Темир-бетондун конструкциялык биналарынын климаттарга ыңгайлануусу

Желге төзүмдүлүк: тропиктик жана жээктик шамалдарга каршы болот конструкциялык биналарды инженердик жактан иштеп чыгуу

Шамалга төзүмдүлүгү жогору аймактарда аэродинамикалык форманы оптималдаштыруу жана бекемдөө системалары

Болт менен бекитилген арнайы каркастардын жардамы менен темир-бетондун курулмалары 130–156 миля/сатык (4-категориялык) күчтүү шамалдарда да бардык бөлүктөрүн туташтырып турууга мүмкүндүк берет, ал эми көптөгөн заманбап курулмалар 180 миля/сатыкка жакын шамалдын шамалдарында чыдай алат. Темир-бетондун курулмалары — аэродинамикалык формалары жана акылдуу көчөр системалары аркылуу күчтүү шамалдарга каршы жакшы турат. Инженерлер бул курулмаларды долбоорлоогондо, шамалды өзүнүн негизинен көтөрүп чыгарып, курулманы жоогору көтөрүп чыгарбай, жогору карай илгери түртүп чыгарууга жардам берген чатырдын эгрелиги жана стеналардын бурчтарына көңүл бурат. Бул ыкма курулманын үстүнө таасир этүүчү көтөрүүчү басымды квадрат «кутудай» долбоорлорго салыштырғанда дээрлик 40% га азайтат, анткени алар жөнөкөй турат да, келген баардык нерсеге турганынча чыдайт. Темир-бетондун өзү да жумушка жакшы болот, анткени ал өз салмагына караганда көп күчтүү. Көпчүлүк темир-бетондун курулмалары 150 миля/сатыктан ашык шамалдарга чыдай алат. Арнайы диагоналдык көчөрлөр жанынан таасир этүүчү күчтөрдү түз түрдө негизге жеткирет, ал эми айрым каркас долбоорлору курулманын салыштырмалуу оңой ийлип, башка материалдардын кабыл ала албаган кагылышта сынбай калуусуна мүмкүндүк берет.

Анкердөө, Диафрагмдык Дизайн жана Чыныгы Дүйнөдөгү Иштөө – Ирмадан Кийинки Флорида Тажрыйбасы

Жакшы анкерлеу жана туура диафрагма долбоорлоосунун күчү караңгы шамалдар жана ураганнар учурунда бир нече жолу далилденген. Баштын диафрагмасынан баштап, кесилүүчү тулкуулар аркылуу негизге чейинки анкер болтторуна чейин даими жүктөмдүн жолу бар болгон имараттар кыйынчылыкка учраганда бекитилген калат. Ураган «Ирма» өткөндөн кийин инженерлер ASCE 7-22 стандарттарында белгиленген талаптарга ылайык келген туташтыруу болттору менен коозулган темир-бетон имараттарды изилдеген. Алардын табыштары таң калдырарлык болгон: бул имараттардын негиздери боюнча көрүнгөн көйгөйлөр илгерки заманда колдонулган оңой анкерлеу ыкмаларын колдонгон имараттарга салыштырғанда 90 процентке аз болгон. Диафрагма иштешүүсүнүн концепциясы иштейт, себеби чатыр жана тулкуу панелдеринин өзү чыныгында бир бүтүн системаны түзүп, жүктөмдү белгилүү бир жерлерге жыйнап, аларды таралтууга мүмкүндүк берет. Бул 120 миль/сааттан жогору даими шамалдын ылдамдыгы жана атмосфералык басымдын тез өзгөрүшүнө турган имараттар үчүн абдан маанилүү болгон. «Ирма»дан кийинки окуяларга кайрылып карасак, бок багыттагы күчтөргө каршы турган интегралдуу системалардын ар кандай компоненттерди жалпылап бириктирүүгө караганда канчалык жакшы иштегенин ачык көрсөтөт.

Салкын климатка ыңгайлануу: Темир-бетондун курулмаларында кардын жүктөмүн башкаруу жана төмөн температурада бекемдиги

Динамикалык кардын жүктөмүн эсептөө жана кардын чогулушуна негизделген курулма каркасы

Көп кар бар аймактарга келгенде, негизги жүктөрдү эсептөө гана азыркы заман талаптарына жооп бербейт. Эң жаңы ASCE 7-22 жолдомолору кардын жел менен жылып ташталышын жана кардын таркалуусун таасирлөгөн температура өзгөрүштөрүн эсепке алууну талап кылат. Кардын чогулушу (дрейф) нормалдуу эсептөөлөрдүн болжолгондойго караганда басымды үч эсе көбөйтө алган проблемалуу учаскаларды түзөт. Көпчүлүк инженерлер бул проблемалуу учаскаларды аныктоо үчүн компьютрлук суюктук динамикасынын моделированиясына таянышат. Бул моделдер парапеттик стеналардын артындагы же артка кайткан жана түз сызыктуу үйдүн башка бөлүктөрүнүн кошулган жерлериндеги кыйынча турган кардын чогулушу сыяктуу проблемалуу учаскаларды табууга жардам берет. Бул симуляциялардын натыйжаларына ылайык, конструкциялык өзгөртүүлөр керек болот. Мисалы, курчактардын кесилиши курчактардын орнуна көбүрөөк жана туурасынан кеңейтилүүрөө керек. Тик үйлөрдө (4:12 жана андан жогору көтөрүлүштө), пурлиндердин ортосундагы аралык беш футтан (1,52 м) ашпашы керек. Кардын көп чогулушу күтүлгөн жерлерде кошумча бекемдөөлөр да керек. Бул өзгөртүүлөр жылына 250 дюймдан (635 см) ашык кар түшүрүүчү тоолордо иштегенде маанилүү роль ойнойт.

Кеңейүүчү баштапкылар жана минус температурадагы альпийлик айлана-чөйрөдөгү ASTM A572 50-классынын төзүмдүүлүгү

Минус 40°F температурада термалдык кыскаруу чыңалуу сызгыларын болдуруудан сактануу үчүн ар 200–300 футта кеңейүүчү баштапкыларды орнотуу талап кылынат. Бул менен бирге, ASTM A572 50-классындагы болот минус температурада жогорку сапаттуу иштешүү көрсөтөт:

Америкалык испытаниялар жана материалдар коомунун (ASTM) сертификаты менен растталган бул класс альпийлик орнотулуштарда дон-жана деформациялык циклдерге жана жер титирөөлөргө каршы төзүмдүүлүгүн камсыз кылат — конвенциялык карбондук болотко караганда иштебей калуу рискисин 63% га азайтат.

Коррозияга каршы коргоо: Токтогон, туздуу жана суу басып турган зоналардагы болот конструкциялык биналарды коргоо

Терең батырып гальванизациялоо (ASTM A123) жана туздуу шамалдын астында цинк-алюминий кушулмасынын сырткы катмарлары

Деңиз жээгинде жайгашкан конструкциялар менен иштегенде, коррозияга каршы коргоо — бул жалгыз гана сырткы көрүнүшүнө карабастан, негизги темирди коргоо үчүн цинк менен капталган тереңдиктеги гальванизация (ASTM A123 стандарты боюнча) болуп саналат; бул цинк коозу металлдын кесилген же царапталган жерлеринде да темирди коргоо үчүн өзүн ачыкча курбан кылат. Сынамалардын натыйжасында, бул кооздар тездетилген туздуу шамал шарттарында ак челин пайда болуудан 100–150 саатка чейин сактап турат. Дагы да жакшы коргоо үчүн, аллюминийдин өзүнүн коргогуч оксиддик табакчасын түзүшүнүн аркасында, аллюминийдин эң азы 55% болгон цинк-аллюминийдик кушулмалары дагы бир коргогуч катмарын түзөт. Бул кушулмалардын төзүмдүүлүгү, адатта, изилдөөлөрдөн көрүнүштөр пайда болгончо 250–400 саатка созулат. Эки түрдөгү кооздордун бирге таасири туздуу мөөнөттүү аймактарда техникалык кызмат көрсөтүүнүн керектөөлөрүн жакында 40% га төмөндөт. Бул аларды чатырдын колонналары жана каркастагы башка компоненттер сымал тұраакы таасирге учураган имараттын бөлүктөрү үчүн айрыкча жакшы тандоо кылат.

Коррозияга төзүмдүү болот 316 жана атмосфералык болот (Кортен): Жогорку сыматтуулуктагы суу басуу зоналарында узак мөөнөттүү төзүмдүүлүк

Суу басууга жана туруктуу токойлукка эң көп учураган аймактар үчүн материалдарды тандаганда, инженерлер негизинен бир нерсе канча узак убакыт иштей турганын жана ал баштапкы мезгилде канча турганын ортосундагы талаа сызыгын басып өтүшөт. Кошумча молибден камтыган 316-луу коррозияга төзүмдүү болот суу астында бир нече жыл бою турганынан кийин да хлориддерге каршы коррозияга төзүмдүүлүгүн сактап калат жана берилген күчүн сактайт. Кортен болот башкача иштейт. Ал жылдын жылдызгысында дайым суу менен тийишпелүү жана кургакчылык циклдерине чыкканда коргоо рустуу катмарын пайда кылат, бирок туруктуу суу астында турганда металлдын бардык бөлүктөрүнө жетишпеген оксиген аркылуу ажырап баштайт. Тропиктик дельта аймактарында алынган наадандык өлчөөлөрдүн негизинде бул эки вариант ортосундагы айырманын чоң экенин көрсөтөт: Кортен жылына орточо 0,25 мм, ал эми коррозияга төзүмдүү болот жылына 0,02 мм гана жоготот. Ошондуктан, негизинде суу астында күчтүүлүгүн сактап калуу зарыл болгон негиздин таянычтары жана башка маанилүү бирикмелер үчүн көпчүлүк долбоорчулар коррозияга төзүмдүү болотту тандашат. Бирок Кортен болоттун өз орду да бар — анын салмагы чоң мааниге ээ болбогон сырткы стеналар жана декоративдик элементтер үчүн, башкача айтканда, биналардын туруктуу суу менен толгон бөлүктөрү үчүн төмөн баада жакшы коргоо камсыз кылганда.

Жылуулук жана өрттөн төзүмдүүлүк: Кургак жана шаардык жылуулук аралы контекстинде болгон болот конструкциялык биналар

Башкы жылуу жана отко төзүмдүүлүк көрсөткүчтөрү боюнча болсо, темир-бетондун башка материалдардан айрым артыкчылыгы — бул ысык чөл аймактарында жана температура жыш 120 градус Фаренгейттен (50 градус Цельсий) жогору көтөрүлгөн шаардык жылуулук «булактарында» салынып турган имараттардын сырткы көрүнүшүнө ылайык келет. Металлдын өзүнүн эрип кетүү температурасы чоңдугу 2500 градуска жакын, ошондуктан температуранын чоң талаалануусуна карабастан, ал көпчүлүк учурда деформацияланбайт. От чыкканда темир-бетондун үстүнө нанга түшүрүлгөн атайын каптамалар кеңейип, жылуулук изоляциясын камсыз кылган коргогуч катмарларды түзөт. Башка тараптан, жылуулуктун имараттын ичинен өтүшүн бавыртабыз деген мааниде, отко төзүмдүү изоляция системалары да бар; бул системалар ылайыктуу курулуш нормаларына ылайык, имараттын түзүлүшүн минимум бир же эки саат бою стабилдуу сактайт. Жылуулук аралы эффектисине учураган шаарларда чагылдыргыч чатыр каптамаларын колдонуу күн нурунун жылуулугунун жутулушун жакында 70% га кемитет, бул ичиндеги кондиционердин иштөөсүнө даярдык кылган талаптарды азайтат. Бул чатыр каптамаларын жакшы агымдык дизайн менен бириктирсеңиз, темир-бетондун курулмалары ASTM E119 отко төзүмдүүлүк сыноолорун өтөт жана узак мөөнөткө имараттардын энергия эффективдүүлүгүн сактайт. Көпчүлүк контракторлор темир-бетондун курулушта коопсуздук жана энергия экономиясы боюнча узак мөөнөткө карашта традициялык материалдардан артыкчылыгы бар экенин айтышат.

ККБ

Неге шамалдуу аймактарда биналарды түзүү үчүн болот колдонулат?

Болоттун аэродинамикалык формалары, күчтүү чыбыртма системалары жана 150 миля/с (241 км/с) жана андан жогору шамалдын тездигин төзүш ыкчамдыгы сыяктуу себептер менен болоттун колдонулушу терсилет, бул биналарга шамалдын таасири учурунда структуралык бүтүндүк берет.

Болоттун конструкциялары суук климатта кандай ыңгайланат?

Болоттун конструкциялары динамикалык кар шагынын эсеби, кардын чогулушуна ыңгайланган каркас түзүлүшү жана температура жана басымга чыдамдуулугу үчүн ASTM A572 Grade 50 болоттун колдонулушу аркылуу суук климатка ыңгайланат.

Деңиз жээгинде коррозияны токтотуу үчүн кандай чаралар колдонулат?

Болоттун конструкцияларын коррозиядан коргоо үчүн терең гальванизациялоо жана цинк-алюминий куймаларынын сырьёлору колдонулат, ал эми шайтандан кийинки зоналарда туруктуулугу үчүн нержиссиз болот колдонулат.

Болот өрттөн коргоодо кандай салым кошот?

Болоттун жогорку эрүү температурасы жана «пухтатуучу» сырьёлордун колдонулушу изоляциялык коргоо берет, бул биналардын өрттөн коргоо стандарттарына ылайык келүүнө жана жылуулуктун жутулушун азайтууга мүмкүндүк берет.