Разумевање захтева за оптерећење за радионицу челичне конструкције
Кранови, машине и тешка опрема: статички, динамички и ударни оптерећења
Трговинске радње за челик се баве три различите категорије оптерећења: статичким, динамичким и ударом, од којих свака користи другачији систем темеља.
Статичка оптерећења обично укључују структуру радионице, трајно причвршћене машине и опрему, и опрему и залихе које се чувају у радионици. Статичка оптерећења захтевају да темељ има довољну чврстоћу компресије како би се избегло осађивање и одржала равномерна површина.
Покретање опреме у радионици, као што су надглавни кранови, виличници и конвејдери, ствара динамична оптерећења. За разлику од статичких оптерећења, динамичка оптерећења стварају циклусне напетости које могу изазвати умору у структурним везама и темељу. Динамичка оптерећења захтевају основне системе који имају довољну бочну крутост да издржавају вибрације и умору. Ово је још критичније у крановима где понављање оптерећења ствара неуспех умор.
Ударни оптерећења су обично висока, краткотрајна, и узрокована изненадним заустављањате кранови, падање алата, и изненадне таласе машине. Ова оптерећења захтевају основне системе дизајниране да издрже акутна оптерећења и дозвољавају апсорбовану енергију без узроковања неправилног усклађивања стубова.
Ова оптерећења се разматрају заједно и у комбинацији када се дизајнирају системи темеља. Коэффициенти оптерећења из АСЦЕ 7-22 се обично примењују, заједно са разматрањем безбедносних маржина. Точна проценка оптерећења је од кључне важности за дизајн темеља. Недостално дизајнирани системи стварају диференцијалне насеље које не усклађују железнице крана и угрожавају функцију врата и равнац подова радионице.
Процена типа темеља за апликације у радионицама челичне конструкције
Основе са плочама на низу: постизање јединствене подршке са високом капацитетом оптерећења
Основа плоча на низи је једна плоча армизованог бетона постављена директно на припремљену и компактну подплочу. Они су одлични за радионице постављене на стабилном и добро дренираном тлу са довољном носачкошћу (обично ≥ 150 кПа). Она ефикасно распоређује реакције колона, отиске опреме и живе оптерећења како би се смањио концентрисани стрес, а тако елиминисала потреба за изолованим темељима или дубоким темељима.
Данас су плоче напредније јер омогућавају уграђивање структурног појачања како би се олакшао дизајн интегрисаних оптерећења и обрасца, као што су пикови концентрисаних оптерећења са саобраћаја крановима или тешких складишта. Овај тип дизајна интегрише се са уграђеним монтажевима завезаних болтова за причвршћивање челичних стубова. За тешке радионице са пројектним живим оптерећењима од 510 кН/м2, плоча ојачана влакном дебелине 300450 мм, дизајнирана у складу са ACI 360R, може бити веома трошковано ефикасна и једноставна за изградњу. Многе предности укључују мање ископавања, мање грађевинских дана и очување подградних прибора.
С друге стране, темељ са плочама на реду није погодан за локације које укључују високо компресивно, веома експанзивно или подложно мразу тло. Круљање, пукотине и губитак везе са челичним оквиром могу се ефикасно контролисати путем решења за контролу влаге као што су бариера за паре, дренажа периметра и подбазно класификовање.
Основе за куповину и пловила: Проектирање за слабе или променљиве тла за локације радионица за челичне конструкције
У условима испод површине где се нађете високо компресибилни, високо експанзивни и замрзнути земљишта, заједно са лабавим песцима и материјалима за попуњавање променљивог слоја, плитки темељи доводе до диференцијалног осађивања или прекомерног осађивања структуре. У таквим ситуацијама, темељи за куповину и темељи за пловидбе (мат) су прикладна решења.
Пилснаводени префалд бетон, бушење ливено на месту, или микропилесноси оптерећење колона и опреме кроз слабе површинске слојеве до компетентних носачких слојева (густ песк или основа). Они посебно добро раде за колоне које подржавају кран, где су тачни оптерећења већа од 1.000 кН, и где је бочна стабилност забринутост због ветра или сеизмичких оптерећења. Групе купа помажу у контроли преноса вибрација узрокованих ротирајућим машинама.
Насупрот томе, темељ плита је крута, задебљена плоча (обично 6001,200 мм) која распоређује укупни оптерећење радионице на великој површини и плава на компресибилном тлу. Ублажавањем расподеле притиска, темељи пловила помажу у смањењу диференцијалног насељавања (идеално за умерену варијабилност терена и високо ниво подземних вода). Пловци су ефикасни када приступ системима на коловима није могућ или када опрема захтева специфична допуштања преко равномерно круте плоче подова.
Не постоје прописно решења дилеме у вези са коловима и пловима. Избор се врши на основу геотехничког истраживања и структурне расподеле оптерећења. Потребе изградње и трошкови животног циклуса су такође елементи избора, али мање важни. Да би се сваки избор правилно урадио, био је од виталног значаја геотехнички извештај са дневницима бушења, СПТ/ЦПТ и лабораторијским тестовима. Системи треба да буду дизајнирани за вертикална, латерална и превртања комбинованих оптерећења, а ефекти треба да се размотри у активној сеизмичкој регији.
Укључивање геотехничких података у дизајн темеља челичне конструкције
Кључни показатељи од испитивања тла до избора темеља
Основе су увек најбоље када су дизајниране са геотехничке перспективе. За челичну радионицу, неопходно је сакупити податке специфичне за локацију у тлу. Проектирање засновано на регионалним подацима ствара неподношљив ризик.
Најважнији параметри укључују:
Дозвољена ношење земљишта, израчунавана на основу SPT (N-вредност) или CPT (qc) са провером на терену кроз тестове оптерећења плоча.
Компресибилност тла и модул реакције субграда (ks) који се користе у анализи осадања и флектуралне анализе плоча.
Флуктуација подземних вода и сезонске промене које се користе у анализи дренаже, пловимости и хидроизолације.
Раширење и рушење тла, посебно са глини и другим попуњавањем, и утицај на структуре.
Клас сеизмичког места (ИБЦ/АСЦЕ 7) одређује дугактилност, закотвовање и флексибилност темеља.
Ове вредности директно утичу на пут оптерећења. Са Н60 < 5 у горњим 3 м и високо пластичном глини, препоручује се пиле. У супротном, ако је N60 > 15 и ниска компресибилност, препоручује се поједностављена плоча на степену са густијим секцијом испод греда крана.
Кључни део овог процеса је рано интегрисање структурног и геотехничког инжењерства. Пре него што се дизајнира темељ, одређују се величина стубова, типови веза и комбинације оптерећења. Овај процес спречава потребу за редизајном оквира и темеља и неадекватне услуге (подњакавање подова или неправилно изређене шине).
Уз комбиновано знање о условима испод површине, свака успешна тешка радионица почиње изградњу са поверењем и завршава се без компромиса.
Često postavljana pitanja
Шта су статичка, динамичка и ударна оптерећења у радњама за челичне конструкције?
Статичка оптерећења су тежина конструкције и опреме. Динамичка оптерећења су кретање опреме (оптерећења крана и вилице). Ударна оптерећења су оптерећења када комад опреме падне или скочи (као што је од машине која почиње).
Шта је темељ плоча на степену?
Основа плоча на степену састоји се од плоче из армираног бетона која се налази на компресираном тлу. Они су добри за радионицу на стабилном тлу јер равномерно распоређују оптерећење и економични су.
Када су неопходне темеље за куповину или пловидбу?
Основе на куповима су потребне када је тло сувише слабо да би подржало структуру и оптерећења морају бити пренета на дубљи, стабилнији слој тла. Напротив, рафт темељи се користе у врсти тла где се јавља консолидација, како би се смањило насељавање на слабијем тлу.
Зашто су геотехнички подаци важни у пројектовању темеља?
Геотехнички подаци помажу у пројектовању темеља анализирајући специфичне услове локације, тако да дизајнер зна ношење земљишта, колико је компресивно тло, локацију / основу подземне воде и сеизмичку класификацију локације.
Како статичко и динамичко оптерећење другачије утичу на дизајн темеља?
Статичка и динамичка оптерећења захтевају веома различите приступе пројектовању темеља. Статичка оптерећења захтевају да се структура изгради са равномерним отпорности компресије тла како би се избегло осађивање, док динамичка оптерећења захтевају да се структура изгради са елементима дизајнираним да издржавају циклусни стрес оптерећења, као и да се од тла који се не