Боковая стабильность для конструкций
Керамические материалы по своей природе имеют высокую прочность на сжатие, жесткость, жесткость и низкую электрическую и теплопроводность. Эти свойства делают их полезными строительными материалами, однако керамика также очень хрупкая, а это означает, что они имеют низкую прочность на разрыв по сравнению с другими материалами, такими как сталь.
Мало того, что кладка слаба в напряжении, но в результате традиционных методов строительства есть также области слабости внутри каменных конструкций. Это связано с тем, что кирпичи или блоки закладываются в курсы и закладываются в ступке. Раствор образует суставы между отдельными глинистыми или бетонными блоками каменной кладки, как по горизонтали, так и по вертикали, при которых присущи структурные недостатки. Именно в этих точках, когда стеновые панели, колонны и причалы, скорее всего, потерпят неудачу в результате боковой нагрузки. Самые слабые соединения в кладке стены из кирпичной кладки находятся на горизонтальных «стыках с костями» с повышенной прочностью, перпендикулярной стыкам ложа, обеспечиваемой сдвиговыми эффектами «манипуляции» (перекрытия) блоков каменной кладки на чередующихся слоях.
Для плит или стен, выполненных из изотропных материалов (т. Е. Материалов, свойства которых не отклоняются в зависимости от ориентации) и поддерживаемых с четырех сторон, типично, что материал будет «охватывать» кратчайшее расстояние. Это означает, что большая часть сил будет размещаться на плите или стене в ориентации относительно кратчайшего расстояния между опорами. Стены для кирпичной кладки не отличаются друг от друга, поскольку они изотропны в смысле их жесткости, и, как железобетонная напольная плита, вертикальная кладка настенных панелей также требует поддержки (в результате наложенной на нее боковой нагрузки), которая обычно в силу давления ветра). Таким образом, стеновая панель, выполненная как часть типичного жилища, обычно имеет вертикальное положение - между основанием и поддерживаемым полом или крышей.
Недостаток стеновых панелей, расположенных вертикально, заключается в том, что при воздействии поперечных ветровых давлений результирующий изгиб панели подвергает суставы слота силам растяжения - и, как объяснялось ранее, это самые слабые точки на стене из кладки. Поэтому, чтобы усилить стеновые панели, которые в противном случае будут располагаться вертикально, необходимо установить подпорные стенки «сдвига». Это гарантирует, что по меньшей мере часть панели простирается горизонтально и что напряжение на стеновой панели переносится сдвиговыми эффектами, возникающими в результате ввода блоков каменной кладки в вертикальном направлении. Эти опорные опоры могут быть предусмотрены с помощью подходящих конструкционных возвратов кладки или других стальных каркасных конструкций.
В Великобритании, строительные нормы и правила Утверждена Документ A для структур описывает предельные размеры для buttressing кладки стены или пирса. BS5628 часть 1 (код практики для структурного использования неармированной кладки) указывает, что ни одна боковая стойкая к стенке панель не должна иметь размеры (определяемые опорными позициями), более чем в 50 раз превышающие ее эффективную толщину, которая для стенки полости состоящий из двух 100-миллиметровых листьев кирпичной кладки, составляет 6,65 м. Преемник BS5628, Eurocode 6, предусматривает предельные размеры стеновых панелей, относящиеся к расстояниям и толщинам пролета, хотя он утверждает, что эти размеры предназначены для обеспечения достаточной работоспособности (так что отделки не ухудшаются), а не предельных пределов допустимой нагрузки до отказ.
Итак, почему важно обеспечить, чтобы стены кладки были надлежащим образом поддержаны против боковых нагрузок? Ну, есть два ответа на этот вопрос: один из них является работоспособным, а один из них имеет максимальную структурную емкость перед сбоем.
Ясно, что мы не хотим, чтобы наша стена падала в результате ветровой нагрузки, поэтому здесь есть явный стимул, чтобы стенная панель была достаточно сильной, чтобы она не рухнула, а как насчет удобства? Что нас беспокоит? Конечно, если стена не подведет, вам не о чем беспокоиться? .. Ну, это зависит от вашего отношения к строительству.
Вы, наверное, раньше не замечали, но если вы внимательно посмотрите на стеновые панели на многих старых зданиях, вы нередко увидите «поклонение» или изгиб стеновой панели по вертикали. Это эффект стеновой панели, которая неадекватно спроектирована для удобства обслуживания. Стеновая панель согнута со временем из-за недостаточной боковой поддержки, вызванной дефектами, такими как плохая привязка и недостаточная переносимость нагрузки на уровне пола, в сочетании с прогрессирующими эффектами ползучести из-за поглощения влаги, морозостойкости и теплового расширения и сжатия. Подобная стенная панель будет отображаться не только в структурных обследованиях, которые отражают значение свойства, но могут со временем привести к обрушению стеновой панели.
Как можно устранить эти проблемы или, что еще лучше, предотвратить? .. Чтобы знать это, нам нужно знать, почему они происходят. Существует ряд причин, по которым происходят подобные вещи. Часто это происходит из-за недостаточной сдерживающей стяжки стены на пол или потолок из-за недостаточного обеспечения полового связывания или просто того, что пол не может выступать в качестве горизонтальной опоры, передавая боковые силы от стеновой панели обратно на стенки сдвига в недвижимость. Первые проблемы могут быть решены в некоторых случаях путем привязки ретроспективно. Последний вопрос - это то, где вещи становятся более сложными.
Для того, чтобы пол мог переносить боковые силы, он должен быть достаточно жестким, чтобы он работал как диафрагма - передавая силы от панели боковой стенки обратно к другим возвратам каменной кладки. Другими словами, панель пола должна быть жесткой, и в здании также должны быть достаточные обратные стены. Именно здесь вступает в действие темное искусство инженерного суждения о боковой стабильности. В случае недостаточной отдачи в собственности возможно, что может быть большой структурный сбой, поэтому мы должны быть очень осторожны в отношении этих вещей.
Если вы планируете удалить значительную стеновую панель из свойства, чтобы создать большое открытое пространство, или вы строите структуру каменной кладки с очень небольшими стенами из кирпичной кладки, будьте готовы либо изменить свой макет, чтобы была достаточная кладка, либо иначе подготовлена для установки поперечной стальной рамы, несущей нагрузку. Выбор этих вариантов сводится к тому, насколько вы готовы платить за дизайнерские сборы, потому что структура кладки обычно требует гораздо меньшего конструктивного вклада со стороны инженера-строителя, чем стальной структуры.
