доски всегда проходят под прямым углом к ​​балкам. Но в некоторых случаях

10 мостовых подшипников | Руководство по проектированию мостов на весь срок службы

Ниже приведен неисправленный машинно-читаемый текст этой главы, предназначенный для предоставления нашим собственным поисковым системам и внешним машинам богатого, репрезентативного для каждой главы текста каждой книги с возможностью поиска. Поскольку это НЕПРАВИЛЬНЫЙ материал, пожалуйста, рассматривайте следующий текст как полезный, но недостаточный прокси для авторитетных страниц книги.

445
10.1
введение
Подшипники являются важнейшим элементом всей мостовой системы. Хотя они представляют
только небольшая часть общей стоимости конструкции, они потенциально могут вызвать значительные
проблемы, если они функционируют ненадлежащим образом, или, если возможно, техническое обслуживание, модернизация или замена —
стратегии не предусмотрены и хорошо спланированы на стадии проектирования. Мост супер-
конструкции испытывают поступательные движения и конечные вращения, вызванные транспортной нагрузкой —
термические эффекты, ползучесть и усадка, ветровые и сейсмические силы, первоначальное строительство
допуски и другие факторы.Подшипники моста спроектированы и изготовлены с учетом
эти движения и вращения, поддерживая необходимые гравитационные нагрузки, передавая
эти нагрузки на основание и обеспечение необходимого ограничения для надстройки.
ture. Правильное функционирование мостовых опор предполагается при анализе и проектировании
комплексные мостовые системы. Выход из строя подшипника или неправильное поведение может привести к значительным
изменения в распределении нагрузки и общем поведении конструкции, которые не учитываются
в конструкции и может существенно повлиять на взаимодействие надстройки и подконструкции.В этой главе описываются различные типы подшипников и содержится информация, касающаяся:
факторы, влияющие и увеличивающие срок их службы. Методы проектирования для обслуживания
срок службы обсуждается вместе с потребностями будущего осмотра, обслуживания и возможных
замена.
10.2
ПРИНИМАЮЩИЕ ТИПЫ
Было разработано много типов подшипников, в первую очередь для обеспечения эффективных, экономичных
способы приспособления к разным уровням нагрузки и движения. У каждого типа есть определенная реклама.
преимущества и потенциальные недостатки. Таблица 10.1 обозначает наиболее часто используемый мост
типы подшипников, обсуждаемые в этой главе.
10
МОСТОВЫЕ ПОДШИПНИКИ

446
РУКОВОДСТВО ПО ДИЗАЙНУ МОСТОВ ДЛЯ СЕРВИСНОЙ ЖИЗНИ
10.2.1
Эластомерные подшипники: простые и усиленные
Эластомерные подшипники стали наиболее распространенным типом подшипников в последние годы.
из-за их желаемых рабочих характеристик, долговечности, низких эксплуатационных расходов
требования и относительная экономия. Подшипники из эластомеров не имеют подвижных частей.
Они допускают движение и вращение за счет деформации эластомерной подушки,
который может быть неопреном или натуральным каучуком.Боковые и продольные движения
компенсируется способностью прокладки деформироваться при сдвиге. Эти подшипники могут вмещать
датировать комбинированные движения как в продольном, так и в поперечном направлениях, а также по кругу
эластомерные подшипники были использованы для обеспечения многооборотного вращения. Бывший
установка мостов с использованием эластомерных подшипников с более чем 50-летним безупречным сервисом
сообщается о производительности.
Простые неармированные эластомерные прокладки используются для коротких пролетов, на которых нагрузки и
движения могут быть компенсированы одним слоем эластомера.По мере увеличения требований к вертикальной нагрузке и перемещению тонкие армирующие пластины
в сочетании с несколькими слоями эластомера для образования ламинированного армированного эластомера
сборка (см. рисунок 10.1). Использованы армирующие слои из стали и стекловолокна;
однако стекловолокно более слабое, более гибкое и плохо сцепляется с эластомером.
как и стальная арматура. В результате использование тонкой стальной пластинки
становятся более распространенными.
Неопрен — наиболее широко используемый эластомер, но в некоторых штатах также используются натуральные
каучук (Stanton et al.2004), особенно в более холодном климате, чтобы соответствовать требованиям AASHTO low-
температурные требования. Натуральный каучук, как правило, менее жесткий, чем неопрен.
температуры. Неопрен обладает большей устойчивостью к озону и широкому спектру химикатов.
чем натуральный каучук, что делает его более подходящим для некоторых агрессивных химических сред.
Спецификации конструкции моста LRFD (спецификации LRFD) (AASHTO 2012)
В настоящее время предлагается два метода проектирования эластомерных подшипников: Метод А,
который является более простым методом и требует меньшего количества тестов; и Метод B, который
требует больших усилий при проектировании и более обширных испытаний.Метод А приводит к жизнеспособным
ТАБЛИЦА 10.1. ПРИНИМАЮЩИЕ ТИПЫ
Общая категория Тип подшипника
Эластомерные опоры Плоские эластомерные прокладки
Прокладки из эластомера, армированные сталью
Подушечки для утки из хлопка
Подшипники скольжения Политетрафторэтилен
Альтернативные скользящие материалы
Многовращательные подшипники для высоких нагрузок Горшечные подшипники
Подшипники дисков
Сферические подшипники (цилиндрические для однонаправленных)
Сборные стальные механические подшипники Фиксированный штифт
Коромысло или роликовое расширение

447
Глава 10. МОСТОВЫЕ ПОДШИПНИКИ
Рисунок 10.1. Прокладка из ламинированного эластомера.
Источник: любезно предоставлено Д.С. Брауном (слева) и National Steel Bridge Alliance (справа).

Источник: любезно предоставлено Д.С. Брауном (слева) и National Steel Bridge Alliance (справа).
Рисунок 10.1. Прокладка из ламинированного эластомера.

конструкции мостов высотой до 150 футов (Stanton et al. 2004), и обычно используется метод B.
когда разумный подшипник не может быть спроектирован с использованием метода А. Большинство государств
используйте Метод А (Стэнтон и др. 2004).
10.2.2
Подушечки для хлопковой утки
Подушечки подшипников из хлопковой утки — еще один тип эластомерных подшипников, которые иногда используются.
используется в некоторых штатах, как правило, для сборных железобетонных двутавровых мостов с длиной пролета
до диапазона от 150 до 180 футов.Подушечки для хлопковой утки (CDP) представляют собой предварительно отформованные эластомерные
подушечки, состоящие из очень тонких слоев эластомера (менее 0,4 мм [1/60 дюйма]) с прослойкой
с хлопковой или полиэфирной тканью. Они жесткие и сильные на сжатие, что дает им
намного большая сжимающая нагрузка, чем у простых эластомерных подушек; однако CDP
возможность сдвига отклонения очень ограничена. Подшипники CDP обеспечивают высокую жесткость в
направление приложенной сжимающей силы и помогают ограничить возникающие проблемы —
во время строительства тяжелых балок из-за нестабильности вращения, как правило
наблюдается с другими типами эластомерных подшипников.При большой деформации сдвига CDP могут расщепляться
и треснуть или привести к проскальзыванию балки на CDP. Ограниченная отклоняющая способность при сдвиге составляет
часто преодолевается добавлением скользящей поверхности из политетрафторэтилена (ПТФЭ)
чтобы приспособиться к большим движениям. Когда используются поверхности из ПТФЭ, они часто бывают
соединены скользящими поверхностями из нержавеющей стали, как показано на рисунке 10.2. В
общие возможности зависят от жесткости и деформационной способности CDP и
варьироваться от производителя к производителю.Чтобы обеспечить адекватную производительность CDP,
Были разработаны меры по контролю качества (QC) и рекомендации по проектированию.
включен и включен в спецификации LRFD (Lehman et al. 2003).

448
РУКОВОДСТВО ПО ДИЗАЙНУ МОСТОВ ДЛЯ СЕРВИСНОЙ ЖИЗНИ
10.2.3
Подшипники скольжения
10.2.3.1
Политетрафторэтилен
Когда горизонтальные перемещения становятся слишком большими для эластомерных подшипников,
скользящие поверхности из ПТФЭ могут использоваться для обеспечения дополнительной устойчивости к сдвигу.
емкость (см. рисунок 10.2). Они обычно используются для обеспечения возможности передвижения
с CDP, а также они используются для обеспечения горизонтального движения в сочетании
связь с другими подшипниковыми системами, которые внутри обеспечивают сжатие и вращение,
такие как высоконагруженные многооборотные (HLMR) подшипники качения и диска (рисунки 10.3 и 10.4,
соответственно). Они также используются для больших перемещений и поворотов.
в сочетании со сферическими или цилиндрическими подшипниками.
PTFE имеет низкие фрикционные характеристики, химическую инертность и стойкость к
атмосферостойкость и водопоглощение, что делает его привлекательным материалом для опор мостов
Приложения.Скользящее движение обычно обеспечивается очень гладкой пластиной из нержавеющей стали.
скольжение по поверхности из ПТФЭ. Поверхность из нержавеющей стали больше, чем поверхность из ПТФЭ.
так что полное движение может быть достигнуто, не обнажая PTFE. Нержавеющая
сталь обычно помещается поверх ПТФЭ, чтобы предотвратить загрязнение грязью или
мусор. Подшипники скольжения из ПТФЭ могут направляться, что позволяет перемещаться только в одном направлении.
ция, или неуправляемая, позволяющая движение в разных направлениях. Когда скользящие поверхности из ПТФЭ
комбинируются с эластомерными подушками, эластомерная подушечка должна быть рассчитана на
изменить силу сдвига, необходимую для преодоления сопротивления трения ПТФЭ.Рисунок 10.2. Эластомерный подшипник с
Поверхность скольжения из PTFE.
Источник: любезно предоставлено Д.С. Брауном.

449
Глава 10. МОСТОВЫЕ ПОДШИПНИКИ
Скользящие поверхности создают силу трения, которая действует на надстройку, подструктуру.
Тура и подшипник. В результате трение является важным фактором при проектировании, и
низкое сопротивление трению ПТФЭ делает его очень полезным для этого применения. Коэф-
Коэффициент трения ПТФЭ увеличивается с понижением температуры и с понижением
контактное давление.Он также увеличивается, если сопряженная поверхность шероховатая или загрязнена
пыль или грязь. Правильный дизайн, изготовление и установка в полевых условиях необходимы для надлежащего
производительность.
Гладкий, ненаполненный ПТФЭ — наиболее распространенный материал, используемый для подшипников скольжения. Заполнено
ПТФЭ с добавлением стекловолокна, углеродных волокон или другого химически инертного наполнителя
армирование, иногда применяется. Заполненный ПТФЭ имеет значительно большую устойчивость к
износ и ползучесть, но он также имеет более высокий коэффициент трения на целых 25–30%.Ненаполненный ПТФЭ в виде тканого материала иногда используется для обеспечения более высокого
несущая способность, более длительный износ и повышенное сопротивление ползучести.
Смазка значительно снижает коэффициент трения и неровности
Поверхность PTFE использовалась как средство для облегчения смазки. Ямочки сферические
углубления (максимальный диаметр 0,32 дюйма при минимальной глубине 0,08 дюйма и покрытие
От 20% до 30% площади поверхности), которые обрабатываются на поверхности PTFE, чтобы действовать как
резервуары для хранения смазки.Силиконовые смазки указаны потому, что они эффективны.
устойчивы при низких температурах и не повреждают скользящий материал. Ямочки и лубри-
Катализированный ПТФЭ использовался в Европе, но в Соединенных Штатах он использовался только
в особых случаях на больших сферических подшипниках с очень низким коэффициентом трения
Требуется снизить фрикционные нагрузки на подконструкции. Ямочки и лубри-
Катализированный ПТФЭ требует планового технического обслуживания, так как коэффициент трения будет
значительно увеличиваются по мере истощения смазочного материала.Это увеличение коэффициента
трения может отрицательно сказаться на эксплуатационных характеристиках других частей
мостовая система.
10.2.3.2
Альтернативы обычному PTFE
Материал скольжения Maurer (MSM) — это альтернативный материал скольжения, разработанный в Германии.
как более эффективный заменитель скользящего материала на основе ПТФЭ, в основном для
приложения для высокоскоростных железных дорог (Maurer Söhne 2003). Новый материал сверхвысокого
полиэтилен с молекулярной массой, который хорошо зарекомендовал себя в недавних полевых применениях
и экспериментальные испытания в Европе, где это одна из самых популярных скользящих площадок.
лица в использовании.MSM был в первую очередь разработан для адаптации к движениям по мосту и связанным с ними
износ, вызванный высокоскоростными поездами, которые вызывают высокие скорости движения из-за балки
концевые повороты, которые со временем приводят к большим накопленным движениям. Начальная спецификация
ции требовали, чтобы материал подшипника выдерживал скорость движения до 15 мм / с
и обеспечивают 80-летний срок службы.
Экспериментальные испытания в Европе с образцами с ямочками и смазкой, подвергнутыми
к высоким скоростям нагрузки показал, что MSM превосходит ПТФЭ в отношении сжатия
прочность, коэффициент трения и скорость износа.Но поскольку этот материал относительно
новый, долгосрочных данных нет. Совсем недавно исследования, проведенные под
SHRP 2 Project R19A сравнил коэффициент трения и износ смазанных

450
РУКОВОДСТВО ПО ДИЗАЙНУ МОСТОВ ДЛЯ СЕРВИСНОЙ ЖИЗНИ
и образцы из МСМ без смазки и из простого ПТФЭ при высоких скоростях движения. Unlubri-
Испытания на указанных образцах показали, что МСМ имеет значительно большую износостойкость, чем
обычный PTFE, но с большим коэффициентом трения.Тестирование проекта R19A также включает
сниженный коэффициент трения и износа PTFE, армированного стекловолокном, Fluorogold, с
простой PTFE и MSM. Как и МСМ, материал Fluorogold имел значительно большую
износостойкость, но с меньшим увеличением коэффициента трения.
10.2.3.3
Метод расчета срока службы скользящих поверхностей
В Приложении G представлена ​​дополнительная информация о возможном расчетном сроке службы.
метод для поверхностей скольжения, который учитывает фактор давления-скорости при определении
эффективная скорость износа материала поверхности.Метод требует тестовых данных для установления
характеристики износостойкости материала; поэтому его применение в качестве метода проектирования будет
при наличии достаточных существующих данных испытаний для установления надежной скорости износа
кривые для различных материалов скольжения. Предлагаемые проектные положения основаны на
исследование, проведенное SHRP 2 Project R19A (Ala et al., представлено для публикации).
10.2.4
Многовращательные подшипники для высоких нагрузок
Когда расчетные нагрузки и вращения превышают разумные пределы для эластомерных подшипников,
Подшипники HLMR обычно рассматривались.Ситуации HLMR часто возникают с
более длинные пролеты, с изогнутыми или сильно перекошенными мостами, или со сложным каркасом, например
с перегибами. В этих случаях ось вращения или направление движения,
или оба варианта либо не фиксированы, либо их трудно определить.
Подшипники HLMR включают горшечные, дисковые и сферические подшипники, каждый из которых уникален.
в том, как он выдерживает большие нагрузки и повороты. Все изготовлены в фиксированном и
версии расширения. Версии расширения учитывают поступательное движение за счет
средства скольжения PTFE элементов.Версии расширения могут управляться, что позволяет перемещать-
только в одном направлении или без направления, что позволяет перемещаться в разных направлениях. В
в следующих разделах описываются и сравниваются все типы подшипников HLMR.
10.2.4.1
Горшковые подшипники
Втулочный подшипник был впервые разработан в Германии в начале 1960-х годов, и его начали использовать.
в США в начале 1970-х годов (Fyfe et al. 2006). Основные элементы этих
подшипники включают в себя неглубокий стальной цилиндр или горшок, в котором находится плотно прилегающий эластичный
размерный диск, который тоньше, чем глубина цилиндра.Механически обработанный стальной поршень подходит
внутри цилиндра и опирается непосредственно на эластомерный диск. Латунные кольца используются для
герметизируйте эластомер между поршнем и компонентами бака (см. рисунок 10.3).
Вертикальная нагрузка передается через поршень подшипника, и ей противодействует
давление давления в эластомерной подушке. Подушка деформируется, но почти не сжимается
в замкнутом состоянии и часто идеализируется как гидростатическое. На практике,
эластомер имеет некоторую жесткость на сдвиг, поэтому такая идеализация не совсем оправдана.
уточнено.Вращение может происходить вокруг любой оси и компенсируется деформацией
эластомерная прокладка. Горизонтальные нагрузки на опору горшка выдерживаются за счет прямого контакта
между стенкой горшка и поршнем.

451
Глава 10. МОСТОВЫЕ ПОДШИПНИКИ
Рисунок 10.3. Детали подшипников котла.
Источник: любезно предоставлено Д.С. Брауном.

Для достижения удовлетворительных характеристик горшечные подшипники требуют высокой степени контроля качества в
процесс изготовления и установки на месте, а также точное определение дизайна
нагрузки и перемещения.На протяжении многих лет они были самыми экономичными и
самый распространенный подшипник HLMR. Они реализованы на мостах повсюду
страна.
10.2.4.2
Дисковые подшипники
Подшипник диска был разработан и введен в эксплуатацию в Канаде в 1970 году (Fyfe et al.
2006) и до недавнего времени являлся патентованным устройством. Он состоит из жесткого
диск из полиэфир-уретана между верхней и нижней стальными пластинами с центральным срезным штифтом
устройство для противодействия горизонтальной нагрузке (рисунки 10.4 и 10.5). Диски достаточно жесткие, чтобы
выдерживают сжимающую нагрузку, но могут деформироваться, допуская вращение.Однако ротационные
Жесткость дискового подшипника в несколько раз выше, чем у подшипника качения.

452
РУКОВОДСТВО ПО ДИЗАЙНУ МОСТОВ ДЛЯ СЕРВИСНОЙ ЖИЗНИ
Подшипники дисков достаточно экономичны, но их широкое использование ограничено.
из-за их первоначального патентованного статуса, что сделало их доступными
только из одних рук. Теперь, когда есть дополнительные производители подшипников, которые
может поставлять подшипники дисков, их использование увеличилось.

Рисунок 10.4. Компоненты подшипников дисков.Источник: любезно предоставлено R.J. Ватсон.
Рисунок 10.5. Типовые дисковые подшипники.
Источник: любезно предоставлено R.J. Ватсон.

453
Глава 10. МОСТОВЫЕ ПОДШИПНИКИ
10.2.4.3
Сферические и цилиндрические подшипники
Сферические подшипники используются в основном для компенсации больших вращений вокруг нескольких
типл или неизвестные топоры. Иногда их называют изогнутыми подшипниками скольжения, сферическими.
подшипники позволяют вращаться вокруг любой оси; цилиндрические подшипники позволяют вращаться вокруг
одна ось. В этих типах подшипников вращение достигается за счет скольжения по выпуклой металлической поверхности.
(нижний элемент) против вогнутой поверхности из ПТФЭ (верхний элемент) (см. Рисунок 10.6). В
вращение происходит вокруг центра радиуса криволинейной поверхности, а максимальное
вращение ограничено геометрией и зазорами подшипника. Трансляционный переезд
Это достигается за счет использования плоской поверхности скольжения из ПТФЭ. Горизонтальные нагрузки
может частично противостоять изогнутая геометрия сферической головки; однако большой
горизонтальные нагрузки могут потребовать дополнительных внешних ограничений.
Сферические подшипники требуют высокотехнологичной обработки и более чувствительны к
качество первоначального изготовления и установки по сравнению с другими подшипниками HLMR.Хотя они обычно являются наиболее дорогими типами HLMR, их преимуществом является их
способность выдерживать более высокие гравитационные нагрузки и повороты.
10.2.5
сборные стальные подшипники
Изготовленные стальные механические подшипники используются как для фиксированных, так и для расширительных
(см. рисунок 10.7) и являются наиболее часто используемыми подшипниками любого другого типа. Многие
существующие мосты имеют эти типы подшипников, и некоторые штаты все еще используют их для новых
строительство. При правильной работе механические стальные подшипники обычно обеспечивают
наиболее близкое представление предполагаемых конечных условий конструкции для всех типов подшипников
и передавать нагрузки посредством прямого контакта металл-металл.Большинство неподвижных подшипников полагаются на
штифт или поворотный кулак, чтобы позволить вращение при ограничении поступательного движения. Рокеры,
ролики и скользящие типы обычно используются в подшипниках расширения. Обычно стальной медведь-
Изготовление, установка и обслуживание изделий дороги, что отчасти объясняет
популярность эластомерных подшипников. Кроме того, стальные подшипники обычно обеспечивают только одно-
направленное движение. Эти типы подшипников полностью разработаны инженером для
приспосабливать нагрузки, движения и повороты и могут быть разработаны для приспособления
большие требования.Рисунок 10.6. Типовой сферический подшипник.
Источник: любезно предоставлено Д.С. Брауном.

454
РУКОВОДСТВО ПО ДИЗАЙНУ МОСТОВ ДЛЯ СЕРВИСНОЙ ЖИЗНИ
Рисунок 10.7. Изготовленные стальные подшипники с коромыслом
расширение и фиксированные условия.
Источник: любезно предоставлено HDR Engineering, Inc.
Пластинчатые подшипники с бронзовой смазкой использовались в сочетании со стальными подшипниками.
чтобы приспособиться к меньшим движениям на концах расширения, но они не
много использовал сегодня. Рабочие поверхности из PTFE заменили бронзовые скользящие пластины из-за
гораздо более низкий коэффициент трения и более низкая стоимость.10,3
ФАКТОРЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЖИДКОСТИ НЕСУЩЕЙ
В этом разделе обсуждаются различные факторы, влияющие на срок службы подшипников при использовании
подход к анализу дерева отказов, который сначала определяет проблемы срока службы, которые обычно
Подходит ко всем типам подшипников. За этим анализом следует конкретное обсуждение срока службы.
вопросы, касающиеся отдельных типов подшипников.
10.3.1
Факторы, влияющие на срок службы подшипников всех типов: дерево неисправностей
Анализ
Общее описание подхода к анализу дерева отказов для выявления факторов, влияющих на
Фактический срок службы приведен в Главе 1 в общих чертах.Глава 2, о системе
выбор, дополнительно применяет анализ дерева отказов для выявления факторов, влияющих на срок службы
всей мостовой системы, которая включает палубу, надстройку и нижнее строение
составные части. В этом разделе применяются определенные части анализа дерева отказов для определения
коэффициенты срока службы подшипников.
На рисунке 10.8 показана общая диаграмма дерева отказов, которая определяет факторы, влияющие на
срок службы мостовых опор. Диаграмма определяет факторы на нисходящих уровнях, которые
вызывают или способствуют сокращению срока службы.

455
Глава 10. МОСТОВЫЕ ПОДШИПНИКИ

Рисунок 10.8. Анализ дерева отказов для факторов, влияющих на срок службы подшипников.

Уменьшенный срок службы
Подшипники
Подшипникового элемента —
Похожие материалы
Мостовой системы —
Похожие материалы
Причина в эффективности
Из-за естественного или
Опасности антропогенного происхождения из-за нагрузок
Из-за производства /
Дефекты эксплуатации
Рисунок 10.8. Анализ дерева отказов для факторов, влияющих на срок службы подшипников.
Как обсуждалось в главе 2, первый уровень, влияющий на срок службы мостовой системы,
это либо устаревание (относящееся к функции или эксплуатации), либо недостаток (относящееся к
ухудшение или повреждение).Однако в отношении подшипников обычно возникают проблемы со сроком службы.
вызвано износом или повреждением, а не устареванием, поэтому дерево ошибок перемещается
прямо к дефициту.
Недостатки могут быть связаны либо с системой (т. Е. С другими элементами в
мостовой системы или компоновки системы) или несущего элемента (т.е.
непосредственно к характеристикам несущего элемента). Затем недостатки можно разделить на подкатегории.
тем, которые вызваны нагрузками, природными или техногенными опасностями, производством или эксплуатацией
дефекты.10.3.1.1
Дефицит элементов, связанных с системой
Элементы, связанные с системой, недостатки которых могут напрямую повлиять на подшипники, в первую очередь
связано с производственными или эксплуатационными дефектами системы, как показано на Рисунке 10.9.
Эти факторы обычно связаны с недостатками элементов, деталей и общего
компоновка всей мостовой системы, которая может отрицательно повлиять на характеристики подшипников.
Другие типы производственных и эксплуатационных дефектов обсуждаются в разделе 10.3.1.2.3 как
они относятся к отдельным несущим элементам.

456
РУКОВОДСТВО ПО ДИЗАЙНУ МОСТОВ ДЛЯ СЕРВИСНОЙ ЖИЗНИ
Эффективность моста
Система — связанные элементы
Из-за производства /
Дефекты эксплуатации
Утечка
Колода суставов
Неадекватный
Проверяемость
Неправильный
Подшипник
Ориентация
Неадекватный
Заменяемость
Рисунок 10.9. Связанная с мостовой системой
недостатки.
10.3.1.1.1
Протекающие стыки колоды
Из всех недостатков, связанных с системой, протекающие деформационные швы на настиле могут иметь наибольшие
негативное влияние на опоры мостов. Это касается как открытых, так и герметичных стыков.Открытые стыки, такие как перегородки с пальцами или перегородки с подвижными пластинами, обычно допускают дренаж.
пропускать и собирать в желобах и нижесточенных дренажных системах. Неудача
или засорение этих дренажных систем приводит к тому, что дренаж палубы и мусор рассыпаются на все
элементы моста внизу, включая подшипники.
Герметичные соединения, такие как компрессионные соединения, ленточные уплотнения или большие модульные соединения, являются
предназначен для предотвращения просачивания дренажа с палубы. Однако отказ или повреждение
к этим типам стыков также может позволить дренажу с палубы просачиваться в мостовой элемент.
ниже.Подшипники, расположенные ниже протекающих стыков палубы, особенно в северных влажных
климат — подвержен осушению палубы, воздействию химикатов для удаления льда и другого мусора с палубы,
что является основной причиной износа и сокращения срока службы. Дренаж и удаление льда
химические вещества вызывают коррозию открытых стальных элементов, а скопление мусора влияет на
вращение и расширение движения.
10.3.1.1.2
Неправильная ориентация подшипника
В перекосных, криволинейных и широких мостах подшипники подвергаются разнонаправленному перемещению.
или повороты, или и то, и другое.Неправильная ориентация подшипников и / или несоответствующие
Способность к направленному перемещению может привести к более высоким напряжениям, износу и сокращению срока службы.

457
Глава 10. МОСТОВЫЕ ПОДШИПНИКИ
Мосты шириной более трех полос могут испытывать значительное поперечное тепловое движение.
мент. Направляющие и держатели должны быть ограничены внутренними частями
мосты, не испытывающие больших поперечных перемещений. Детали подшипника для наружного
участки на широких мостах должны быть рассчитаны на поперечное перемещение.В случае перекошенных стальных мостов это явление обычно называют укладкой.
есть надстройки во время строительства. При остановке подшипники подвергаются вращению
стальная балка вокруг продольной оси балки (скручивание секции). Этот
действие подвергает подшипник вращению, которое обычно не учитывается при проектировании и
подвергает подшипник многовращению.
10.3.1.1.3
Неадекватная инспектируемость
Правильный осмотр подшипников в течение срока их службы имеет решающее значение для точной оценки.
снижение производительности, износ или ухудшение характеристик.Раннее обнаружение проблем может позволить
техническое обслуживание или ремонт до того, как могут развиться более серьезные условия. Более мелкий подшипник
типы могут быть трудно должным образом проверить, особенно когда ограниченный запас препятствует
закрытый доступ. При проектировании всей мостовой системы необходимо учитывать
доступ для надлежащего осмотра подшипников.
10.3.1.1.4
Несоответствующая заменяемость
Независимо от ожидаемого срока службы подшипники подвергаются тяжелым условиям эксплуатации.
и имеют высокий потенциал для непредвиденных последствий, связанных с неправильным дизайном,
производство, установка и техническое обслуживание, которые могут сократить срок службы
чем другие элементы моста.Следует учитывать общую систему мостов.
Их конструкция позволяет легко заменять подшипники с минимальным нарушением движения транспорта.
тион. Рекомендуемые подшипники представлены AASHTO и National Steel Bridge Alliance.
детали, облегчающие замену (AASHTO / NSBA 2004).
10.3.1.2
Дефицит элементов, связанных с подшипниками
Уменьшение срока службы подшипников часто связано с дефектами отдельных подшипников.
сами элементы. Как показано на рисунке 10.8, неисправность подшипника может быть вызвана
нагрузки, природные или техногенные опасности, производственные и эксплуатационные дефекты.10.3.1.2.1
Дефицит подшипника из-за нагрузок
На рисунке 10.10 показаны связанные с нагрузкой факторы, влияющие на срок службы подшипников. Нагрузки могут
быть транспортными нагрузками (в основном грузовыми автомобилями) или системно-зависимыми нагрузками (в основном из-за
тепловая активность). Каждый из этих типов нагрузки может привести к повреждению элемента из-за износа.
и переутомление или перегрузка.
Движение грузовиков оказывает прямую вертикальную нагрузку на подшипники, а также на конец надстройки.
вращение и сопутствующее горизонтальное перемещение. Тепловая активность применяется горизонтально
и поперечные переводы и поворот конца балки к подшипникам; однако, в зависимости от
преднамеренные или непреднамеренные уровни сдерживания, тепловая активность также может привести к значительному
горизонтальная нагрузка на подшипники.

458
РУКОВОДСТВО ПО ДИЗАЙНУ МОСТОВ ДЛЯ СЕРВИСНОЙ ЖИЗНИ
Из-за нагрузок
Трафик-индуцированный
Нагрузки
Система-
Зависимые нагрузки
Элемент
Носить /
Усталость
Элемент
Перегрузка
Рисунок 10.10. Факторы, связанные с нагрузкой
влияющие на срок службы.
Движение грузовиков вызывает высокочастотное циклическое движение с малой амплитудой при расширении.
сионные подшипники в сочетании с вертикальной нагрузкой. Циклическое движение от вращения конца балки
приводит к общему кумулятивному движению, которое значительно превышает общее кумулятивное движение.
активное движение за счет тепловой активности.Это в первую очередь влияет на износ скольжения.
поверхности.
Другие нагрузки, например, вызванные ветром, продольным торможением или землетрясениями, могут
также прикладывайте различные вертикальные и горизонтальные нагрузки к подшипникам, которым необходимо противостоять.
Все эти нагрузки могут в конечном итоге привести к усталости, износу или чрезмерному износу подшипниковых элементов.
нагрузка на разных уровнях в зависимости от конкретного типа подшипника и конструкции. К экзамену-
Кроме того, эластомерные подшипники подвержены усталости элементов, а поверхности скольжения из ПТФЭ подвержены износу.
подлежит износу.
Перегрузка, вызванная тяжелыми грузовыми автомобилями или большим тепловым перемещением, при котором
подшипники испытывают большие нагрузки, чем предполагалось в конструкции, также могут привести к снижению
порок жизни.В зависимости от типа подшипника перегрузка может привести к различным повреждениям.
Неправильные предположения в процессе проектирования также могут существенно повлиять на
срок службы подшипников из-за ограничений системы. Например, как описано в гл.
тер 8 на бесшовных мостах, в случае мостов с криволинейными балками, может не быть
точка внутри конструкции, которую можно обозначить как точку нулевого движения. Такие
предположение может привести к использованию фиксированного типа подшипника без каких-либо возможностей или
допуск на поперечные или продольные перемещения.Конечный результат такой ошибки
предполагается, что подшипник подвергается воздействиям, которые не могут быть устранены
подшипник и развитие значительного повреждения подшипника в процессе.
Применение в течение срока службы для конкретных типов подшипников обсуждается далее в этой главе.

459
Глава 10. МОСТОВЫЕ ПОДШИПНИКИ
10.3.1.2.2
Дефицит подшипников из-за природных или техногенных опасностей
На рисунке 10.11 показаны факторы, влияющие на срок службы из-за природных или техногенных опасностей.
ОРДС.Для подшипников недостатки, связанные с опасностями, обычно связаны с термическим климатом,
прибрежный климат или химическая среда.
Термальный климат относится к холодному и влажному климату, сопровождающемуся снегом и льдом.
что приводит к высокому использованию химикатов для борьбы с обледенением проезжей части и настилов мостов. Мост
подшипники подвержены воздействию дренажа проезжей части и просачивания солей через компенсаторы,
или соляной туман, поднимающийся с пересеченных дорог.
Прибрежный климат — это климат вблизи океана или других морских водоемов, где
Несущие элементы моста могут подвергаться воздействию солевого тумана в воздухе.Химическая среда может включать среды, близкие к химическим или промышленным.
объекты, где находящиеся в воздухе коррозионные химические вещества могут повлиять на открытые элементы подшипников.
В конечном итоге такой климат или окружающая среда могут привести к коррозии стальных элементов.
разрушение или разрушение других материалов подшипников на разных уровнях, в зависимости от
конкретный тип подшипника и состав. Обсуждаются более конкретные факторы окружающей среды.
поскольку они относятся к отдельным типам подшипников далее в этой главе.
Рисунок 10.11. Факторы, влияющие на срок службы
из-за природных или техногенных опасностей.Из-за природных или человеческих-
Созданные опасности
Термический
Климат
Прибрежный
Климат
Химическая /
Атмосферный
Условия
Стали
Элемент
Коррозия
Подшипник
Элемент
Деградация

460
РУКОВОДСТВО ПО ДИЗАЙНУ МОСТОВ ДЛЯ СЕРВИСНОЙ ЖИЗНИ
Рисунок 10.12. Производственные и эксплуатационные дефекты, влияющие на срок службы.
Дизайн/
Деталь
Изготовление /
Производство Строительство Ремонт
Неправильный
Размещение
Мусор
Построить
Неправильный
дизайн
Параметры
Коррозия
стали
Элементы
Элемент
Недостатки
Неправильный
дизайн
Зазоры
Элемент
Наносить ущерб
Из-за производства /
Дефекты эксплуатации
10.3.1.2.3
Дефект подшипника из-за производственных или эксплуатационных дефектов
На рисунке 10.12 показаны факторы, влияющие на срок службы подшипников, связанные с
производственные или эксплуатационные дефекты. Для подшипников эти дефекты могут быть в любом из четырех
общие подкатегории:
• Дизайн и детализация;
• Изготовление и изготовление;
• Строительство; или
• Техническое обслуживание.
10.3.1.2.3a
Дизайн и детали
Неправильная конструкция подшипника и сопутствующие детали могут привести к значительному снижению
срок службы. Основные базовые факторы включают неподходящие параметры конструкции и неподходящие
конструктивные зазоры.Неправильные или неправильно рассчитанные расчетные значения могут повлиять на вертикальную нагрузку, перемещение
мент, и вращение, или их комбинации. Все подшипники должны быть рассчитаны на
нагрузки, перемещения и вращения надстройки. Неправильный расчет и применение

461
Глава 10. МОСТОВЫЕ ПОДШИПНИКИ
этих параметров на этапе проектирования может привести к появлению подшипников, подверженных чрезмерным нагрузкам.
быстрое вращение, более высокие напряжения, больший износ и, в конечном итоге, сокращение срока службы.
Зазоры в деталях подшипника должны обеспечивать правильное движение и / или вращение.
тион.Детали с недостаточным зазором могут вызвать заедание, ограничивающее правильное перемещение.
или вращение, что приводит к более высоким нагрузкам, повреждениям, износу и сокращению срока службы.
10.3.1.2.3b
Изготовление и производство
Дефекты материала или изготовления могут привести к снижению производительности и сокращению обслуживания
жизнь. Надлежащие процедуры обеспечения качества (ОК) и контроля качества в соответствии с действующим законодательством.
арендовать LRFD Bridge Construction Specifications (Строительные спецификации LRFD)
(AASHTO 2010a) должны быть реализованы при изготовлении или производстве мостовидных протезов.
подшипников, чтобы гарантировать соответствие готовых подшипников спецификациям и
требуемый уровень производительности.См. Дополнительное обсуждение в Разделе 10.4.1.2.3b.
10.3.1.2.3c
строительство
Производственные и эксплуатационные дефекты на этапе строительства могут быть вызваны:
повреждение элемента или неправильное размещение. Во время работы в поле необходимо соблюдать осторожность.
конструкция для предотвращения повреждения или загрязнения чувствительных частей подшипника, таких как
скользящие поверхности или эластомерные подушечки или диски. Подшипники должны быть правильно установлены в полевых условиях.
положения, подходящие для установки температуры и поворота.
10.3.1.2.3d
Обслуживание
Отсутствие или ненадлежащее обслуживание подшипников также может привести к сокращению срока службы.вопросы
обычно связаны с отсутствием очистки, что приводит к скоплению мусора под палубой.
сионные соединения и коррозия стальных элементов. Другие типы проблем, связанных с обслуживанием, будут
в следующих подразделах для конкретных типов подшипников. Грязь и мусор
отложения препятствуют правильному перемещению и вращению подшипника. Накопление мусора также удерживает
и удерживает влагу и соль на открытых стальных элементах, что приводит к коррозии
если элементы не очищены.
10.3.2
Факторы, влияющие на срок службы, уникальные для каждого типа подшипников
В этом разделе рассматриваются конкретные вопросы срока службы, относящиеся к описанным типам подшипников.
в разделе 10.2 и адресованы в рамках общих категорий дерева отказов, описанных в Разделе
ция 10.3.1.
10.3.2.1
Подшипники из эластомера, армированные сталью
Подшипники из эластомера, армированного сталью (SRE), эксплуатируются в США.
более 50 лет и дольше в других странах мира с очень хорошими результатами. Oни
обычно очень прочные, и из всех типов подшипников они, вероятно, лучше всего подходят для
достижение срока службы более 100 лет. При правильном проектировании, изготовлении,
и установлен, очень мало того, что может выйти из строя, и требуется долгосрочное обслуживание.
элементы минимальны.В редких случаях наблюдались определенные проблемы, чаще всего
связанные с производственными или эксплуатационными дефектами, связанными с проектированием и производством.

462
РУКОВОДСТВО ПО ДИЗАЙНУ МОСТОВ ДЛЯ СЕРВИСНОЙ ЖИЗНИ
10.3.2.1.1
Неправильный дизайн
В

Нагрузочный патрульный пояс от Warrior Assault Systems.

Обзор

Патрульный пояс с мягкой подкладкой Warrior’s Enhanced (PLB). Внутренняя стенка ремня вмещает дополнительные мягкие секции из пенопласта с закрытыми порами и покрытые тканью с воздушной сеткой для максимального длительного комфорта.4 х I.T.W. Не I.R. Светоотражающие D-образные кольца позволяют прикрепить низкопрофильную привязь Warriors New. Кроме того, PLB имеет удлиненную поясничную секцию в середине внутренней части ремня, которая удобно размещает ремень PLB в нижней части спины и добавляет поддержку, а также имеет уникальную систему быстрой и простой регулировки.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

• Вес: 7,1 унций на квадратный ярд
• Прочность на растяжение: деформация 453 фунта / заполнение 348 фунтов
• Сила слез: Искажение 14.1 + фунт / заполнение 14,1 + фунт
• Истирание: циклы износа 1955
• Водоотталкивающая способность: 100%

РАЗМЕР

Универсальный размер для большинства операторов.

Я не могу не обратить внимание на внимание к деталям, которое используется при создании всей линейки экипировки Warrior Assault Systems.

Мой приятель из спецназа заказал этот пояс вместе с несущей подвеской Molle. Я потратил время на поиски недостатка, но не смог его найти. То же, что и все остальное снаряжение Warrior Assault Systems.

Мало того, конструкция рассчитана на оператора. У всех нас были пряжки, но WAS использует двухступенчатую разблокировку, которая гарантирует, что ремень снимается только тогда, когда вы хотите и когда вы этого хотите.

Необходимо нажимать меньшую горизонтальную кнопку в дополнение к стандартным кнопкам сжатия, к которым мы все привыкли.

На картинке выше показан участок, который будет касаться вашего позвоночника. Очень хорошо набита из материала, который не удерживает пот и воду.

На этой картинке показан перевернутый пояс, и мы указываем на то, что верхняя полоса MOLLE фактически сдвинута вдвое! Если у вас есть дропшиппинг, который вы хотите прикрепить, вы все равно можете добавить мешочки на эту часть ремня. У тебя на поясе больше нет мертвого места.

Если вы ищете действительно профессиональное снаряжение, которое можно носить длительное время, этот ремень для вас.

Проектирование усиленных подпорных стенок

Стены из армированного грунта — Концепция

Великая Китайская стена, возрастом около 2200 лет, была построена как двусторонняя подпорная стена.Почва между двумя стенами была смесью глины и гравия, усиленной ветвями тамариска. В подпорных стенах Allan Block используются «старые технологии с новыми материалами».

При подпорных стен высоты превышают те, которые перечислены в таблице тяжести стенки, георешетки могут быть добавлены, чтобы обеспечить состояние стабильно подпорной стенки. Слои георешетки, вставленных между блоками и простирающийся позади подпорной стенки блокировки с окружающим грунтом, чтобы создать сплоченную массу почвы.Эта масса использует свой собственный вес и внутреннюю прочность на сдвиг, чтобы противостоять как сдвигу, так и опрокидывающему давлению со стороны удерживаемого грунта. Вмещающие породы в ядрах Аллана Блока обеспечивают положительную связь между слоями георешетки и подпорной стенкой Аллана блока, запирая две систему вместе. Армированная грунтовая масса становится структурой, а подпорная стена блока Аллана становится облицовкой. Конкретное расположение и длина заделки слоев сетки зависят от условий площадки, высоты стен и допустимой долгосрочной прочности используемой сетки.См. Утвержденные планы точного расположения георешетки или проконсультируйтесь с местным инженером.

Геосетки

Георешетка

Геосетки — это гибкие синтетические сетки, которые производятся специально для стабилизации откосов и удержания грунта. Эти «решетки» доступны в различных материалах, размерах и прочности. Они могут изготавливаться из пластика с высокой прочностью на разрыв или тканых полиэфирных нитей и обычно упаковываются на заводе в рулоны.Сетки имеют рейтинг допустимой длительной прочности конструкции (LTADS) со значениями от 500 до 4000 фунтов на погонный фут (от 7,3 кН / м до 58,4 кН / м). Подробнее о типах георешетки.

Ссылка: Allan Block Engineering Manual

Положительная блокировка

Положительная блокировка

Положительная блокировка

Заполненный гравием полый сердечник

Allan Block обеспечивает многоточечное сцепление с сеткой.По мере увеличения подпорной высоты стена, наша эксклюзивная связь «Rock-Lock», в сочетании с весом стеновых блоков, обеспечивает лучший блокиратор блок-к-сетке любой системы на рынке. См. Технические листы по тестированию соединений или Краткое описание сейсмических испытаний для получения результатов тестирования соединения «Rock-Lock». Совместно с нашими производителями электросетей было проведено тестирование прочности соединения, результаты см. В справочнике AB Spec Book или AB Engineering Manual.

Ссылка: Руководство Allan Block Engineering, Allan Block Spec Book, Краткое описание сейсмических испытаний Allan Block, Стандартный метод испытаний ASTM D6638 для определения прочности соединения между Geosynthetic

Внешняя устойчивость

Внешняя устойчивость существует, когда вся система стен — облицовочные блоки Allan Block и усиленный массив грунта — действуют как связная структура, удовлетворяющая стандартному гравитационному анализу стен.Правильная конструкция подпорной стенки должна удовлетворять все четыре из следующих соображений.

Глобальная стабильность

Несущая способность

Переворачивание

Раздвижная

Внутренняя устойчивость

Внутренняя стабильность — это способность арматуры в сочетании с внутренней прочностью почвы удерживать массу почвы вместе и работать как единое целое.

Выпуклость

Выпучивания происходит, когда горизонтальные силы между слоями георешетки вызывают локализованное вращение подпорной стенки.

Увеличить количество слоев сетки

Вытяжной

Вытягивание происходит, когда слои сетки не заделаны на достаточном расстоянии за плоскость разрушения.

Увеличить длину заделки

Разрыв сети

Разрыв происходит, когда чрезмерные силы превышают предел прочности георешетки на растяжение.

Увеличение прочности сетки или количества слоев сетки

Внутренняя стабильность соединения

Плоскость скольжения, проходящая через удерживаемый и укрепленный грунт и облицовку стен.

Внутреннее соединение

Нестабильность внутреннего соединения возникает, когда дуга скольжения проходит через удерживаемый грунт, армированный грунт и облицовку.

Увеличьте длину, прочность или уменьшите шаг сетки, используйте выбор материала заполнения

Ссылка: Руководство по проектированию блоков Аллана, Стандартный метод испытаний ASTM D6916 для определения прочности на сдвиг между сегментными бетонными блоками, Целевая группа 27, Методы улучшения грунта на месте, «Руководство по проектированию использования расширяемой арматуры для механически стабилизированных земляных стен в постоянных применениях. , ”Объединенный комитет AASHTO-AGC-ARTBA, AASHTO, Вашингтон, округ Колумбия (1990)

Рекомендации по проектированию

AB Подпорная стена из георешетки Типовой профиль

• Прочность сетки Выберите правильную сетку прочности для работы.Выберите решетки LTADS от 500 фунтов / фут до 4000 фунтов / фут (от 7,3 кН / м до 58,4 кН / м).
• Длина заделки Длина решетки должна проходить достаточно далеко за стеной, чтобы создать достаточную усиленную гравитационную массу. Обычно не менее 60% от общей высоты стены.
• Количество слоев Установите достаточное количество слоев, чтобы надлежащим образом увеличить внутреннюю прочность грунтового массива и выдержать все приложенные нагрузки.
• Расстояние между слоями Слои сетки должны быть правильно расположены для распределения внутренних сил.Обычно с интервалом по центру 16 дюймов (405 мм).
• Прочность соединения Блок и георешетка должны работать вместе, чтобы противостоять внутренним силам.

Типовые конструкционные системы | Изделия из дерева

Изделия из дерева подходят практически для всех новостроек и реконструкций. Деревянные конструкции могут использоваться в зданиях по-разному, будь то высокие башни, большие холлы или мосты. Помимо конструкций, изделия из дерева обычно используются для окон и дверей, внутренней отделки и мебели.Строительные стандарты, регулирующие использование древесины, варьируются от страны к стране.

Существует множество промышленных альтернатив возведения деревянных построек, из которых можно выбрать оптимальное решение для конкретного случая. Их объединяет высокоразвитое промышленное строительство и быстрое строительство. Деревянное здание можно построить вдвое быстрее, чем при традиционном строительстве.

НАГРУЗОЧНЫЕ СТЕНКИ

В деревянных домах чаще всего используется каркасная система на основе несущих стен.Несущие стены могут быть построены из крупногабаритных столбчатых элементов или элементов из массива дерева. С деревянными конструкциями межэтажных перекрытий можно достичь пролетов до семи метров. Несущими линиями обычно выступают внешние стены здания и некоторые его перегородки, обычно стены между квартирами. Полы и некоторые стены служат конструкциями, повышающими жесткость дома.

ДОМ С ОПОРНЫМ КАРКАСОМ

Элемент полюс-кадр является наиболее распространенным способом сделать деревянную рамку здания.В высотных зданиях каркас стены изготовлен из клееного бруса стандартных размеров. Это может быть использовано для строительства зданий более четырех этажей. Несущие и ненесущие стены конструктивно идентичны. Конструкции промежуточных этажей можно выбирать произвольно. Это может быть, например, перекрытие из балок, коробчатая плита или ребристая плита. Возможны большие пролеты за счет увеличения высоты несущей конструкции. Пролеты также можно увеличить с помощью композитной конструкции из бетона и дерева или так называемой гибридной конструкции.Опыт работы с опорными конструкциями очень большой. Благодаря конструкции столбов можно достичь превосходной энергоэффективности и герметичности вплоть до уровня пассивного дома. Технология гибкая для разных нужд. Структурные решения и типы могут быть оптимизированы в зависимости от области применения. Деревянные конструкции также работают вместе с бетонными конструкциями. Вместе с другими материалами гибридные конструкции еще больше расширяют возможности использования конструкции. В изделиях из инженерной древесины прогиб конструкций небольшой.Высокая степень заводской готовности элементов гарантирует быстрый монтаж. Дом можно возводить из расчета один этаж в неделю. Монтаж на строительной площадке можно производить в защищенном от непогоды.

ДЕРЕВЯННЫЙ БЛОК КВАРТИРЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ CLT

Несущие стены могут быть построены из массивной древесины CLT, в которой слои древесины приклеиваются крест-накрест (CLT: поперечно-клееный брус). Доска действует как при строительстве деревянных многоквартирных домов, так и как структура жесткости в стенах и полах.Отверстия и стыки выполняются на досках на заводе с использованием точной технологии фрезерования с компьютерным управлением. Максимальный размер доски CLT составляет 3 x 16 метров, и она доступна во многих вариантах прочности. Использование плиты CLT позволяет гибко открывать стены, межэтажные перекрытия и консольные конструкции. Вместимости доски достаточно для зданий до 12 этажей. Элементы поставляются в желаемой степени готовности, включая изоляцию, материалы поверхностей, окна и двери.В поставку также может входить установка. CLT — распространенная строительная технология, например, в Германии и Австрии. В немецкоязычных странах эта технология носит название KLH (Kross Laminate Holz).

КОЛОННО-БАЛКА

В колонно-балочной системе каркас здания состоит из колонн и балок из клееного бруса, на которых возводятся промежуточный этаж, конструкции крыши и внешние стены. Жесткость каркаса обычно достигается с помощью диагонально установленных узлов жесткости или мачтовых колонн.Колонно-балочная система позволяет получить открытый трансформируемый пол и большие проемы в фасадах. Система позволяет свободно и гибко планировать пространство и открывать стены. Отсутствие несущих перегородок позволяет легко изменить положение стен между квартирами в течение жизненного цикла здания. Структурная система предлагает хорошую гибкость при преобразовании. Благодаря одномерным вертикальным конструкциям здание нигде не проседает.Этап строительства на стройплощадке очень быстрый. Крышу можно установить всего за несколько дней, после чего у дома появится защита от непогоды. Наружные стены устанавливаются в виде крупных легких элементов. Толщина утеплителя и наружного облицовочного материала может быть выбрана заказчиком.

ОБЪЕМНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Технология объемных элементов — это метод строительства, при котором здание собирается отдельно на заводе из готовых к сборке коробчатых элементов.Объемный элемент обычно состоит из несущего каркаса и ограничивающих поверхностей: готовых стен, перекрытий и крыши. Элементы полностью изготовлены в заводских условиях, защищены от атмосферных воздействий. Окна, система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, электрическое оборудование и фурнитура устанавливаются в элементе на заводе. Несущая конструкция объемного элемента может быть построена множеством различных способов, например, с использованием колонно-балочной технологии, рамной конструкции или крупных плитных элементов. Благодаря технологии объемных элементов достигается отличная звукоизоляция благодаря двойной конструкции.Типичные максимальные размеры объемных элементов составляют 12 х 4,2 х 3,2 метра. При планировании размеров элементов и модульных систем необходимо учитывать ограничения, накладываемые транспортировкой элементов. Технология объемных элементов очень подходит для жилых домов и жилых домов. Этап строительства на стройплощадке очень быстрый. Благодаря своей скорости система отлично подходит для заполнения и, например, строительства дополнительных этажей. Он также подходит для строительства с низким энергопотреблением.Например, технология объемных элементов является распространенным методом строительства деревянных многоквартирных домов в Швеции.

КОНСТРУКЦИИ БОРТОВ

Бревенчатое строительство — это традиционный метод деревянного строительства, особенно в странах, где имеется изобилие прямой древесины подходящего поперечного сечения. В бревенчатом доме как минимум несущие конструкции строятся из бревна.

Типы бревен, используемых в срубах:

• Оцилиндрованное бревно: круглое бревно, формованное вручную или механическим способом.Диаметр промышленного оцилиндрованного бревна одинаков от основания до кончика.
• Бревно бруса: бревно с плоскими сторонами. Также можно резать вручную вручную с помощью косой пилы.
• Бревно сухостой: бревно из высушенной сосны
• Клееный брус: изделие из дерева, полученное путем склеивания нескольких слоев древесины

Оцилиндрованное бревно в основном используется в дачных домах, складских помещениях и сараях. Оцилиндрованное бревно встраивают в углы, используя метод, при котором бревно пересекает бревно на поперечной стене и выступает из угла на некоторое расстояние.

Ламинированные бревна изготавливаются путем склеивания нескольких слоев древесины и строгания бревна в желаемый профиль. Преимущества этой структуры включают однородные свойства и, в некоторых типах бревен, также очень небольшую проседание или оседание.

Брус — традиционное трудоемкое строительство. Обычно он используется в зданиях, которые должны быть герметичными, таких как жилые и дачные дома, зернохранилища, сауны и т. Д. Бревенчатый дом более ровный по своим стенам, чем бревенчатый, поэтому к нему легче прикреплять шкафы. к стенам, например.Перекрывающиеся угловые участки бревна также обычно короче, чем у оцилиндрованного бревна, что позволяет сэкономить на древесине. Короткие угловые секции бывают, например, типа «ласточкин хвост» и фиксатора.

В Финляндии бревна обычно делают из сосны.

.