Сборный железобетон является альтернативой монолитный конкретный. В то время как монолитный бетон заливается на его фактическом месте, сборный железобетон заливается в другом месте, либо на строительной площадке, либо на заводе, а затем поднимается в место окончательного упокоения и надежно фиксируется. Это означает, что в отличие от монолитной конструкции, которая является монолитной или непрерывной, здания из сборного железобетона состоят из отдельных частей, которые скрепляются болтами или соединяются друг с другом.
преимущества сборного строительства
Предварительное литье отлично подходит для производства большого количества идентичных компонентов. Допустим, мы строим проект доступного жилья на 3,000 одинаковых квартир. Затем мы могли бы использовать сборные железобетонные изделия для изготовления стеновых плит и плит перекрытий для всех квартир, а затем поднять их на место и соединить.
- Строительство ведется на земле, а не на высоте.
- Это можно сделать внутри конструкции с климат-контролем, устраняя проблемы дождя, пыли, холода или жары.
- Специализированная опалубка (формы) может быть построена для многократного повторения одного и того же компонента.
- Для изготовления, перемещения и заливки жидкого бетона можно использовать специальное оборудование.
- Отверждение бетона можно проводить в контролируемой среде.
Поскольку компоненты можно сделать заранее, строительство может быть очень быстро. При монолитном строительстве инженеры должны создавать каждый набор компонентов после завершения предыдущего набора, что требует времени, поскольку бетону обычно требуется 28 дней, чтобы достичь своей полной прочности.
недостатки сборного железобетона
- Поскольку каждая деталь изготавливается отдельно, структурный каркас или система не является монолитной или непрерывной, как обычная бетонная конструкция. Стыки между частями создают структурную неоднородность. Силы здания будут проходить через эти соединения, поэтому они должны быть спроектированы таким образом, чтобы безопасно и правильно передавать эти силы. Обратите внимание, что сборный железобетон можно использовать и для ненесущих элементов.
- Опять же, поскольку здание состоит из отдельных компонентов, стыки между соседними элементами должны быть герметизированы специальными герметиками, чтобы сделать их водонепроницаемыми.
- Каждый сборный компонент обычно большой и тяжелый. Это означает, что для подъема их на место требуются краны; эти краны должны работать по всему объему здания. Поскольку на площадке будет всего несколько кранов, время, необходимое кранам для подъема детали и перемещения ее в конечное положение, становится критически важным при определении графика строительства.
как и где используется сборный железобетон
- для изготовления балок, колонн, плит перекрытий, фундаментов и других элементов конструкций зданий
- для изготовления стеновых или облицовочных панелей для зданий
- , чтобы сборный предварительно напряженный элементы для зданий (см. ниже)
- для изготовления компонентов для инфраструктурных проектов: такие элементы, как пролеты мостов или виадуки линий метро, часто изготавливаются на литейном дворе.
- производить продукцию для продажи: сборные резервуары для воды, септики, дренажные камеры, железнодорожные шпалы, балки перекрытий, ограждающие стены, водопроводные трубы все в наличии
- Поскольку ему можно придать любую форму, его также можно использовать для создания уникальных необычных форм, таких как лодки, скульптуры и тому подобное.
сайт против заводского сборного железобетона
Предварительное литье можно производить на литейном дворе, на площадке или рядом с ней или на заводе. Ключевым аспектом при определении того, следует ли использовать сборный железобетон на месте или на заводе, являются транспортные расходы. Заводская работа предлагает превосходное качество по понятным причинам, поэтому, если поблизости есть фабрика, имеет смысл использовать ее.
- хранение сырья, такого как цемент, заполнитель, песок, добавки, вода, арматура и стальные или фанерные листы для опалубки
- участок изготовления и обслуживания опалубки
- бетонный завод
- стальной арматурный двор для изготовления арматурных каркасов, которые будут помещены в бетон
- место для кастинга
- зона отверждения
- площадка для укладки готовых компонентов
соединение сборных железобетонных элементов
Сборные железобетонные элементы можно соединить несколькими способами:
1. Их можно скрепить болтами. Для этого стальные соединители заделываются в бетон во время заливки. Это нужно делать с большой точностью.
2. Их можно залить раствором или забетонировать вместе. В этом методе петли стальной арматуры остаются выступающими из сборных железобетонных элементов. Два элемента устанавливаются на место, и между петлями продевается арматура. Затем вокруг этой арматуры заливают свежий бетон в оставленном для этой цели пространстве.
Сравнительное исследование сейсмических характеристик монолитной сборной железобетонной конструкции и монолитной конструкции
Мы сомневаемся, что монолитная сборная железобетонная конструкция может быть спроектирована как монолитная конструкция в районе высокой сейсмической активности. Чтобы решить эту загадку, были разработаны и испытаны на вибростенде модель монолитной сборной железобетонной конструкции в масштабе 1/5 и модель монолитной конструкции. Сравнительный анализ между ними был сделан, чтобы лучше понять их сейсмическое поведение. Основываясь на результатах эксперимента, картина и механизм отказа были другими, которые представляли собой сосредоточенное повреждение в соединительной балке, а затем распространялось на стены сдвига CIPS, а слабые соединения представляли собой трещины между сборными элементами помимо повреждения соединительной балки MPCS. Собственная частота МПСС имела типичный для слабости связей признак, который изначально был больше, чем у КИПС, и быстро снижался после первых волн с ПГА 0.035g. Факторы усиления ускорения представлены трендом изменения при различных волнах землетрясений. Распределение сейсмического отклика представляло собой линейность по высоте моделей на пластической стадии и переходило в нелинейность позже при сильных повреждениях. В целом MPCS и CIPS имели схожие сейсмические отклики, за исключением типичных характеристик. И было доказано, что они обладают лучшими сейсмическими характеристиками и не разрушаются под воздействием волн землетрясения высокой интенсивности.
1. Введение
Сборная железобетонная конструкция построена из сборных элементов, изготовленных на заводе, которые обычно используются для жилых домов, промышленных зданий и общественных зданий, таких как квартиры, парковки и стадионы. Он обладает качественными сборными элементами: скоростью возведения и свободой архитектурной формы элементов. Однако целостность и надежность соединений между сборными элементами имеют важное значение для глобальной конструкции, особенно при сейсмических воздействиях. Как известно, конструкция жесткой стены является эффективной системой бокового сопротивления высотных жилых зданий [1, 2] в сейсмостойком районе.
Сборные элементы стены жесткости по высоте этажа соединены в систему поперечного сопротивления. Для того, чтобы сохранить надежность горизонтального соединения, используются различные способы соединения продольной арматуры, такие как заливная втулка, предварительное натяжение и стыковые втулки [3–7]. Далее были испытаны изолированные стенки с различными горизонтальными соединениями с учетом контактной поверхности и упомянутого соединения продольной арматуры [8–10]. Вертикальная связь, расположенная между сборными элементами этажа, была исследована Vaghei et al. [11]. В настоящее время усовершенствованная цементная втулка является эффективным соединением продольной арматуры, а монолитная вертикальная связь между сборными элементами этажа проводится для повышения их цельности. А именно, вертикальным соединением являются краевые элементы жесткой стены монолитной конструкции.
Свойства преобладающих соединений сборных элементов и конструкции в целом были проведены с помощью псевдостатических испытаний и псевдодинамических испытаний [12–15], при этом испытания не учитывали влияние продолжительности сейсмических волн. Один из видов сборных стеновых конструкций – крупнопанельное сборное железобетонное здание с тремя простыми стенами с одним пролетом – был испытан Оливой и др. [16], а трехэтажная модель была протестирована Lee et al. [3]. А сейсмические свойства сборной конструкции в масштабе 17/1 с резиновыми опорами с высоким демпфированием изучались Wang et al. [4]. Тем не менее, в некоторых отчетах об исследованиях было обнаружено, что сборная конструкция не обладала отличными сейсмическими характеристиками во время предыдущего землетрясения из-за разрушения сварных и плохо сконструированных соединений [18, 19]. Очевидно, необходимы дальнейшие экспериментальные исследования, чтобы восполнить пробел в знаниях о сейсмическом поведении сборных железобетонных конструкций. И крупномасштабное испытание на вибростенде является надежным методом исследования динамической сейсмической реакции сборной железобетонной конструкции.
В данной статье представлена сравнительная программа испытаний на вибростенде, реализованная на двух моделях в масштабе 1:5 12-этажной конструкции жесткой стены, чтобы понять динамическую сейсмическую реакцию сборной железобетонной конструкции. Один представляет собой монолитную конструкцию (CIPS), а другой представляет собой монолитную сборную железобетонную конструкцию (MPCS). Прототип конструкции был спроектирован в двух пролетах и двух пролетах в соответствии с положениями свода правил [21], а расщепление конструкции МПСУ – согласно своду правил [22] и листам конструкторских чертежей [23]. По результатам тестирования динамические характеристики двух моделей, такие как частота, коэффициент демпфирования и форма моды, оцениваются с помощью теста белого шума. Для сравнения, будут тщательно изучены, проанализированы и обсуждены характер и механизм разрушения, реакция на сейсмическую силу, сдвиг этажа, смещение этажа и дрейф между этажами. Наконец, будет раскрыто всестороннее понимание сейсмических характеристик MPCS и CIPS, особенно реакции MPCS на землетрясения в целом.
2. Экспериментальная программа
2.1. Дизайн модели
2.1.1. Отношения подобия
В качестве рабочих параметров вибростенда и условий подъема в лаборатории при испытании вибростенда применялась масштабированная модель. Структура прототипа была разработана с соблюдением положений китайского кодекса [21]. А уменьшенный масштаб для моделей был установлен из теоремы Букингема о Пи [24]. Аналогичные константы геометрии, напряжения и ускорения были впервые определены как 0.2, 0.2 и 1 соответственно [25]. А затем другие параметры были выведены по правилам подобия и сведены в Таблицу 1. CIPS и MPCS имели одинаковые правила подобия. Кроме того, модели были разработаны как упруго-пластические модели для наблюдения за пластическим поведением под воздействием волн землетрясений высокой интенсивности [26].
2.1.2. Материал Дизайн
В качестве масштабированных физических параметров напряжение и модуль упругости модельного материала уменьшились на 20% по сравнению с бетоном структуры прототипа. Микробетон был принят в качестве модельного материала для ограничения крупного заполнителя. Шен и др. предлагаемый керамзит, порошкообразная угольная зола или пемза в качестве смешивающего агента могут снизить модуль упругости микробетона [27]. Таким образом, гипс был подмешан к микробетону. После испытаний модельный материал представлял собой смесь цемент : мелкий заполнитель : крупный заполнитель : вода : гипс = 1 : 3.64 : 3.64 : 0.93 : 0.5 (в весовом соотношении). Предел прочности микробетона составил 8.94 МПа, модуль упругости 7.29 ГПа, что соответствует константе подобия 0.2 в отличие от бетона марки С40. Проволока из оцинкованного железа использовалась для замены арматуры по аналогичным правилам внутренних сил [25].
2.1.3. Дизайн самолета
Принимая во внимание архитектурное пространство, физические размеры и плоскость соединения сборных элементов высотного жилого дома на практике, модель представляла собой двухпролетную, двухпролетную, двенадцатиэтажную конструкцию стены сдвига, которая была правильной в плане и высоте. Масштабные модели CIPS и MPCS имели размеры 1800 мм × 1800 мм в плане и постоянную высоту этажа 600 мм. Расстояние между пролетами 1100 мм и 700 мм в
направлении и 900 мм и 900 мм в
направление. Толщина поперечной стенки и соединительной балки составляла 40 мм, а плиты – 30 мм. Он содержал три вида соединительных балок с разными пролетами: 500 мм, 300 мм и 160 мм соответственно. На рис. 1 показан вид моделей в плане.
Модель MPCS включала три типа монолитных соединений, связывающих сборные элементы, типа «L», типа «T» и типа «+», образующих цельную часть в каждом этаже, и три типа сборных железобетонных стен жесткости ( PCSW): PCSW-1, PCSW-2 и PCSW-3. Три соединения представляли собой наружный ПЭВП, соединенный в углу, внешний и внутренний ПЭВП, соединенный сбоку, и внутренний ПЭВП, соединенный внутри сборной конструкции. Кроме того, монолитные соединения соответствовали краевым компонентам стены сдвига модели CIPS, которые были отделены от сборного элемента на заводе, а затем выполнены из монолитного бетона после установки сборных элементов. А именно, монолитные соединения и PCSW составили стену сдвига CIPS. Конструктивные параметры, модельные материалы и программа нагружения MPCS были такими же, как и у CIPS. Однако модели имели разную технику строительства. Детальная арматура монолитных соединений или краевых компонентов и PCSW представлена на рисунке 2.
(a) Усиление соединений CIP
(b) Усиление ЕО
(a) Усиление соединений CIP
(b) Усиление ЕО
2.2. Детали сборного железобетона и конструкции
Структурные меры CIPS соответствовали положениям кодекса [21]. Модель CIPS была построена по общестроительной технологии, включая сборку арматуры, установку шаблона, заливку бетона и техническое обслуживание. Тем не менее, сборные элементы изготавливаются на заводе, транспортируются на строительную площадку, поднимаются краном и объединяются вместе с монолитным бетоном, позже на практике образуя монолитную сборную железобетонную конструкцию. В этом проекте был принят скомпрометированный метод строительства. В лаборатории были изготовлены модельные сборные железобетонные перегородки. Подкрепления соединялись следующими способами. Верхний выступ протягивался через залитую втулку для присоединения очередного ПКС, а боковой зацеплял продольную арматуру в СИП-соединении и позже надевал дополнительные хомуты. Между верхним и нижним ПКС монолитное перекрытие заменило сборно-монолитную бетонно-композитную плиту с аналогичной жесткостью для удобства. Оставшееся соединение CIP и пол были залиты после отверждения PCSW через 48 часов. Таким образом, соединительная балка была сборной, наложенной в MPCS, а та, что в CIPS, была цельной. Модельным материалом служил микробетон на гипсовой смеси с давлением 8.94 МПа. Процедуры MPCS и CIPS показаны на рис. 3. Они были отверждены при нормальной температуре в течение 28 дней и испытаны на вибростенде при землетрясении.
Чтобы дополнить недостающую гравитацию и неструктурные элементы, в качестве искусственной массы использовались железные блоки, равномерно закрепленные на каждом этаже двух моделей весом около 1.56 тонны. Общая масса каждой модели достигала 13.6 тонны, включая гальванические балки, а высота двух моделей составляла 7.56 м, что соответствовало ограничению грузоподъемности системы качающегося стола.
2.3. Процедура испытаний
Хорошо известно, что состояние грунта на площадке является одним из существенных факторов при выборе сейсмических воздействий для испытаний на вибростенде. Эквивалентная скорость режущей волны слоя почвы и толщина верхнего слоя почвы определяют классификацию участка. Участок грунта II типа был определен в Правилах проектирования зданий с учетом сейсмостойкости [21], что и было условием грунта этого проекта. По сравнению со спектрами отклика сейсмического проекта, сейсмическая волна Суеверных холмов (B-WSM), сейсмическая волна Коджаэли (Турция) (DZC) и сейсмическая волна Эль-Сентро (ELW) были выбраны в качестве наземных возбуждений и введены указанной последовательностью. Волны были выбраны из Тихоокеанского центра инженерных исследований землетрясений (PEER). Испытания проводились с однонаправленными и двунаправленными сейсмическими волнами с отношением PGA 1, 0.85, для оценки общих сейсмических характеристик CIPS и MPCS. Программа испытаний на вибростенде включала восемь фаз, и пиковое ускорение земли (PGA) составляло 0.035 г, 0.07 г, 0.14 г, 0.22 г, 0.40 г, 0.62 г, 0.70 г и 0.80 г в каждой фазе соответственно. PGA 0.70 г и 0.80 г были введены для наблюдения за их нелинейным поведением. После каждой фазы соска вводили белый шум с PGA 0.035 г для определения динамических характеристик моделей.
Для мониторинга реакции на землетрясение двух моделей было установлено 32 одноосных акселерометра, в том числе два на вибростенде, два на горизонтальной балке, двадцать четыре на каждом этаже в направлениях и четыре на диагональных точках на 12-м этаже. были настроены на запись горизонтального ускорения. Всего на каждом этаже было установлено 12 датчиков перемещения и 12 датчиков скорости вибрации. Расположение испытательных приборов показано на рис. 4. На рис. 5 представлены модели на вибростенде.
Достижения в области гражданского строительства
Достижения в области анализа и проектирования защитных конструкций от экстремальных нагрузок
Усиление сборного железобетонного каркаса для предотвращения прогрессирующего обрушения с помощью внешних листов углепластика, закрепленных анкерами из стеклопластика
Абстрактные
В настоящее время большое внимание уделяется прочности сборных железобетонных каркасов. Однако избегание «сильных балок и слабых колонн» при усилении против прогрессирующего обрушения является ключевой проблемой. Чтобы обсудить эту проблему, в этой статье было проведено экспериментальное исследование двух сборных сборных каркасных сборочных узлов в масштабе 1/2 в режиме нагружения. Один образец был усилен листами из армированного углеродным волокном полимера (CFRP) по бокам балки. Средние части листов углепластика были закреплены анкерами из гибридного армированного волокном полимера (HFRP). Другой образец не был усилен. Обсуждаются механизмы отказа, режимы отказа и усиливающий эффект. Укрепляющий эффект очень заметен на ранней стадии действия контактной сети. На анкерах HFRP не происходит разрушения при сдвиге, что доказывает эффективность метода анкеровки. На основе экспериментальных результатов предложены аналитические модели и предупредительные меры по усилению и конструкции для смягчения прогрессирующего обрушения сборного железобетонного каркаса.
1. Введение
Хотя вероятность прогрессирующего обрушения конструкций очень мала [1], такое обрушение может привести к серьезным последствиям, таким как обрушение квартиры Ронан-Пойнт в Лондоне в 1968 году [2]. В последнее время Китай стремится развивать здания из сборного железобетона. По сравнению с исследованиями, проведенными на монолитных конструкциях, было проведено ограниченное количество исследований по изучению поведения сборных железобетонных каркасов для предотвращения прогрессирующего обрушения. Необходимы также исследования по усилению против прогрессирующего обрушения.
Есть некоторые исследования сопротивления прогрессивному разрушению сборных железобетонных каркасных конструкций. Цянь и Ли [3] протестировали серию трехмерных сборных конструкций с различными типами соединений, включая соединения плиты с балкой и соединения балки с колонной. В дополнение к мокрым соединениям Цянь и Ли [4] также испытали сборные железобетонные подконструкции с сухими соединениями в режиме нагружения, чтобы исследовать влияние типов соединений на поведение сборных железобетонных конструкций для смягчения прогрессирующего обрушения. Канг и Тан и др. [5, 6] испытали сборные каркасные узлы с удалением средней колонны и обсудили влияние инженерных цементных композитов на сопротивление прогрессирующему разрушению. Нимсе и др. [7] изучили поведение влажных сборных соединений балки-колонны при сценарии прогрессирующего обрушения и пришли к выводу, что все три сборных соединения превосходят монолитное соединение с точки зрения несущей способности и пластичности после усиления конфигурации продольной арматуры. О численном моделировании Pan et al. [8] изучали поведение соединений балки-колонны и характеристики прогрессирующего обрушения несвязанных предварительно напряженных сборных железобетонных каркасных конструкций с помощью моделей конечных элементов, которые были созданы в OpenSEES, а Feng et al. [9] представил численное исследование поведения прогрессивного коллапса сборных ЖБ каркасных узлов. Некоторые исследователи также проводили испытания по усилению против прогрессирующего обрушения конструкций [10–18]. Цянь и Ли [10, 11] протестировали серию подконструкций из плоских плит, чтобы оценить эффективность предложенных схем усиления углепластика и стеклопластика для улучшения поведения при прогрессирующем разрушении. Ким и др. [12] протестировали десять ж/б балок, чтобы проверить эффективность методов крепления с использованием анкеров из углепластика и/или U-образных креплений.
Однако усиление сборных железобетонных конструкций от прогрессирующего обрушения является сложной проблемой, особенно для конструкций, которые должны одновременно учитывать сейсмические характеристики [19]. Для конструкций, не имеющих проблем с сейсмическими характеристиками, но с недостаточной устойчивостью к прогрессирующему разрушению, обычные методы усиления балок могут привести к «сильным балкам и слабым колоннам» и ослабить сейсмические характеристики конструкций. Затем необходимо усилить колонны. Такой повторяющийся процесс значительно увеличивает стоимость. Чтобы решить эту проблему, в этом исследовании мы попытались улучшить традиционный метод укрепления листа углепластика и протестировали сборочные узлы сборных железобетонных рам. Были спроектированы и построены два сборно-монолитных узла из сборных железобетонных рам (масштаб = 1:2). Один элемент конструкции был укреплен листами углепластика, приклеенными к сторонам балки, закреплен анкерами из углеродного волокна и гибридного полимера, армированного волокном (C/S HFRP), и сравнивался с другим неукрепленным образцом, чтобы обсудить их постепенное сопротивление разрушению.
2. Экспериментальный контент
2.1. Дизайн образца
В соответствии с местными стандартными чертежами Шанхая (DBJT08-116-2013) [20] была спроектирована четырехэтажная бетонная каркасная конструкция. В соответствии с требованиями метода альтернативных путей нагружения в качестве объекта исследования был использован двухпролетный подкомплекс нижнего этажа. Были спроектированы и изготовлены два образца в масштабе 1:2 (рис. 1). Образцы изготавливались сборно-монолитным способом. Первая бетонная заливка выполнила сборную часть балок, боковых колонн и сидений, а вторая бетонная заливка соединила эти элементы и заполнила бетоном стыки балки-колонны и верхние части балок. В стыке средней колонны арматурные стержни балок соединялись полноцементными втулками. В арматуре балок использован HRB400 диаметром 12 мм. Предел текучести и предел прочности арматурного проката составили 442 МПа и 617 МПа соответственно. В арматуре колонн применен HRB400, который имел диаметр 14 мм. Стремя было изготовлено из HPB300 диаметром 8 мм. Марка бетона по прочности С40.
