Чоң көпүрөлүү көпүрөлөрдүн проекттеринде жогорку берилгичтикте көпүрөлөрдүн колдонулушу

Жогорку берилгичтүүлүктөгү болот неге заманбап чоң көпүрөлүү болот конструкцияларынын долбоорлорунда маанилүү?

Натыйжалуулуктун жогорулашы: салмақты азайтуу, көпүрөнүн узундугун кеңейтүү жана материалдын эффективдүүлүгү

Жогорку күчтүү болоттун пайда болушу болот конструкцияларында чоң аралыктагы конструкцияларга мамиле кылуу ыкмасын толугу менен өзгөрттү, бул эффективдүүлүктүн таң калдырарлык жакшыртуусуна алып келди. Мисалы, S690+ болоту традициялык S355 болоту менен салыштырганда конструкциялык салмагын 25%–дан 40% чейин кыскартат. Бул бир нече жактан чоң мааниге ээ: негиздерге азыраак колдоо керек, крандар ошончолук автономдуу болбойт, ал эми ишчилер строительство объектисинде заттарды жыйнап коюуга азыраак убакыт чыгарат. Архитекторлор бул жөнүндө өтө кубанычтанат, анткени алар эми 100 метрден ашык ачык мейкиндиктери бар имараттарды долбоорлоо ыкмасын колдонушат — бул заманбап спорт арендаларында жана айрыкча чоң көрсөтмө борборлорунда бардыкка таралып баар. Бирок эң маанилүүсү — материалдын эффективдүүлүгүнүн көрсөткүчү. Ар бир тонна S690+ болоту үчүн биз де-факто адаттагы болоттун 1,5 тоннасын алмаштырабыз. Бул ташуу үчүн азыраак материал керек болгондуктан, жалпысынан карбондук из таянычы төмөнөйт. Бул баардык артыкчылыктар S690+ болотунун чоң күчтүүлүгүнөн келип чыгат — техникалык талаптарга ылайык минималдуу чыдамдуулугу 690 МПа жана андан жогору. Бул материалдан тургузулган конструкциялар оор жүктөрдү көтөрө алса да, кичине кесилиштеги элементтерди талап кылат, бирок бардык зарыл коопсуздук стандарттарын жана иштөө касиеттерин конструкциялардын бардык убакытта сактап калат.

Чындыкта таасир этүү: Пекин Даксин аэропорту жана башка маанилүү болгон челик конструкцияларынын долбоорлору

Чындыкта колдонулган тажрыйбалар челиктиң практикада кандай күчтүү иштей тургандыгын көрсөтөт. Мисал үчүн, Пекин Даксин халыкара аэропортуна келсек. Алар терминалдын чатырындагы таңгыч 80 метрликин салыштырмалуу оңой үзүлбөгөн челик — S460–S690 классындагы челикти колдонушуп, адаттагы челик класстары менен салыштырғанда гана 60% га жакын материалды гана пайдаланышкан. Шанхай шаарындагы Улуттук көргөзмө жана конференциялык борборунда да ушундай нерсе болгон. Бина 150 метрлик чоң ачык аралыктарга ээ, бирок зилзала күчтөрүнө даярланган. Күчтүүрөк челик S355 стандарттык челик менен тургузулган бинолорго салыштырғанда ийилүүгө туш келген маселелерди 34% га чейин азайткан. Дүйнө жүзүндө бул жеңил, алдан тургузулган компоненттер аркылуу чоң челик бинолору 30–50% тезирээк тургузулуда. Курулуш иштери тезирээк жүрөт, бирок биналар күндөлүк турган атмосфералык шарттарга жана башка түрлүү күчтөргө каршы турууга мүмкүнчүлүк берет.

Чоң көпүрөлөрдөгү жогорку берилгичтиктуу болоттун структуралык ылгерип баруусу

S460 чегинен ашып кеткен бүзүлүүгө каршы турактуулук жана узундугу-чоңдугу чектери

Жогорку берилгэн челиктерди, мисалы S460+ колдонуу жалпысынан эффективдүүрөөк топтолгон бөлүктөрдү камтыйт, бирок алардын ичинде буркулуу контролунун кыйынчылыктары да бар. Челик берилгэни жогорулашы менен бул бөлүктөрдүн узундугуна коюлган чектөөлөр тагыда катуураак болот, анткени процессинин башында өзүнчөлүк жок болушун болтурбаш керек. Мисалы, S690 бағытташтары үчүн S460 материалдары үчүн жаңылышып кабыл алынган узундукка караганда 15 процентке төмөн узундук коэффициенти керек. Изилдөөлөрдөн көрүнүшүнчө, S460 компрессиялык элементтери жалпысынан λ = 0,4 чейин жакшы иштейт, бирок S690 үчүн бул чек 0,34 чейин төмөндөтүлөт, анткени ал кийинки деформациядан кийин аз гана ойлонот. Eurocode 3-түн Кошумча D бул маселени түзөтүлгөн бағытташтардын киселерин колдонуу аркылуу чечет. Бул жерде буркулуу каршылыгы S460 челиктен S700 челик чегине өткөндө, башка бардык параметрлер геометриялык жактан туруктуу калса дагы, 8–12 процентке төмөндөйт. Булардын баарын эсепке алып, инженерлер бүтүн конструкциянын туруктуулугун камсыз кылууга негизги басымды жасашы керек, башкача айтканда, локалдуу материалдардын баасын төмөндөтүүгө гана басым жасоо жетишсиз, айрыкча туурасынан жүктөлгөн узун жана жылтыр бөлүктөрдү иштеткендээ.

Тартылуу чыдамдуулугуна карата чыдамдуулук, деформациялык катуулук жана калдык чыдамдуулуктун глобалдык туруктуулуга таасири

S690+ болатынын агымдык чыдамдуулугунун тартылуу чыдамдуулугуна карата катышы 0,90 дан жогору, бул структуралык избыштыктын азайганын билдирет. Бул маанилүү, анткени чоң көпүрөлөрдүн конструкциялары прогрессивдүү коллапсга же жүктөр түшүрүлгөндө күтүлбөгөн орун алмашууга каршы кошумча коргоо талап кылат. Жогорку агымдык/тартылуу катышын караганда, чыдамдуулуктун жогорулашы туура иштебейт. Бул пластиктике шарнирлердин пайда болушун жана экстремалдык шарттарда туташуулар боюнча чыдамдуулуктун кайрадан таркашууну чектейт. Термалдык кесүү жана докунуу процесстерин эсепке алганда, маселе тагыда жогорулат. Бул S690 профилдеринде материалдын агымдык чыдамдуулугунун 60% чамасын түзгөн калдык чыдамдуулукту түзөт. Ал эми S355 болатында бул көрсөткүч адатта 30% га барабар, ошондуктан проблемалар тез өнүгөт. Кайталанган жүктөр циклинен кийин трещиналар күтүлгөндөн көп ирээттүү пайда болот. Инженерлер S690+ материалдарынан жасалган конструкцияларды долбоорлоогондо бардык бул факторлорго назар салышы керек. Колдонууга болгон жакшы практикалар...

• Сейсмикалык зоналарда бириктирүүлөр үчүн ашыкча күчтүүлүк коэффициенттерин колдонуу (γ = 1,1);
• Жылуулук киргизүүнү контролдогон жана ЖЫЛДАМДЫКТЫН ТЕГИРТЭСИНИН (HAZ) жумшаруусун минималдаштырган квалификацияланган токойлоо ыкмаларын талап кылуу;
• Пластикайык бурчтук бурчуунун азайган капаситетин эске алуучу резервдүүлүк талдоолорун жүргүзүү (θ ≈ 0,025 рад S690 үчүн жана S355 үчүн 0,03 рад).

Башка курулмалардын талаасында жогорку берилгичтикте туруучу болот үчүн долбоорлоо коддорунун эсепке алынышы

Заманбап болот курулмаларында жогорку берилгичтикте туруучу болот (HSS) кеңири колдонулат, анткени ал таптакыр чоң көпүрөлөрдү жана эффективдүүлүктү камсыз кылат. Бирок, S690 деңгээлинен жогору болот маркаларын интеграциялоо — структуралык туруктуулуктун текшерүүсү боюнча эл аралык долбоорлоо коддорунун ар тарапка башкача мамилесин түшүнүүнү талап кылат.

Eurocode 3 Кошумча D жана AISC 360-22: S690+ маркалары үчүн таянычтардын киселеринин коррекциясы

Eurocode 3-түн Кошумча D бөлүгү S460–S700 чыңдыгы жогору болгон корпустар үчүн чөйрөлөнүү криваяларына карашты өзгөртөт. Бул негизинен татаалдык коэффициенттерин көбөйтөт, анткени бул материалдар ошончолук созулбайт жана алардын чыңдыгы азайганда кыймылдатуу өзгөрүшү өзгөрөт. Америкада AISC 360-22 Эрежеси E3 бөлүгү бир гана чөйрөлөнүү формуласын колдонуп, ишти жөнөкөйлөт, бирок S690+ элементтери үчүн эркин узундугунун катарын катуу чектейт жана басымдын күчүнүн коэффициенттерин төмөндөт. Неге? Алар бардык нерсе тажрыйбалык негизде туруктуу калышын камсыз кылуу үчүн. Бул айырмачылыктар чыныгы долбоорлордо маанилүү. Eurocode көп катарлуу имараттар үчүн жакшы иштейт, анткени чеклери так аныкталган, ал эми AISC ыкмалары инженерлерге сейсмикалык зоналарда же жүктөр тең эмес тарта турган конструкциялар менен иштегенде көбүрөөк ишеним берет. Акылдуу конструкциялык топтор долбоорго үйрөнүүнүн башынан эле кайсы ыкма туура келерин аныктап алат, кийинки этапта кайрадан иштөөгө чыгындылардын жогору болушун болтуроо үчүн дизайн ишине терең кирбей, чектелген элементтерди моделдешип жана бириктирүүлөрдүн прототиптерин жасап алат.

Стратегиялык деңгээлдеги тандау жана чоң көпүрөлүү темир-бетон конструкцияларда колдонуу картасы

Функционалдык ынтымакташтык: С460–С890 трюслар, үстүнөн өткөрүлгөн аркалар, басымга туруштурулган элементтер жана байланыштар үчүн колдонуу учурлары

Чоң болот конструкцияларынан жакшы натыйжа алуу чыныгысында ар бир бөлүгүнүн аткарышы кереге тиешелүү болот классын тандоого байланыштуу. Мисалы, фермалар жана үйдүн башындагы балкалар. Бул компоненттердин бардыгы салмагы менен катуулугу ортосундагы мамиле жана жүктөмгө каршы канчалык ийлиши тууралуу. Ошондуктан инженерлер көбүнчө S690–S890 болотторун колдонушат. Алардын жогорку чыдамдуулугу (минимум 690 МПа) дизайнерлерге стандарттык S355 болотко караганда материалды 15–20% га аз колдонуп, бирок нормалдуу иштөөдө конструкциянын сапатын төмөндөтпөй, 120 метрден ашык аралыктарды түзүүгө мүмкүндүк берет. Колонналар жана бириктирүү чекиттери сыяктуу негизинен басым күчтөрүн кабыл алаткан бөлүктөр үчүн өнөрөс тармагы S460–S550 классын тандаат. Бул болоттор жетиштүү чыдамдуулукту камсыз кылат, бирок зарыл болгондо (S890 болотторго караганда 10% га карата 14% га чейин созулганда) жакшыраак созулуш касиетине ээ жана кайнаруу процесстерине жакшы ылайыкташат. Төмөн карбондун мөлчөрү ошондой эле жасоо процессин жеңилдетет, бул болттолгон же кайнатылган түйүндөрдөгү кернеэ чекиттеринде иштегенде өтө маанилүү. Кэдээде инженерлер күчтөр тез гана багыттарын өзгөртүүчү критикалык түйүндөрдө шарттарды өзгөртүшөт. Жалпы колдонулуучу ыкма — белгилүү балкалардын айрым бөлүктөрүндө S690 флансдарды S355 вебдер менен бириктирүү. Бул кошулма күчтөрдүн конструкция аркылуу өтүшүн жана объектти шаарда түзүүнүн практикалык жактан оңойлугун жакшыртат. Ар бир компоненттин чыдамдуулугу, баасы жана куруу оңойлугу боюнча өзүнүн оптималдуу диапазонунда иштөөсүн камсыз кылуу проектилеөнүн бардык этаптарында негизги максат болуп калат.

ККБ

Эмне үчүн азыркы металл конструкцияларда катуу болот маанилүү?

S690+ сыяктуу жогорку бекемдиги бар болот конструкциялык салмакты кыйла азайтат, узундугун узартат жана материалдык натыйжалуулукту жогорулатат, бул көмүртек изин азайтуу менен бирге чоңураак жана ачык мейкиндиктерди түзүүгө мүмкүндүк берет.

Жогорку бекемдиги бар болот курулуштун ылдамдыгына кандай таасир этет?

Жогорку бекемдикке ээ болоттон жасалган конструкцияларды жеңил, алдын ала жасалган компоненттерди колдонуу менен 30% дан 50% га чейин тезирээк курууга болот, бул курулуш убактысын кыскартып, ошол эле учурда чыңдуулукту жана экологиялык стресстерге туруштук берүүнү сактайт.

S690+ сыяктуу жогорку бекемдикке ээ болотту курулушта колдонуу кандай кыйынчылыктарды жаратат?

Кыйынчылыктарга ичке тегиздемелердин аркасында бүктөлүүгө каршылыкты башкаруу, тыгызраак ичкелик катыштарынын зарылдыгы жана долбоорлоо жана өндүрүү учурунда калдык стресстер жана түшүм менен тартылуу катыштары үчүн кошумча эске алуулар кирет.

Жогорку бекемдикке ээ болоттун конструкциялык эрежелери кандай?

Жогорку берилгичтүүлүккө ээ болгон коррозияга чыдамдуу болот үчүн дизайн коддору эл аралык деңгээлде ар башка: Эврокод 3 Кошумча D жана AISC 360-22 S690+ сыныптары үчүн ийлилүү кисилер, узундугу-тегиздиги катарындагы коэффициенттер жана тизмектелген күчтүүлүк факторлору боюнча ар башка нускамаларды берет.

Инженерлер чоң аралыктагы конструкциялар үчүн туура болот сыныптарын кандай тандаат?

Тандалыш компоненттердин белгилүү талаптарына жараша болот; мисалы, S690–S890 сыныптары көбүнчө фермалар жана үстүнгү балкалар үчүн колдонулса, S460–S550 сыныптары тизмектелген элементтер жана бириктирүү чекиттери үчүн биринчи тандалат.