Betonarme için takviye çubukları, demir metalurjisindeki en büyük ürün türlerinden biridir.

Sürekli artan inşaat hızı hesaba katıldığında, takviye çubuklarının üretim hacmi sadece öngörülebilir gelecekte artacaktır (Tablo 1).

tablo 1

 2010 yılına kadar betonarme üretim ve takviye çeliği ihtiyacı tahmini .

Eski SSCB’nin metalürji işletmelerinde üretilen takviye çubuklarının çeşitliliği ve çeşitleri, prekast betonarme betonun muazzam gelişimi tarafından yönlendirilen talebin etkisi altında ve pratik olarak dünya pazarından izole edilmiş koşullarda gelişti. Şimdiye kadar, bu durum, farklı metalürji işletmeleri için az ya da çok ölçüde, modası geçmiş takviye çubuklarının üretimi ile ilişkili kar kaybını, yüksek maliyet fiyatı ve düşük rekabet gücü ile etkilemektedir.

Betonarme geliştirmenin erken bir aşamasında inşaatçılar (tüketiciler) tarafından takviye çubukları için gereklilikler şu anda geçerliliğini korumaktadır.

Prekast ve monolitik betonarme takviye elemanlarının (çerçeveler, ağlar, gömülü parçalar, montaj halkaları vb.) Modern üretim ve operasyonunun özellikleri dikkate alınarak, kaynaklanabilirlik, soğuk direnç, korozyon direnci için ek gereksinimler, betona sağlamlık, deforme olabilirlik ve yapışma için ana gereksinimlere eklenmiştir. takviye çubukları, vb. İnşaat kalitesi için sürekli artan gereksinimler nedeniyle, tüketicide bir veya daha fazla tip takviye çubuğu kullanmanın ekonomik etkinliği ve güvenilirliği, imalatçıda uygulanması için temel hale gelir.

Takviye üretiminin ilk aşamasında, tüketici özelliklerinin ana belirleyicileri, çelik üretiminin ve haddeleme teknolojik ekipmanlarının teknik yetenekleriydi. Daha sonra inşaatçılar, metalurji endüstrisi tarafından üretilen takviye ürünlerinden memnun olmaya zorlandı.

Son yıllarda metalürjik üretimin hızlı gelişimi ile bağlantılı olarak, valf üretimindeki neredeyse tüm teknolojik kısıtlamalar kaldırılmıştır. Şu anda, metalurjistler, inşaatta etkin bir şekilde kullanılabilen bu takviye ürünlerini üretmeye hazırlar.

SP 52-101-2003 uyarınca, betonarme yapıların güçlendirilmesi için aşağıdaki donatı türlerinin kullanılması tavsiye edilir:

– 6-40 mm çapında sabit ve değişken çıkıntı yüksekliğine sahip (sırasıyla dairesel ve hilal şekilli profiller) sıcak haddelenmiş pürüzsüz ve periyodik profil;

– 6-40 mm çapında çıkıntıların (halka ve hilal) sabit ve değişken yüksekliğine sahip termomekanik olarak sertleştirilmiş periyodik profil:

– 3-12 mm çapında soğuk deforme olmuş periyodik profil.

Çekme dayanımı sınıfı şu şekilde gösterilir:

A – sıcak haddelenmiş ve termomekanik olarak sertleştirilmiş bağlantı parçaları için;

B – soğukta deforme olmuş takviye için.

Donatının çekme mukavemeti sınıfları A ve B, ilgili devlet standartlarına veya teknik şartnamelere göre belirlenen, en az 0,95 güvenlik ile akma noktasının (yuvarlanmış) garantili değerine karşılık gelir.

Gerekli durumlarda, takviye için ek kalite göstergeleri için gereklilikler uygulanır: kaynaklanabilirlik, plastiklik, betona yapışma, soğuk direnç, korozyon direnci, yorulma direnci vb.

Betonarme yapılar tasarlanırken, takviye kullanılabilir:

– pürüzsüz sınıf A240 (AI);

– A300 (А-II), А400 (А-III, А400С), А500 (А500С, А500СП), В500 (Bp-I, B500C) sınıflarının periyodik profili, burada С – kaynaklı, П – artan yapışma.

Geçen yüzyılın 80’li yıllarına kadar, inşaatta ana üretim ve kullanım hacmi σt = 400 MPa akma dayanımına sahip donatıdan oluşuyordu. 1991 – 1997 dönemi için, başlıca Avrupa ülkeleri, σt = 500 MPa akma noktasına sahip, gerilmemiş betonarme yapılar için periyodik bir profilde tek bir kaynaklı takviye sınıfına geçtiler (Tablo 2).

Tablo 2

Birleşik kaynaklı armatür, çelikteki karbon içeriği% 0.22’yi geçmeyen bir kimyasal bileşime sahiptir.

A400 (A-III) sınıfı bağlantı parçaları yerine A500 sınıfı bağlantı parçalarının kullanılması yapılarda çelikte% 10’dan fazla tasarruf sağlar.

Ev inşaatı için, sadece A400 (A-III) sınıfı takviye değil, aynı zamanda menteşelerin montajında, gömülü parçalarda vb. Yapısal takviye şeklinde kullanılan A240 (A-I) sınıfının pürüzsüz takviyesini de bu çelik sınıfıyla değiştirmek mümkündür.

Bunun için, σt = 500 N / mm2’deki donatı, hem tüm çubuklarda hem de kaynak sonrası çekme ve bükülmede maksimum sünekliğe ve hem pozitif hem de düşük negatif sıcaklıklarda A240 sınıfı sıcak haddelenmiş çelik seviyesinde spesifik kırılma enerjisine sahip olmalıdır [  ] …

Termomekanik olarak sertleştirilmiş bir durumdaki bu koşullar, düşük karbonlu kalite çeliklerine karşılık gelebilir: St3sp, St3ps, St3Gps veya 18GS, 20GS, vb. Türlerdeki düşük alaşımlı çelikler.

Yukarıdakileri göz önünde bulundurarak, hesaplamaya göre kurulan betonarme yapılar için etkili bir donatı olarak, ağırlıklı olarak A500 sınıfı (A500S, A500SP) periyodik profilli donatıların yanı sıra kaynaklı kafeslerde ve çerçevelerde B500 sınıfı donatıların kullanılması gerekir.

Kılavuz iki bölüme ayrılmıştır. İlk bölüm, NIIZHB Tasarım ve Uzmanlık Merkezi’nin, 500 MPa mukavemet sınıfındaki rulolar halinde tedarik edilen etkili çubuk ve inşaat demiri geliştirme ve uygulama alanındaki araştırma sonuçlarını sunmaktadır. Ayrıca yeni tip donatıların tüketici özelliklerinin bilinenlerle karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesini sağlar ve ayrıca inşaatta kullanımları için tavsiyeler verir. Yayında ayrıca vurgulanan, Lira 9.2 yazılım paketinin yeteneklerini kullanan yeni bir hesaplama yöntemi sağlayan, binaların aşamalı yıkımdan korunması için gereksinimler bölümüdür. Yapıcı nitelikteki konuları ele alırken, SP 52-101-2003 ve SNiP 2.03.01-841 gereksinimlerinin karşılaştırılmasına özel önem verildi. Ayrıca, A500SP sınıfı bağlantı parçalarının kullanımına yönelik öneriler de içerir.

_____________________

1) 1 Mart 2004’te iptal edildi

şeklinde hazırlanan ikinci bölüm, monolitik betonarme yapıların ana elemanlarının güçlendirilmesi için yapısal gerekliliklerin yanı sıra, Moskova’da inşa edilen ve ZAO Proektno tarafından geliştirilen farklı yapısal şemalara sahip monolitik binaların ana yapısal elemanlarının güçlendirilmesi için çalışma dokümantasyonu örneklerini sağlar. mimari atölye “PIK”, CJSC Trianon, KNPSO Center “Polikvart” ve NIIZhB’de.

Bu çalışmada çalışanların yer aldığı araştırma materyallerini kullandık: I.N. Surikov, V.Z. Meshkov, BC Gumenyuk, G.N. Sudakov, K.F. Shtrieter, B.N. Fridlyanov, I.S. Shapiro, A.A. Kvasnikov, I.P. Savrasov, O.O. Tsyba, M.M. Kozelkov, A.R. Demidov, S.N. Shatilov, V.P. Asatryan. Yayının grafik kısmı A.A. tarafından tasarlanmıştır. Kvasnikov katılımıyla L.A.’ye Gladysheva, A.V. Lugovoi, D.V. Plotnikova, V. Ya. Nikitina, T.N. Nikolaeva, N.I. Fedorenko ve diğerleri.

1. MONOLİTİK YAPI İÇİN ETKİLİ VANALAR

1.1 Takviye çubukları

Monolitik betonarme yapılarda, genellikle donatı için 10-40 mm çapında donatı çubukları kullanılır (Tablo 3).

Tablo 3

Moskova’da konut inşaatında inşaat demiri tüketimi

SSCB’de geçen yüzyılın 90’lı yıllarına kadar, pratik olarak tek tip çubuk takviye profili, GOST 5781-82’ye göre sözde halka konfigürasyonunun profiliydi (Şekil 1, a).

 

Şekil 1 – Ana periyodik profil türleri

a – halka, GOST 5781-82, f R = 0.10 (standartlaştırılmamış); b – çift taraflı orak, STO ASChM 7-93, f R = 0.056; c – orak şeklinde dört kenarlı, TU 14-1-5526-2006, f R = 0.075

Şu anda, Rusya Federasyonu’nda, en yaygın A400 ve A500 sınıflarının inşaat demiri, şekli STO ASChM 7-93 tarafından düzenlenen iki taraflı orak şekilli enine nervür düzenine sahip, hem dairesel hem de Europrofile ile üretilmektedir (Şekil 1, b ). Batı Avrupa ülkelerinde, bu profil 70’lerin başından itibaren çubuk takviyesi için yaygın olarak kullanılmaya başlandı ve şimdiye kadar neredeyse tamamen diğer profil türlerinin yerini aldı.

GOST 5781-82’ye göre “halka” profiliyle karşılaştırıldığında hilal profilinin geometrisi, modern hadde üretiminde üretilebilirlikle ilgili bir dizi avantaja sahiptir.

Hilal şeklindeki enine nervürlerin yüksekliğindeki yumuşak bir değişiklik ve bunların uzunlamasına nervürlerle kesişme noktalarının olmaması, tekrarlanan yüklere maruz kaldığında çubukların dayanıklılığını bir şekilde arttırmayı mümkün kılar.

Hilal profilinin önemli bir dezavantajı, artan eğimleri ile enine nervürlerin daha küçük ezilme alanı nedeniyle halka profil ile karşılaştırıldığında takviye çubuklarının betona yapışmasının azaltılmış mukavemeti ve sertliğidir.

Bu, farklı ülkelerin tasarım kodlarında yansıtılmaktadır. EKB-FIP 1970’in uluslararası tavsiyelerinde ve Eurocode taslağının bir dizi müteakip revizyonunda, ABD standartları, hesaplanan temel donatı ankraj uzunlukları, Rusya Federasyonu bina kodlarının gerektirdiğinden 1,3-2 kat daha yüksektir. Bu dönemdeki yapışma çalışmaları üzerine çok sayıda yabancı yayın “Europrofile” ile vanalar için bu tür gerekliliklerin bilimsel geçerliliğini kanıtlar. Bu, Şekil 2’deki diyagramda görülebilir. 2. Geçmişe bakıldığında, farklı ülkelerin tasarım standartlarına göre oluşturulmuş B25 (M350) sınıfı betonda 20 mm’ye kadar çapa sahip A400 (420) sınıfı periyodik profilden donatıların temel ankraj uzunluklarının değerleri verilmiştir. Hilal profilinin valf pazarında neredeyse tekel konumunda olduğu Avrupa ülkelerinin aksine, apmatipi üreten metalurji işletmelerinin sayısının fazla olduğu Rusya’da, hem hilal profili hem de GOST 5781-82’ye göre geleneksel halka profili barış içinde bir arada var olmaya devam ediyor. Bu hüküm, mevcut standartlar ve takviye çubukları için TU tarafından izin verilir. Hemen hemen her sınıftaki çubuk takviyesi bu profillerden birine sahip olabilir ve bu nedenle tasarımcıya garanti vermek gerçekçi değildir, tüm inşaat süresi boyunca hacim başına sadece bir profil takviyesi sağlanacaktır. SP 52-101-2003’te, belirli bir uzlaşma değeri vererek taban ankraj uzunluğu için birleşik bir gereksinimi kabul etmenin uygun olduğu düşünülüyordu.l o, ap tüm uygulanan profiller için. Bununla birlikte, bunun, çift taraflı bir hilal profiline sahip çubuklarla güçlendirilmiş yapıların makul olmayan şekilde azaltılmış bir güvenilirlik derecesi olduğu ortaya çıktı.

 

Şekil 2 – SSCB (RF), CEN ( FIN ), ABD (ACI-318) tasarım kodlarına göre çubuk donatı ankraj uzunluğunun temel değerleri . 16 mm çapında B25 (M350) beton, A400 (A-III) donatı

500 MPa dayanım sınıfının (A500SP) takviyesi için özel olarak tasarlanan “hilal dört kenarlı” kod adlı profil, hem halka şeklindeki hem de hilal çift taraflı profillerin olumlu özelliklerini birleştirir, betona GOST 5781’e göre profilden daha yüksek yapışma mukavemetlerine sahiptir. 82 (şek. 3). Ek olarak, özel sembollerin yuvarlanarak işaretlenmesi olmadan, çubukların yüzeyindeki takviye mukavemet sınıfını doğru bir şekilde belirlemeye izin verir, bu da en düşük mukavemet sınıfının takviyenin yanlışlıkla yapıya alınması olasılığını pratik olarak dışlar (  , c ).

 

Şekil 3 – Dört kenarlı orak şekilli bir profilin yapımı

Çift taraflı hilal ile karşılaştırıldığında, yeni profil, enine nervürlerin aynı yüksekliğiyle, göreceli çökme alanını fR 1.3-1.4 kat artırırken, her sıradaki yiv aralığı% 10-15 artar. Aralıklı enine çıkıntıların artan aralığı, çıkıntılar arasına iri agrega tanelerinin eklenmesini kolaylaştırır, bu da bağın hem mukavemetini hem de sertliğini arttırır. Nervürlerin dört sıralı düzenlemesi, ankraj veya donatı bölgelerinde betondan dışarıya doğru sıkışan genleşme kuvvetlerinin dağılımını çubuk bölümünün çevresi boyunca daha muntazam hale getirir.

Yeni profilin şeklinin avantajları, STO ASChM 7-93’e göre çift taraflı hilal ve yeni bir (dört kenarlı hilal) GOST 5781-82’ye göre halka şekilli bir profile sahip çubukların betonu ile etkileşiminin karşılaştırmalı çalışmaları ile doğrulandı. Bağıl kesme alanının minimum normalleştirilmiş değerleri (Röhm kriteri) 0.056 hilal çift taraflı profil ve 0.075 dört taraflı profil ile donatı için benimsendiğinden, Röhm kriterinin bu değerleri ile donatı numunelerinin yapıştırılması için karşılaştırmalı testler en objektif olarak kabul edilecektir. Donatının betona yapışması için tipik test sonuçları Şekil 2’de gösterilmiştir. 4.

 

Şekil 4 – Çubuğun yüksüz ucunun geri çekilmesindeki deformasyonlar ve donatının betona yapışmasının tahrip edilmesinden kaynaklanan enerji tüketimi (profiller: hilal şeklinde dört taraflı ve iki taraflı).

Rb = 41,6 MPa; Ø16; l ap = 8 gün (130 mm)

Benzer koşullar altında hem orak şekilli çift taraflı hem de dairesel profillerin çubukları çok daha düşük plastik deformasyonlarla yapışma mukavemetini kaybeder. Yani, Şekil 2’de gösterilen çekme testleri sırasında yapışmanın yok edilmesi (yapışmanın enerji yoğunluğu) için enerji harcanmasıdır. 4, çubuğun yüklü ucunun gerilim diyagramı altındaki alan olarak ifade edilir; yeni profil için fark edilir şekilde daha yüksektir. Bu, yapının aşkın (felaket) çalışma aşaması koşulları altında aşamalı yıkıma karşı direncini artırmada çok önemli bir faktördür.

Betonda dört kenarlı bir hilal profiline sahip donatı davranışında kaydedilen fenomen, bu kuvvetlerin çubuğun çevresi (yüzeyi) boyunca dağılımının üniform (hacimsel) doğası nedeniyle daha küçük tek eksenli aralığı ile açıklanabilir (Şekil 5).

 

Şekil 5 – Gerilmiş bir takviye çubuğunun çevreleyen beton ile etkileşiminin şeması

1 – Avrupa profili (hilal çift taraflı); 2 – yeni bir profil türü (hilal dört taraflı); a – Donatıdan betona gerilme aktarımı bölgesindeki betondaki kuvvetler ve betondaki çatlamanın niteliği; b – enine kesitte itme kuvvetlerinin dağılımı

Aynı kuvvetler ile N çekerek ya da betondan ya da betonun içine bir bar iterek, çift taraflı bir düzenleme ile takviye birim uzunluk başına kama kuvvetleri

P = n P 1,

burada  için F sn = FSN 1,

Fsn , Fsn 1, Fsn 2 – çubuğun uzunlamasına eksenine normal düzlemdeki enine nervürlerin izdüşümü alanı;

t 1 ve t 2, enine nervürlerin adımlarıdır (Şekil 5).

RUE “BMZ” ve Batı Sibirya Metalurji Fabrikası tarafından üretilen A500C ve A500SP sınıflarının takviyesinin ortalama çekme diyagramları Şekil 2’de gösterilmektedir. 6 ve 7.

 

Şekil 6 – RUE “Belarusian Metallurgical Plant” tarafından üretilen A500C ve A500SP Ø10-40 sınıflarının takviyesinin ortalama çekme diyagramı

Şekil 7 – JSC “ZapSibmetkombinat” tarafından üretilen А500С ve А500СП Ø10-28 sınıflarının donatılarının ortalama çekme diyagramı

Yeni bir profile sahip haddelenmiş numunelerin yorulma testleri, yeni bir profile sahip çubukların dayanıklılığının, GOST 5781-82’ye kıyasla uzunlamasına ve enine nervürlerin kesişme sayısının yarısından fazlası ile açıklanan STO ASChM 7-93’e göre bir profile sahip çubuklardan daha düşük olmadığını gösterdi. enine nervürlerin şeklinin kapalı olması haricinde (tüm nervürlerin yüksekliği sorunsuz bir şekilde hiçbir şeye düşürülmez).

A500SP sınıfının dört kenarlı orak şekilli profiline sahip takviye çeliği, Batı Sibirya Metalurji Fabrikası tarafından TU 14-1-5526-2006 “A500SP sınıfı etkili bir periyodik profile sahip takviye çubuğu” na göre tedarik edilmektedir. Bu takviye çubuğunun inşaatta kullanımı Federal Devlet Üniter Teşebbüsü “Araştırma Merkezi” İnşaat “STO 36554501-005-2006’nın organizasyon standardı tarafından düzenlenir.

A500SP sınıfının donatı çubuklarının kullanımının etkinliği tabloda verilmiştir. 4.

Tablo 4

Mukavemet sınıfı 500 MPa olan takviye çeliği kullanmanın verimliliği

1.2 Bobinler (demetler) halinde sağlanan takviye çubukları

Rusya’da, betonarme yapıların üretimi için, 12 mm’ye kadar çapa sahip takviye çubukları yaygın olarak kullanılmaktadır, toplam gerilmemiş takviye talebindeki payı yaklaşık% 30 olan bobinlerde tedarik edilmektedir ve GOST 6727-80’e göre 3-5 mm çapında Вр-I telini hesaba katarak % 40-45’e ulaşır (Tablo 5).

Tablo 5

Bobinlerde takviye kullanımı, tedarik işlemleri sırasında israfı pratik olarak ortadan kaldırır, kaynaklı takviye tellerinin, çerçevelerin ve diğer ürünlerin üretiminin mekanizasyonuna izin verir.

Tablo 5’den görülebileceği gibi, rulo halinde tedarik edilen inşaat demiri esas olarak prekast beton üretiminde kullanılmaktadır. Monolitik yapımda, bobinlerde takviye kullanımı, kolon ve direklerin kullanımı, duvarların yapısal takviyesi, enine levhalar ve kelepçe olarak bükme elemanlarıyla sınırlıydı. Doğrultma ve kesme ekipmanlarıyla donatılmış, özel bir donatı üretiminde üretilen, takviye kafesleri ve ağlarının monolitik yapımında kullanıldığında kullanımı mantıklıdır.

Bobinlerde sağlanan takviyenin kullanımı, monolitik yapıların eksantrik olarak sıkıştırılmış elemanlarını güçlendirmek için en az 12 mm’lik bir çapın gerekli olduğu SNiP 2.03.01-84 * Madde 5.17’nin yapısal sınırlamasıyla sınırlandırıldı. Betonarme duvarlar için SP 52-101-2003’teki bu sınırlamanın hariç tutulması, tasarımcıların hem bobinlerde hem de çubuklarda sağlanan sıkıştırılmış elemanları güçlendirmek için 8 ve 10 mm çaplı takviyeyi yaygın olarak kullanmalarına izin verecektir.

Rusya’da inşaat sektörünün mevcut sorunlarından biri, bobinlerde karşılanmamış inşaat demiri talebidir. Birçok metalurji işletmesi, bobinlerde gerekli hacimlerde gerekli boyut ve mukavemette inşaat demiri üretmek için henüz teknik yeteneklere sahip olmadığından, inşaatçılar, gerekli takviyenin daha büyük çaplı mevcut haddelenmiş ürünlerle değiştirilmesi nedeniyle ürünlerdeki çeliğin% 20-30’unu aşmak zorunda kalıyor.

12 mm’ye kadar çapa sahip bağlantı parçası sıkıntısını azaltmanın yollarından biri, Almanya ve diğer ülkelerin deneyimlerine göre, çoğunlukla soğuk işlenmiş çeliğin 4-12 mm çapında bağlantı parçaları olarak kullanıldığı B500 sınıfı bağlantı parçalarının seri üretiminin organizasyonudur. Diğer bir yön, bobinlerde 12 mm ve daha az çapa sahip A500 sınıfı bağlantı parçalarının üretiminin metalurjistleri tarafından geliştirilmesiyle ilişkilidir. Her iki durumda da, yapıcı (tasarım dışı) donatı tüketimini azaltacak ve belirli koşullar altında, betonarme yapıları yeniden tasarlamadan bir mukavemet sınıfının diğer bir sınıfa değiştirilebilirliği sorununu çözecek olan STO ASChM 7-93 ile karşılaştırıldığında haddelenmiş ürün yelpazesinin genişletilmesi gereklidir. Mevcut çeşitlerin 6 ila 12 mm arasındaki bitişik konumları, kesit alanında büyük ölçüde farklılık gösterir (% 44-78 oranında),.

Uygulamada, ilk yönde uygulanması orta ölçekli işletmeler yoğun bobinler 12 mm kadar bir çapa sahip olan sınıf B500C periyodik profili kaynaklı soğuk yamultulmuş donatıların teknik şartlara göre üretim artmaktadır Rusya, bir Orta bölgede, son yıllarda gözlenmiştir silindir kalıplardan çizimi. Belarus Metalurji Fabrikası’nda ikinci yön uygulamasına başlandı.

Endüstri standardı STO ASChM 7-93, üretim yönteminde farklılık gösteren, 500 MPa mukavemet sınıfına sahip bobinler halinde tedarik edilen üç kategoride kaynaklı çubuk ve inşaat demiri sağlar: sıcak haddelenmiş, haddeleme ısıtmadan termomekanik olarak sertleştirilmiş, soğuk durumda mekanik olarak sertleştirilmiş (soğuk şekillendirilmiş). Bobinlerde 6 ila 12 mm çapında takviye teslimatı sağlanabilir. Ön gerdirme donatı olmadan beton ve betonarme yapıların hesaplanması ve tasarımı için tavsiyeler içeren SP 52-101-2003 kuralları seti, 500 MPa’lık bir mukavemet sınıfına sahip iki donatı grubu için kalite göstergeleri için gereksinimleri tanımlar: 10 ila 40 mm nominal çapa sahip sıcak haddelenmiş ve termomekanik olarak sertleştirilmiş çelik için A500 sınıfı ve çeşitli teknolojiler kullanılarak 3 ila 12 mm nominal çapa sahip inşaat demiri için B500 sınıfı. SP 52-101-2003’teki A500 ve B500 sınıflarının takviye tasarım parametreleri için gereksinimler farklıdır.

A500 ve B500 sınıflarının takviye yelpazesinin genişletilmesi, yapısal takviye tüketimini azaltmaya ve gerekirse, bir başka sınıfın takviyesi için bir sınıfın takviyesinin değiştirilebilirliği sorununu çözerek, betonarme yapıların takviyesini yeniden hesaplamadan tüm gereklilikleri dikkate alarak çözer. Örnek olarak, Tablo 6, betonarme yapılarda A400C ve A400 (A-III) sınıflarının gerilmiş çalışma donatılarının, A500 ve B500 sınıflarının güçlendirilmesi için yeniden tasarlanmadan değiştirilmesi için tavsiyeleri göstermektedir. Tablo 6’dan görülebileceği gibi, yapısal güçlendirmede önerilen ikame, ikame donatı olarak hem A500 hem de B500 sınıfları kullanıldığında% 12’den% 19’a kadar çelik tasarrufu elde etmeyi mümkün kılmaktadır.

Çalışma (tasarım) takviyesinde, sadece sıcak haddelenmiş ve termomekanik olarak sertleştirilmiş A500 sınıfı takviye kullanıldığında benzer bir etki elde edilir.

B500 sınıfı soğukta deforme olmuş takviyenin daha düşük tasarım direnci nedeniyle, bununla (07,5 mm) sadece 08 mm A400 (A-III) sınıfı takviye ile değiştirmek ekonomik olarak uygundur. Bu durumda çalışma takviyesindeki azalma% 12,1 olacaktır.

Dört taraflı bir periyodik profile sahip bobinlerde sağlanan etkili takviye çubuğunun tipi, Şekil 8 ve 9’da gösterilmektedir.

 

Şekil 8 – TU 14-1-5501-2004 RUE “Belarus Metalurji Fabrikası” na göre kangal halinde tedarik edilen A400 ve A500C sınıfı takviye çubuklarının görünümü

 

Şekil 9 – TU 14-1-5501-2004’e göre haddelenmiş haddelenmiş profiller

a – nominal çap 5.5 mm; b – nominal çap 7 mm

Tablo 6

Betonarme yapıları yeniden tasarlamadan A400C ve A400 (A- III ) sınıflarının gerilmiş çalışma donatısını A500 / B500 sınıfı donatı ile değiştirmek için öneriler *

Son zamanlarda, NIIZhB, birleşik ağlarda 4-12 mm çapındaki soğuk deforme takviyenin etkili kullanımı üzerinde çalışıyor. Bu tip takviye ürünleri prefabrike ve monolitik konut yapımında etkin bir şekilde kullanılabilir. Rusya’da, 4 ve 5 mm çapında, Bp-I sınıfı soğuk deforme edilmiş takviye telinden yapılmış haddelenmiş ve düz ağlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Moskova bölgesinde, 6-10 mm sınıfları В400С ve В500С çapında soğuk işlenmiş takviyeden yapılmış birleşik ağlar, 4-5 üretici tarafından sınırlı bir hacimde üretilmektedir. Düşük plastik özelliklerinden dolayı, bu ağlar çoğunlukla sorumsuz betonarme yapılarda kullanılmaktadır.

Şu anda, çalışma (tasarım) takviyesi için monolitik konut yapımında birleşik takviye ağlarının kullanımını artırmak amacıyla, NIIZhB, DiPOS grubu ile birlikte, geliştirilmiş plastik özelliklere sahip soğuk deforme takviye üretim teknolojisini geliştirmek için çalışıyor.

Tasarım uygulamasının gösterdiği gibi, takviyenin, birleşik ağlarla takviye için monolitik binaların (temeller, döşemeler, duvarlar) düz yataklı yapısal elemanlarının tek çubuklarıyla değiştirilmesi, takviye işçilik maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilir. Kafeslerde ara çaplar kullanılarak, A400 sınıfı çubukların 500 MPa mukavemet sınıfı çubuklarla değiştirilmesi, ağ örtüşmesinin aşırı sarılması hesaba katıldığında bile% 5-10’a kadar takviye tasarrufu sağlayacaktır. DiPOS grubu tarafından üretilen tek çubuklu ve birleşik ağlarla sivil bina zeminlerinin parçalarının çalışma takviyesi tasarımının örnekleri Şekil 10a ve 10b’de gösterilmektedir.

 

Şekil 10a – Bir konut binasının zemininin saha altı takviyesinin bir çeşidi

 

Şekil 10b – Garaj zemininin alan alt takviyesinin bir çeşidş

.3 Vida takviye çubukları

Vida takviye çubuğu, normal profilinden farklıdır, çünkü periyodik profilinin çıkıntıları yalnızca betona yapışmaya hizmet etmez, aynı zamanda farklı vida bağlantı elemanları rulolarına (somunlar, kaplinler, ankraj somunları vb.) Vidalamak için çubukların tüm uzunluğu boyunca bir vida dişi oluşturur. (şek. 11). Böylece, takviye çubuğu esasen uzun bir vida çubuğuna dönüşür (taşıma koşullarından 12 m’ye kadar), bu da inşaatta vida takviyesinin kullanılması için büyük fırsatlar sunar.

 

Şekil 11 – Farklı enine kesite sahip sağdan dişe sahip vida profili takviyesi

A – uzunlamasına yassı (Alman GEWI-Stahl); B – boyuna oluklu (Sumitomo firması)

Vidalı bağlantı parçaları ilk olarak 60’lı yılların sonunda Almanya’da DYWIDAG inşaat şirketinin girişimiyle yapıldı ve kullanıldı, bağlantı parçalarının üretimi Peine-Salzqitter metalurji fabrikasında yapıldı. Takviye iki ana tipte üretilir – 16-50 mm çapında BSt420RU sınıfı (şu anda BSt500S) ve 15.0-36.0 mm çapında yüksek mukavemetli (835/1030, 900/1100 ve 1080/1230 sınıfları) gerilmemiş beton için. Japonya’da SUMITOMO şirketi, 19 ila 57 mm çapında SD30, SD35 ve SD40 sınıflarının vidalı bağlantı parçalarını üretir ve kullanır. Macaristan’da, 1980’lerin başında, Özd Metalurji Fabrikası BSt420 / 500 ve BSt835 / 1030 sınıflarının vida bağlantı parçalarının üretiminde ustalaştı. Bu tesisin reklam broşürü, bu sınıfların 12-40 mm takviye aralığını göstermektedir.

70’lerin sonlarından bu yana, eski SSCB’nin metalurji işletmelerinde, vida bağlantı parçalarının üretiminde ustalaşmak için birkaç girişimde bulunuldu (tümü NIIZhB’nin katılımıyla). Aşağıda, bu işletmelerin kronolojik sıraya göre bir listesi ve bunlarda ustalaşılan bağlantı parçaları bulunmaktadır:

– Donetsk Metal Haddehane, No. 25, A-III;

– Makeevsky Metalurji Fabrikası, No. 25 ve 32, A-III ve At-V;

– Krivoy Rog Metalurji Fabrikası, No. 18, 25 ve 32, А-III ve At-V:

– Batı Sibirya Metalurji Fabrikası, No. 14, 16, 18, 20 ve 25, sınıf A-III, A500C, At-V, At-VII ve Sınıf A500C’den No. 36;

– Cherepovets Metalurji Fabrikası, No. 36, sınıf AV (23X2G2T).

Somut miktarlarda (yaklaşık yüzlerce ton) vida bağlantı parçaları, Kryvyi Rih, Batı Sibirya, Cherepovets Demir ve Çelik Fabrikaları ve Belarus Metalurji Fabrikası’nda üretildi; şu anda sadece Zapsibmetkombinat ve Belarus Metalurji Fabrikası vidalı bağlantı parçaları üretme teknik yeteneğini elinde tuttu.

70’lerden beri, vidalı bağlantı parçaları için bağlantı elemanlarının üretimi için bir teknoloji yaratmak için çeşitli girişimlerde bulunuldu (tümü NIIZhB’nin katılımıyla).

Yabancı yapı için, helezon çeliğin monolitik betonarme betonda uygulama alanı en yaygın olanıdır, her zamanki ile karşılaştırıldığında vidalı bağlantı elemanlarının fiyatının artması, kaplinler ve somunlar için ek maliyetler ve birleştirme çubukları teknolojisinin karmaşıklığı (dişin kıvrılmasından dolayı bağlantı bağlantılarının uygunluğunu dışlamak için kilit somunlarını normal bir kuvvetle sıkmak) … Bunun nedeni, yurtdışında, monolitik betonarme betonda, takviyenin esas olarak kaynak yapılmadan üst üste binmesi, Alman kaynaklarına göre gerçek nesneler için, birleştirme için takviye çeliği tüketiminin tüm çalışma takviyesinin kütlesinin% 50’sine ulaşabilmesidir. Ek olarak, ağır yüklü yapılar için (yüksek katlı idari ve endüstriyel binaların alt katlarının kolonları, temel rafları vb.), Donatı ile bölümlerin doygunluğu çok yüksek olabilir, Üst üste binen donatı yapısının bölümü içine yerleştirmenin sorunlu hale geldiği, çünkü zayıf titreşim koşulları nedeniyle beton kalitesinde bir bozulmaya yol açtığı. Bu koşullar altında vidalı bağlantıların kullanımı etkili hale gelir. Yabancı uygulamada, 500 N / mm2 akma dayanımına sahip vidalı bağlantı parçaları (örneğin, Alman DIN488 standardına göre BSt500S sınıfı) çeşitli monolitik yapı ve yapı yapılarında – nükleer ve termik santraller, köprü yapıları (köprü destekleri, direkler, vb.), metro tünelleri, endüstriyel, idari ve spor binaları vb. Şu anda, yukarıdaki amaçlar için, 500 N / mm2 akma noktasına sahip 16-50 mm çapında (Avrupa sınıflandırması B500’e göre) bağlantı elemanları ile birlikte vidalı bağlantı parçaları kullanılmaktadır (Şekil 12).

 

Şekil 12 – Ana vida bağlantılı gerilimsiz vidalı bağlantı parçaları

a – kilit somunlu sıkıştırılmış gerilmiş bağlantı; b – kilit somunlu sıkıştırılmış bağlantı; • – sıkıştırılmış (temas) eklem; d – iki tip vidalı bağlantı elemanı; 1 – bağlantı manşonu; 2 – kilit somunu; 3 – çubuk temas kontrolü için yarık; 4 – çapa somunu; 5 – çapa yıkayıcı

Batı Avrupa’nın aksine, Rusya ve BDT ülkelerinde, monolitik betonarme takviye, 2005 yılına kadar vidalı bağlantılardan çok daha ucuz olan örtüşme ve kaynak kullanılarak birleştirilir. SP 52-101-2003’teki örtüşme uzunluğunun% 15-30 artmasıyla, vida bağlantıları dahil olmak üzere üst üste binen bağlantıların eklenmesi Rusya’da alakalı ve ekonomik olarak uygulanabilir hale geldi. Yangın güvenliği nedeniyle prensipte kaynağa izin verilmeyen monolitik yapı türleri vardır. Öncelikle bunlar, ankraj somunları, manşonlar, enjeksiyon boruları vb. İle kaynak yapılmadan bindirmeli bağlantılar kullanılarak fitingleri uzunlukları boyunca birbirine bağlanan termik santrallerin monolitik betonarme bacaları ve soğutma kuleleridir.

Somunlarla tamamlanan vida çubukları, bina koşullarında beton ve betonarme yapılar betonlanırken kalıp panellerini sabitlemek için kullanılabilir. Bu durumda, takviye çubukları vida bağları olarak işlev görür; bu şaplar tekrar kullanılabilir (sıyrıldıktan sonra çıkarılabilir) veya betonda kalabilir (şek. 13). Şu anda, monolitik betonarme konut ve kamu binalarının (özellikle Moskova’da) inşaat hacminin artması nedeniyle, tamamlanan çeşitli tasarımların (çelik, ahşap-metal, duralumin vb.) Envanter kalıbını sağlayan çok sayıda yabancı ve yerli şirket bulunmaktadır. vida bağlantılarından teller. Yabancı şirketler (örneğin, Alman QUICK, Bauer, Paschal) nominal çapı 15 mm olan yüksek mukavemetli vidalı bağlantı parçaları kullanır.

 

 

Şekil 13 – Kalıbı, halat olarak vida takviyesi kullanarak sabitleme şeması

a – kurtarılabilir kravat; b – betonda kalan tel; 1 – vida bağlantı parçaları; 2 – somun; 3 – astar; 4 – kalıp yapımı; 5 – betonarme duvar; 6 – çıkarılamayan plastik tüp; 7 – fiş

Tablo 7

15 mm nominal çapa sahip vidalı bağlantı parçaları parametreleri
(sağ dişli)

Moskova’da, Vybor-19 şirketi bir zamanlar Zapsibmetkombinat tarafından üretilen 14, 16 ve 18 mm çaplı, AT800 ve A500C sınıflarında vida bağlantı parçaları kullandı. Moskova’daki Lokomotiv stadyumunun asma çatısı için monolitik betonarme direklerin inşası sırasında standart olmayan kalıbı sabitlemek için 16 mm çapında, AT800 sınıfı Zapsibmetkombinat, yontulmuş dişlerle 32 numaralı altıgen somunlarla tamamlanan inşaat demiri kullanıldı.

Vida bağlantı parçalarına ek olarak, Moskova, ısıtma olmadan yuvarlanan dişlerle 2 m uzunluğa kadar çubuklar kullanıyor (soğuk vida haddeleme işlemi). Uygulama pratiği, bu tür şeritlerin düşük güvenilirliğini göstermiştir – kalıp içindeki beton karışımının titreşim sürecinde soğukta deforme olmuş bağlantı çubuklarının kırılgan kırılmaları olmuştur.

Kalıp sabitleme için vida çeliği tüketicileri:

– Kalıbı tamamlayan çemberler operasyon sırasında başarısız olduğu için sürekli olarak envanter kalıbı kullanan inşaat firmaları;

– firmalar – envanter kalıbı üreticileri. Şu anda, bu çeliğe olan talep az, ancak Rusya Federasyonu’nda monolitik betonarme kullanımının artmasıyla kaçınılmaz olarak artacak.

İnşaatta çok sayıda temel cıvatası kullanılmaktadır. Cıvatalar temel olarak teknolojik ekipmanı ve çeşitli bina yapılarını betonarme temellere sabitlemek için kullanılır: elektrik hatlarının çelik direkleri, çelik kafesler ve kirişler, kirişler, vb. Cıvatalar, çalışma koşullarına bağlı olarak esas olarak çelik St.3’ten yapılır; cıvataların dinamik yüklerin etkisine karşı daha fazla direnç göstermesi arzu edilir. Bu bağlamda, cıvata olarak, dinamik yüklerin etkisine karşı arttırılmış dirence sahip termomekanik sertleştirme kullanılarak çelik St.3’ten yapılmış A500C sınıfı bir vida profili takviyesi kullanmak mümkündür. Ek olarak, vida bağlantılarının cıvata olarak aşağıdaki avantajları vardır: geniş bir trapez dişe sahiptirler,

Vida bağlantı parçalarının esasen uzun boylu bir vida saplaması olması nedeniyle, inşaatta kayışlar ve bağlar olarak çeşitli amaçlarla, özellikle onarım ve restorasyon işleri, tesisat ekipmanlarının sabitlenmesi, boru hatları ve kurulum ve bitirme için geçici iskele için kullanılabilirler. inşaat işleri.

Vida takviyesinin etkili bir şekilde kullanılmasının ayrı bir amacı, yer altı monolitik yapımında yaygın olarak kullanılan duvarları zemine sabitlemek için ankraj elemanları olarak kullanılmasıdır.

1.4 Halat elemanları ve binaların öngerilmeli zeminlerinde uygulamaları

Halat takviye elemanı (KAE), bir yağlayıcıda ve bir kasada (HDPE) halat takviyesinden (K-7) oluşur ve bobinler halinde ve neredeyse sınırsız uzunlukta tedarik edilir.

Halat takviye elemanları, konut yapımında ve geniş açıklıklı yapılarda 12-18 m’ye kadar artırılmış kolon eğimine sahip monolitik kirişsiz tavanların öngerilmesinde kullanılır.

Binaların yapısal şeması, inşaat koşullarında ön gerilmeli üst üste binmelerle monolitik betonarme betondan yapılmış çerçevesiz bir kiriş sistemidir.

Halat takviye elemanları, uzunlamasına ve enine yönlerde, kolon üzerindeki şeritlerde bükme elemanlarının diyagramı boyunca yer almaktadır.

Öngerilmeli tavanlara sahip çerçeve destekli monolitik bir çerçeve oluşturan benimsenen yapısal şema, binanın mekansal kararlılığını ve dış kuvvet etkilerinin algılanmasını sağlar ve ayrıca acil durumlarda aşamalı çökmeyi önlemek için olumlu bir andır.

Levha indirgemesinin düzlemsel gerilme durumu, levhanın sertliğini arttırır ve ayrıca levhanın delme için çalışma koşullarını iyileştirir.

Öngerilmeli levha elemanlarının hesaplamaları, çatlakların oluşmasına ve açılmasına izin verilmeyen birinci çatlak direnci kategorisine göre gerçekleştirilir, yani. elastik bir ortamda. Hesaplamalar, beton sıkıştırma derecesini, halat takviye elemanlarının geriliminden kaynaklanan direnç kuvvetlerini hesaba katar.

Öngerilmeli döşeme cihazındaki işlerin üretim teknolojisi aşağıdaki gibidir. Alt takviye ağı, kolonların eksenleri boyunca çerçeveler, ardından halat takviye elemanları ve daha sonra üst takviye ağı kalıba yerleştirilir. CAE, eğilme momentlerinin diyagramı boyunca katların bölümlerinde bulunur. Beton döküldükten ve transfer dayanımı kazandıktan sonra CAE gerilir ve çekme kuvveti betona aktarılır. Gergin haldeki CAE, ankraj manşonları yardımıyla tavanın çevresi boyunca sabitlenir.

CAE geriliminden önce geçici zemin desteklerinden çıkılarak, monolitik çerçeveli binaların inşası için mevcut teknolojiler kullanılarak sonraki katlar monte edilebilir.

Bu teknolojiyi kullanarak, NIIZhB’nin katılımıyla Moskova’da aşağıdaki nesneler inşa edildi: Yuzhny Butovo’da bir otopark, 25 katlı bir idari ve ofis binası, çok işlevli bir alışveriş ve eğlence kompleksi “Erivan-Plaza” ve St.Petersburg’da 13 katlı bir konut binası. Petersburg, Kolomna’da alışveriş ve eğlence kompleksi, Domodedovo’da üretim ve lojistik kompleksi, vb. (Şekil 14 ve Tablo 7a).

 

Şekil 14– Öngerilmeli halat takviyesi (NIIZhB yapısal sistem) kullanılarak çok işlevli bir alışveriş ve eğlence kompleksinin monolitik bir zemininin güçlendirilmesi, Kolomna

Tablo 7a

Geleneksel ve öngerilmeli bir sistemle 9 × 9 m açıklıkta çerçeve hücresinin malzeme tüketiminin, emek yoğunluğunun ve maliyetinin 1 m2 örtüşmesinin karşılaştırmalı değerlendirmesi

2 TEMEL HESAP GEREKSİNİMLERİ

Monolitik betonarme binaların yapısal elemanlarındaki donatı sayısı, SP 52-101-2003, SP 52-103-2007 ve STO 36554501’in talimatlarına uygun olarak birinci (taşıma kapasitesi açısından) ve ikinci (çatlak direnci ve deforme olabilirlik) sınırlayıcı durum gruplarının gerekliliklerinin yerine getirilmesi ile hesaplanarak belirlenir. 005-2006 (A500SP için) – SNiP 52-01-2003.

Donatının hesaplanması, bir bütün olarak binanın yapılarının sınırlayıcı durumlarına karşılık gelen çabalara ve her aşamadaki bireysel elemanlarına – imalat, nakliye, montaj ve işletme – göre yapılır. Tasarım şemaları, benimsenen tasarım çözümlerini karşılamalıdır.

Gelişmiş hesaplama yöntemlerinin varlığında yapılardaki çeşitli etkilerden kaynaklanan kuvvetler ve deformasyonlar, betonda ve donatıda olası çatlak oluşumu ve elastik olmayan deformasyonlar (fiziksel doğrusal olmama) ve ayrıca gerekirse yapıların yıkımdan önceki deforme durumu (geometrik doğrusal olmama) dikkate alınarak belirlenmelidir.

Standart yük ve çarpma değerleri, kombinasyon faktörleri, yük güvenlik faktörleri, amaçlanan amaç için güvenlik faktörleri ve yüklerin kalıcı ve geçici (uzun vadeli ve kısa vadeli) olarak alt bölümlere ayrılması, SNiP 2.01.07-85 * ‘e göre benimsenmiştir ve yüksek katlı binalar ve kompleksler için belirtilmiştir. 75 m (MDS 20-1.2006).

BİNALARI ARTAN ARIZALARA KARŞI KORUMAK İÇİN 3 GEREKLİLİK

Acil durumların bir sonucu olarak yük taşıyıcı yapıların yerel olarak tahrip edilmesi durumunda, monolitik betonarme binalar, ilerleyen çöküşten korunmalıdır.

Binanın aşamalı çökmeye karşı sağlamlığı hesaplanarak kontrol edilmeli ve nihai yüklerde destekleyici yapılardaki plastik deformasyonların gelişmesine katkıda bulunan yapıcı önlemlerle sağlanmalıdır.

Binanın stabilitesinin hesaplanması, en tehlikeli yerel yıkım şemasına sahip sabit ve uzun vadeli yükler dahil olmak üzere özel bir yük kombinasyonu için yapılmalıdır. Bu tür çerçeve yapılarda, yerel yıkım alanında bir (herhangi) katta bulunan bitişik duvar bölümleri ile sütunların (direkler) veya sütunların (direkler) yıkılması (kaldırılması) vardır  .

Kalıcı ve geçici yükler, bir yük kombinasyon faktörü ve bire eşit yük güvenlik faktörleri ile alınmalıdır. Yapılarda deformasyonların büyüklükleri ve çatlak açıklığının genişliği düzenlenmemiştir. Betonarme yapılar için mevcut tasarım standartlarına uygun olarak malzemelerin hesaplanan mukavemet ve deformasyon özellikleri standart değerlerine eşit olarak alınmaktadır.

Aşamalı çökmesi olan binaları hesaplamak için mekansal bir tasarım modeli kullanılmalıdır. Model, normal koşullar altında (dış duvarlar, balkonlar vb.) Yük taşımayan, aşamalı çökme durumunda acil durum yüklerini algılayabilen ve yapısal sistem elemanlarındaki kuvvetlerin yeniden dağılımına aktif olarak katılabilen unsurları hesaba katabilir.

Binanın hesaplamasının, hesaplamanın en yüksek güvenilirliğini sağlayan ve ek malzeme maliyetlerini azaltan, elemanların rijitlik özelliklerinin fiziksel ve geometrik doğrusal olmayışını hesaba katma imkânı sağlayan sertifikalı yazılım sistemleri kullanılarak yapılması tercih edilir.

Aşamalı çökme olan binaların tasarımına ilişkin yukarıdaki varsayımlar dikkate alındığında, bu varsayımların, belirli koşullar altında, malzeme tüketiminde (beton ve donatı) yokluğunda veya minimum artışta olumlu tasarım sonuçları sağlayabileceği varsayılmalıdır.

Monolitik betonarme yapıya sahip normal bir yapıya sahip çok katlı çerçeveli binaların kolon ızgaralarının genel boyutlarının kritik boyutlarını değerlendirmek için, bunların önerilen yönteme  göre aşamalı çökme için statik hesaplamalarının sonuçları kullanılabilir . Hesaplamalar Lira 9.2 yazılım paketinin yetenekleri kullanılarak yapıldı. Kabul edilen hesaplama sırası:

– Sınırlama durumunun 1. ve 2. grupları için tasarım yüklerine ve malzemelerin dirençlerine dayanan elastik bir formülasyondaki bir binanın statik hesaplanması. Malzemelerin sertlik özellikleri koşulludur, zeminler ve kolonlar için ayrı ayrı alınır;

– Statik hesaplama ile döşemelerin takviyesinin belirlenmesi, maksimum açıklık momentleri ile döşeme levhasının takviye bölgelerinin ve açıklığın düzeltilmesi ve yukarıdaki destek bölgelerinin tasarım takviyesini korurken, gerilmiş ve sıkıştırılmış bölgelerde sürekliliği ve simetrisi ilkesi;

– kabul edilen takviye dikkate alınarak malzemelerin sertlik özelliklerinde değişiklik yapılması;

– tasarım modelinin sonlu elemanlarının tipini geometrik ve fiziksel olarak doğrusal olmayana değiştirmek;

– SP 52-101-2003 uyarınca beton için üç hatlı deformasyon diyagramlarının ve donatı için iki hatlı bir diyagramın tanıtılması;

– Dinamik sertleştirme katsayıları (çalışma koşullarının katsayıları) ile çarpılarak artışları ile malzemelerin düzeltilmiş tasarım dirençlerinin tanıtılması;

– zemindeki yükü, bire eşit kombinasyon ve güvenilirlik katsayıları ile sabit ve uzun vadeli yük değerlerine düşürmek;

– alt katın bir sütununun kaldırılması ve binanın yinelemeli yöntemle yeni koşullarla yeniden hesaplanması;

– hesaplama sonuçlarının değerlendirilmesi.

Kolonlar, 400 × 400 mm kesit, 200 mm döşeme kalınlığı, A500 mukavemet sınıfı, B25 beton sınıfı takviye ile kabul edildi. Statik hesaplamalarda benimsenen tekdüze dağıtılmış yükün toplam değeri 1100 kgf / m2, ilave 1300 kgf / m2 şerit yükü idi.

Gerçekleştirilen hesaplamalarda benimsenen tipik yükleme şemaları ve sonuçları Tablo 8’de gösterilmektedir.

Tablo 8

Yükleme şemalarının bir grafik görüntüsü, Şek. on beş.

 

Şekil 15 – Yükleme tasarım şemaları

Zeminlerdeki çatlak açıklığının ana gerilimleri ve tasarım şemaları Şekil 16-18’de gösterilmektedir.

 

Şekil 16 – 3 katlı bir binanın birinci katının üst üste binmesinde çatlakların gelişimi için ana gerilmeler ve tasarım şemaları

 

Şekil 17 – 10 katlı bir binanın birinci katının üst üste binmesinde çatlakların gelişimi için ana gerilmeler ve tasarım şemaları

 

Şekil 18 – 30 katlı bir binanın birinci katının üst üste binmesinde çatlakların gelişimi için ana gerilmeler ve tasarım şemaları

Yapılan hesaplamalar sonucunda, aşamalı çöküşün ortadan kaldırılması dikkate alınarak tasarlanan, tasarım öncesi geliştirme aşamasında benimsenen çerçeve yapıların mekan planlama kararlarının etkinliğini ve ekonomik fizibilitesini değerlendirmede yol gösterici olabilecek veriler elde edildi.

verilen kolon ızgaralarının boyutlarının aşılması, binanın giderek artan çökme nedeniyle stabilite kaybı için koşullar yaratabilir. Aynı zamanda, çökmenin önlenmesi, beton ve donatı tüketiminde önemli bir artış ve yapıların ve bunların düğüm bağlantılarının güçlendirilmesi için tasarım çözümlerinin karmaşıklığını gerektirecektir.

Tasarım modelinin iyileştirilmesi, örneğin, 500 MPa’lık bir mukavemet sınıfına ait üç hatlı bir donatı diyagramı kullanılarak, plastiklik menteşelerinin açıklanması nedeniyle kuvvetlerin yeniden dağıtılması, genleşmenin döşemelerin taşıma kapasitesi üzerindeki etkisinin yanı sıra döşeme bölümünün yüksekliğindeki artış ve daha yüksek mukavemetli beton kullanımı,  verilen değerleri düzeltmeyi mümkün kılacaktır. sütun ızgarasının kritik boyutları yukarı.

Kolon ızgarasının kritik boyutları aşıldığında, statik bir hesaplamadan elde edilen bireysel yapı elemanlarındaki kuvvetler ile bu elemanlar tarafından algılanabilen nihai kuvvetler karşılaştırılarak binanın aşamalı çökmeye karşı stabilitesi kontrol edilir. Binanın aşamalı çökmeye karşı stabilitesi, herhangi bir eleman için F ≤ S koşulu karşılanırsa sağlanır , burada F ve S sırasıyla yapısal elemandaki kuvvet ve bunun tasarım taşıma kapasitesi, yukarıda verilen kılavuzlar dikkate alınarak bulunur.

Mukavemet gereklilikleri karşılanmayan yapılar, ek takviye veya elemanların kesitinde bir artış ile güçlendirilmelidir.

Bir çerçeve yapısının bir kolonunun imhası anlık (patlama) olabileceğinden, aşamalı yükleme için hesaplamadaki operasyonel statik yük dinamik bir yük olarak alınmalıdır  . Bu durumda yüklemenin dinamik doğası, yüke dinamik yanıt katsayısı tarafından dikkate alınır.

γ = qud / q 0, (1)

burada qud , kaldırılan sütun (pilon, duvar bölümü) ile zemindeki nihai yüktür;

q 0 – normatif sabit ve uzun vadeli geçici yük. İşten

(2)

burada Kpl , elemanın toplam sapmasının nihai elastiğe oranına eşit olan plastiklik katsayısıdır.

Dinamik faktörün iki tam ve eşit elastik sapmaya eşit olduğu formül (2) ‘den, sıkıştırılmış bölgenin bağıl yüksekliğinin eşitliği durumunda ξ = x / h 0, sınır değeri ξ R olması mümkündür .

Sıkıştırılmış bölgenin bağıl yüksekliği ξ = х / h 0≤0.25 ile plastisite katsayısı  ‘ deki formül ile belirlenebilir.

(3)

nerede ε bmd – sıkıştırılmış betonun kenar göreceli deformasyonları

(4)

ε buld – merkezi basınç altında betonun göreli deformasyonları, ε buld = 0.002;

ω d – sıkıştırılmış beton bölgesinin gerilme diyagramının bütünlük katsayısı,

ω d = 0,85-0,006 R bd , (5)

R bd – dinamik yükleme altındaki beton gerilmeleri;

Rbd = Rdn γ * bv ,

Rbn – beton basınç dayanımının standart değeri;

γ * bv – sıkıştırmada betonun dinamik güçlenme katsayısı.

Sıkıştırılmış bölgenin tasarım takviyeli betonarme elemanlar için γ * bv = l, l, tasarım takviyesiz γ * bv = 1,2

Es – takviye elastisite modülü,

Es = 2 105MPa;

Rsd – dinamik yükleme altında donatı çekme mukavemetinin hesaplanan değeri,

Rsd = γ * svRsn ,

Rsn – takviyenin standart çekme dayanımı değeri;

γ * sv – takviyenin dinamik gerilme mukavemeti katsayısı.

Rsd = 400 MPa ve Rsd = 500 MPa ile takviye için γ * sv = 1.1;

ξ d = х d / h 0 – dinamik yükleme altında beton sıkıştırılmış bölgesinin nispi yükseklik, gerilim için takviye dinamik direnci ile SNiPu göre tayin RSD , sıkıştırma RSCD ve beton RBD dinamik sertleştirme ve standart malzeme direnci katsayılarının şekilde hesaplanır:

Rscd = γ * scvRsc .

Rsn = 400 MPa, Rsc = 400 MPa ile güçlendirme için

γ * scv = 1.05

ile Rsn = 500 MPa, Rs = 450 MPa

γ * scv = 1.0.

Şekil 19, dinamik yük faktörü y’nin plastisite faktörü K pl ve ξ d’ye hesaplanan grafiksel bağımlılıklarını göstermektedir .

 

Şekil 19 – Dinamik yük faktörünün γ plastiklik faktörü K pl ve ξ d’ye bağımlılığı

Grafikler, 500 MPa mukavemet sınıfı ve farklı sınıflardaki betonların güçlendirilmesi için oluşturulmuştur.

Yukarıdaki şekilden, betonarme elemanların taşıma kapasitesini artırmak için donatıdaki bir artışın sıkıştırılmış bölgenin ξ d nispi yüksekliğinde bir artışa, K pl yapılarının plastik çalışmasında bir azalmaya neden olduğu ve aşamalı çökme için bina tasarımında kısa vadeli dinamik yükler altında betonarme hesaplama yöntemlerinin kullanılmasını gerektirdiği sonucuna varabiliriz . dinamik yük faktörünü dikkate alarak γ. Bu, ek malzeme maliyetlerine yol açacaktır. Aşamalı çökmeye karşı korumayı dikkate alarak, binaların betonarme bükme elemanlarının tasarlanması pratiğinde, condition d koşulu<0.25. Aşamalı çökme için hesaplanan bükülmüş bir elemanın en avantajlı takviyesi, ξ d <0.1 olduğunda, ancak bu durumda, formül ‘ e göre K pl değerinin mukavemetini kontrol ederken, formül (6) ile belirlenebilen maksimum izin verilen değerleri aşmamalıdır.

(6)

NIIZhB verilerine göre 0,975’ten (M-2S) daha yüksek bir olasılıkla sağlanan maksimum izin verilen tekdüze bağıl uzama nerede ,  = 0,05 alabiliriz

500 MP mukavemet sınıfının güçlendirilmesi için

 

Aşamalı çökmeli betonarme elemanların kesitlerinin hesaplanması, plastisite katsayısının izin verilen maksimum değeri  ve bu nedenle, yük γ için minimum olası dinamizm katsayısı formül (7) ve (8) ‘e göre yapılabilir. Burada sıkıştırılmış takviye iş ξmin başlangıcı dikkate alınmaz d sıkıştırılmış bölge yüksekliği X, 2’den daha az bir ‘ bir sıkıştırılmış bölge takviyesinin somut örtü’.

(7)

(sekiz)

Burada Çamur , eşdeğer statik yükten gelen momenttir. Çamur = γ M u , K pl = , γ≤1.1;

ξmin d – çekme donatısının izin verilen maksimum plastik deformasyonlarına karşılık gelen sıkıştırılmış beton bölgesinin minimum bağıl yüksekliği

(dokuz)

η, fiziksel veya koşullu akma dayanımı η≤σ b / σ t (0.2) üzerindeki gerilmelerde takviyenin çalışmasını hesaba katan bir katsayıdır ;

σ b ve σ t (0.2), GOST 5781-82, STO ASChM 7-93, TU 14-1-5526-2006’ya uygun olarak, takviye çeliğinin gerilimdeki nihai mukavemeti ve fiziksel veya koşullu akma mukavemetinin normalleştirilmiş değerleridir. Mukavemet sınıfı A500 (A500C, A500SP) η = 1.1, B500 η = l, 0 için takviye için.