Kèo thép vượt nhịp lớn

Kèo thép vượt nhịp lớn

Bài viết giới thiệu các loại kèo thép đáp ứng nhu cầu vượt nhịp lớn, từ 12m trở lên thậm chí có thể có loại kèo vượt nhịp đến 20m.
400px Hayes Garden Centre
400px Hayes Garden Centre

Nói chung nhịp dài dẫn đến, không gian nội bộ linh hoạt cột miễn, giảm chi phí nền móng, và làm giảm thép cương cứng lần. Đây loạt các lợi ích có nghĩa là họ thường được tìm thấy một loạt các loại nhà. Những lợi thế và bất lợi của mỗi giải pháp cá nhân cụ thể được tóm tắt dưới đây, để một nhà thiết kế có thể đánh giá những lợi ích được cung cấp bởi một giải pháp cụ thể liên quan đến trình điều khiển cho một dự án, để xác định phù hợp và nhất hiệu quả chi phí giải pháp.

400px Hayes Garden Centre

Thiết kế dầm nhịp lớn

Việc sử dụng các chùm khoảng kết quả lâu dài trong một loạt các lợi ích , bao gồm, không gian linh hoạt cột miễn phí nội bộ, giảm chi phí nền móng, và giảm thép cương cứng lần. Nhiều giải pháp khoảng thời gian dài cũng đang thích nghi với điều kiện cho việc tích hợp các dịch vụ mà không làm tăng độ sâu tầng tổng thể.

Các thiết kế của thép khoảng thời gian dài và (thép-bê tông) dầm hỗn hợp thường được thực hiện theo BS 5950, BS EN 1993 hoặc BS EN 1994. Đối với một số loại chùm hướng dẫn hệ thống hóa này được bổ sung bởi hướng dẫn thiết kế cụ thể, chẳng hạn như trên thiết kế của dầm với lỗ web lớn (xem SCI P355 ), hoặc các thông tin của nhà sản xuất. Hướng dẫn cụ thể như vậy thông thường dựa vào thử nghiệm rộng rãi của một sản phẩm nhất định, và thường được trình bày dưới dạng các phần mềm thiết kế.

Các phương án dầm nhịp lớn

Các giải pháp được mô tả dưới đây được thể hiện trong thứ tự tăng dần khả năng kéo dài, có một số chồng chéo giữa các tùy chọn. Mục đích là để trình bày một loạt các giải pháp. Bởi đến nay những loại phổ biến nhất của chùm tia sử dụng ngày nay là dầm tấm , và dầm với lỗ web (dù là tế bào , chế tạo, hoặc cuộn phần). Nhiều người trong số họ khai thác các lợi ích của việc xây dựng tổng hợp , trong đó cung cấp sức mạnh đáng kể và độ cứng tăng lên theo một thay thế thép trần.

Parallel beam approach

Phương pháp chùm tia song song là có hiệu quả cho các nhịp lên đến khoảng 14 m. Lưới sàn gồm hai lớp dầm hoàn toàn liên tục chạy theo hướng trực giao. Dịch vụ đang chạy trong hai hướng có thể được tích hợp trong hai lớp, để các dịch vụ đi theo hướng nào có thể được cung cấp trong chiều sâu tầng cấu trúc. Một lợi ích nữa là, là hoàn toàn liên tục, độ sâu của các dầm mình được giảm mà không phát sinh chi phí và sự phức tạp của cứng nhắc, kết nối đầy đủ sức mạnh .

Các con số trên bên trái cho thấy một tầng hỗn hợp sử dụng phương pháp chùm tia song song. Hướng dẫn cụ thể về thiết kế của hình thức xây dựng được đưa ra trong SCI P074 . Điều này được dựa trên BS 5950 [1] nhưng những nguyên tắc có thể được bình đẳng áp dụng cho một thiết kế Eurocode.

300px Fig 1 Parallel beam approach

Dầm Composite khoét lỗ

Mở web thường được hình thành trong dầm để cho phép các dịch vụ để vượt qua thông qua các chùm tia. Điều này cho phép các đới cấu trúc và dịch vụ để chiếm một không gian, do đó làm giảm độ sâu nói chung hiệu quả của sàn xây dựng cho một khả năng spanning nhất định. Lỗ cũng có thể được hình thành vì lý do thẩm mỹ, ví dụ với dầm khum sử dụng để hỗ trợ một mái nhà. Dầm composite với lỗ web đã được chứng minh là một giải pháp hiệu quả cho các nhịp trong khoảng 10-16 m.

380px Economic composite cellular beams

Chùm composite với lỗ web cứng 
(Hình ảnh lịch sự của FABSEC Ltd)

Một loại đặc biệt của chùm hợp với lỗ web là cái gọi là chùm tế bào , được hình thành một cách cụ thể và do đó mô tả riêng biệt dưới đây . Các cách khác để tạo thành các lỗ web chỉ đơn giản là để cắt thành tấm dùng để tạo các trang web của một dầm tấm , hoặc trang web của một phần cán . Các giải pháp thích hợp nhất để áp dụng tùy thuộc vào kích thước, hình dạng và tính quy luật của các lỗ, hoặc trình điều khiển thương mại hơn như phương pháp được sử dụng bởi một nhà cung cấp ưa thích. Dầm với lỗ web hiện tại không có nhược điểm về cương cứng và quen thuộc như họ đang có nhiều giống như một chùm web rắn 'chuẩn'.

380px C10fig1

Phương thức thất bại ở lỗ gần nhau lớn

Các thiết kế của dầm với lỗ web phải công nhận một thực tế rằng các lỗ giới thiệu một số chế độ thất bại tiềm năng không tìm thấy trong chùm web rắn. Khoảng hở chùm cư xử như một dầm Vierendeel, và sau web oằn có thể chi phối thiết kế (các bài web là phần của web được tìm thấy giữa hai lỗ liền kề, như thể hiện trong hình bên dưới). lỗ lớn có thể yêu cầu làm cứng để tránh bất ổn (oằn) của bài viết web.

Cellular dầm hợp

Dầm Cellular là một dạng chùm với nhiều thường xuyên mở web , hình thành bằng cách tách hai phần cuộn theo chiều dọc, để tạo thành hai phần Tee. Hai Tees, mà có thể không đến từ phần cùng nhà tài trợ (như được thảo luận dưới đây) sau đó được hàn lại với nhau để tạo thành một I-phần với lỗ web mà có một hình dạng đặc trưng (bình thường, nhưng không nhất thiết, tròn). Quá trình sử dụng để hình thành các chùm tế bào cho phép nửa dưới của dầm chính thức được hình thành từ một phần tài trợ nặng hơn so với nửa đầu - nói cách khác các mặt bích dưới cùng có thể được lớn hơn so với mặt bích đầu đáng kể. Điều này có ý nghĩa khi, như thường là trường hợp, các chùm tia phải hành động compositely và do đó một mặt bích bê tông hiệu quả thay thế các mặt bích thép trên trong trạng thái cuối cùng (mặt bích thép trên chỉ cần đủ lớn để đáp ứng nhu cầu xây dựng và phục vụ như một nền tảng cho các đinh dạng).

BS EN 1994 cung cấp quy tắc thiết kế để che dầm với một sự bất đối xứng (diện tích của mặt bích thép dưới chia cho rằng các mặt bích trên) lên đến ba. Các tính bất đối xứng các lựa chọn hợp lý hơn các yêu cầu cao hơn mức độ tối thiểu của liên kết chịu cắt , mà phải quan sát để ngăn chặn trượt quá mức giữa thép và các yếu tố cụ thể.

Mặc dù dầm di động có khe hở thường xuyên một số có thể được infilled, và / hoặc làm cứng thêm để chứa các tính năng địa phương như dầm đến hoặc tải điểm nặng. Đôi (hình bầu dục) lỗ cũng có thể được bao gồm để tạo thuận lợi cho việc thông qua các ống dẫn dịch vụ lớn hơn.Hướng dẫn chuyên dụng thiết kế (SCI P355 ) và các phần mềm có sẵn từ các nhà sản xuất chuyên gia, dựa trên các chương trình thử nghiệm rộng lớn mà tôi đã bao gồm thử lửa . Hình ảnh dưới đây cho thấy một chùm tế bào, với lỗ thường xuyên tròn web, và các dịch vụ chia sẻ một vùng sàn chung.

300px Fig 3 Cellular beams and services
Cellular beams and services

Tapered girders (dầm thon)

Dầm nhọn có thể là một giải pháp hiệu quả chi phí trong phạm vi khoảng 10 m đến 20 m. Họ cũng là một giải pháp cho phép các dịch vụ được cung cấp chỗ ở trong khu vực tầng cấu trúc. Độ sâu của tăng dầm theo hướng giữa nhịp, nơi những khoảnh khắc áp dụng là lớn nhất, và tạo điều kiện cho các dịch vụ treo dưới vùng nước nông gần hỗ trợ chùm. Nó cũng có thể tạo thành lỗ web trong dầm nhọn trong vùng lực cắt thấp, hướng tới giữa nhịp. Những cung cấp nhiều lựa chọn hơn cho dịch vụ tích hợp .

Hướng dẫn thiết kế chi tiết có trong SCI P059 . Mặc dù điều này là dựa trên thiết kế để BS 5950 [1] , các nguyên tắc đều dễ dàng được chuyển nhượng cho một cách tiếp cận dựa Eurocode.

300px Tapered FABSEC girder
Tapered cellular girder
(Image courtesy of FABSEC Ltd.)

Stub girders

Dầm còn sơ khai là một dạng Vierendeel giàn, một lai khá kỳ lạ có thể được coi như là đang nằm đâu đó giữa một web rắn I-phần và một giàn.Các cánh dưới thường được hình thành từ một nông phần mở (UKC), trên đó ngồi độ dài ngắn (cuống) của sâu I-phần (UKB). Các hợp âm đầu, ít nhất là trong giai đoạn cuối, được hình thành bởi các tấm ghép , và nằm trong đó một trong những nhược điểm của phương án này - cho đến khi hành động hỗn hợp với bê tông cứng đạt được các chùm tia có thể cần phải tạm thời hỗ trợ / kiềm chế. Một phần Tee ngược có thể được dùng để thực hiện các chức năng của một hợp âm đầu trong cương cứng. Tương tác composite đạt được bằng cách hàn đinh cắt để đầu khai UKB. Số lượng các yếu tố / bề mặt liên kết với một dầm còn sơ khai có thể làm tăng chi phí bảo vệ lửa so với các giải pháp đơn giản hơn.

Một lợi thế lớn của tùy chọn này là nhịp vượt quá 20 m có thể đạt được về kinh tế. Dịch vụ và / hoặc chùm thứ có thể đi qua các khoảng trống giữa các cuống chùm, giảm độ sâu xây dựng tổng thể. Các con số trên bên phải cho thấy vẫn còn sơ khai dầm hợp hỗ trợ một chùm tia thứ cấp, đó là lần lượt hỗ trợ một tấm hỗn hợp .

300px Fig 5 Composite stub girders
Composite stub girders

Haunched dầm hợp

Hai chân có thể được thêm vào đầu của một chùm hợp để cung cấp thời gian liên tục. Độ cứng và sức mạnh của các kết nối có nghĩa là phần còn lại của nhịp có thể nông hơn (biểu đồ mô men uốn được 'nâng' và độ cứng hiệu quả của chùm tia tăng lên đáng kể), và các dịch vụ thông qua dưới nó. Trong các tòa nhà nơi các dịch vụ có khả năng cần thường xuyên thay thế (ví dụ như trong bệnh viện ), treo các dịch vụ dưới dầm chứ không phải cho chúng đi qua các lỗ hổng trong mạng nhện, hoặc thông qua một giàn , có thể được thuận lợi. Nhịp vượt quá 20 m có thể dễ dàng đạt được.

Hướng dẫn thiết kế chi tiết có trong SCI P060 . Mặc dù điều này là dựa trên thiết kế để BS 5950 , các nguyên tắc đều dễ dàng được chuyển nhượng cho một cách tiếp cận dựa Eurocode.

Giàn composite

Giàn Composite, trong đó sử dụng các tấm bê tông như các hợp âm trên trong trạng thái cuối cùng, có thể đạt được nhịp vượt quá 20 m. Điều này có nghĩa là họ đã được sử dụng khi rất dài khả năng mở rộng là cần thiết. Những khó khăn chính là rằng trong giai đoạn xây dựng các giàn có thể được khá linh hoạt (theo hướng cạnh), và rằng trong trạng thái cuối cùng các chi phí phòng cháy chữa cháy có thể được cao số lượng lớn các bề mặt để bảo vệ. Rõ ràng một trong những giá phải trả cho khả năng mở rộng là chế tạo chi phí cao hơn so với một chùm đồng bằng. Dịch vụ có thể được truyền qua các khoảng trống giữa các thành viên giàn để giảm độ sâu tầng tổng thể.

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết
Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây