CATATAN KULIAH

Makeevka 2011

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN PENGETAHUAN, PEMUDA DAN OLAHRAGA UKRAINA

AKADEMI KONSTRUKSI DAN ARSITEKTUR NASIONAL DONBASS

Departemen "Ekonomi Perusahaan"

Dikembangkan oleh: Ph.D., Associate Professor. Zakharchenko D.A.

CATATAN KULIAH

dalam kursus "Dasar-dasar industri konstruksi"

untuk mahasiswa spesialisasi 6.030504 “Ekonomi Perusahaan”

Kode No._______

Disetujui pada rapat departemen

"Ekonomi Perusahaan"

PROTOKOL No.__ tanggal _______2011

Makeevka 2011

TOPIK 4. BANGUNAN DAN STRUKTUR BENTUK PANJANG

Struktur bentang panjang termasuk struktur yang memiliki bentang lebih dari 40-80 m. Relatif baru-baru ini, struktur seperti itu dianggap unik dan sangat jarang dibangun; saat ini, perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang pesat, serta kebutuhan yang besar akan struktur tersebut di bidang industri dan rekreasi dan hiburan, telah direncanakan pembangunan intensif struktur serupa di banyak negara.

Yang menarik adalah struktur spasial yang tidak terdiri dari elemen penahan beban yang terpisah dan independen yang saling memindahkan beban, namun mewakili satu kesatuan. sistem yang kompleks bagian kerja dari struktur.

Sifat struktur spasial ini, yang diperkenalkan secara luas ke dalam konstruksi di seluruh dunia, merupakan simbol teknologi konstruksi abad ke-20. Dan meskipun beberapa jenis struktur tata ruang - kubah, salib dan kubah - telah dikenal sejak zaman kuno, mereka tidak memenuhi persyaratan konstruksi modern baik dalam hal penggunaan bahan atau solusi desain, karena meskipun mencakup bentang yang signifikan, namun juga mencakup sangat berat dan masif.

Yang menarik dari desain tata ruang adalah kemampuannya untuk memenuhi kebutuhan fungsional dan estetika arsitektur secara optimal. Skala bentang yang tumpang tindih, kemampuan untuk melakukan perencanaan yang fleksibel, keragaman bentuk geometris, bahan, ekspresi arsitektur - ini jauh dari sempurna. daftar lengkap fitur struktur ini.

Kombinasi fungsional, teknis dan artistik-estetika memberikan struktur spasial dengan perspektif yang luas, belum lagi fakta bahwa penggunaannya memungkinkan penghematan besar dalam bahan bangunan - mengurangi konsumsi bahan bangunan dan struktur sebesar 20-30%.

Struktur bentang panjang planar meliputi balok, rangka, rangka, dan lengkungan. Struktur planar beroperasi secara mandiri di bawah beban, masing-masing pada bidangnya sendiri. Elemen penahan beban pada struktur planar yang menutupi sebagian area bangunan (pelat, balok, rangka) bekerja secara mandiri dan tidak ikut serta dalam pekerjaan elemen yang berdekatan. Hal ini menyebabkan kekakuan spasial dan daya dukung elemen planar lebih rendah dibandingkan dengan elemen spasial, serta konsumsi sumber daya yang lebih tinggi, terutama peningkatan konsumsi material.

Beras. 4.1. Solusi desain untuk struktur bentang panjang

A - desain datar; b - struktur spasial; c - struktur gantung; g - struktur pneumatik; 1- peternakan; 2 - bingkai; 3-4 lengkungan artikulasi; 5- cangkang silinder; 6- cangkang dengan kelengkungan ganda; 7- kubah; 8- struktur; 9- struktur penahan kabel; struktur 10 membran; 11- struktur tenda; 12- struktur pendukung pneumatik; 13- struktur rangka pneumatik;

Pemasangan bingkai konstruksi berkelanjutan diproduksi oleh dua jib crane self-propelled. Pertama, rak rangka dengan bagian palang dipasang di atas pondasi, bertumpu pada penyangga sementara, dan kemudian bagian tengah palang dipasang. Bagian-bagian palang disambung pada penyangga sementara dengan cara pengelasan atau pengelasan kuat. Setelah memasang rangka pertama, struktur diperkuat menggunakan kabel pria.

Dalam beberapa kasus, disarankan untuk memasang struktur rangka menggunakan metode geser. Metode ini digunakan jika struktur rangka tidak dapat segera dipasang pada posisi desain (pekerjaan sedang berlangsung di dalam atau struktur telah didirikan yang tidak memungkinkan penempatan crane).

Balok tersebut dirakit di ujung bangunan dalam konduktor khusus yang terdiri dari 2-3 atau 4 rangka. Blok yang dirakit dan diamankan diangkat di sepanjang rel ke posisi desain. Pemasangannya menggunakan dongkrak atau light crane.

Struktur lengkung ada 2 jenis yaitu berupa lengkung 2 berengsel dengan pengencang dan lengkung 3 berengsel. Saat memasang struktur lengkung dengan bagian penahan beban berupa lengkungan berengsel ganda, dilakukan serupa dengan pemasangan struktur rangka menggunakan jib crane self-propelled. Persyaratan utamanya adalah akurasi pemasangan yang tinggi, menjamin keselarasan engsel kelima (penopang) dengan penyangga.

Pemasangan lengkungan berengsel tiga berbeda dalam beberapa fitur terkait dengan keberadaan engsel atas. Yang terakhir ini dirakit menggunakan penyangga pemasangan sementara yang dipasang di tengah bentang. Pemasangannya dilakukan dengan metode pengangkatan vertikal, metode geser atau putar.

Beras. 4.3. Pemasangan bingkai

a - pemasangan seluruhnya dengan dua derek; b - pemasangan rangka di beberapa bagian menggunakan penyangga sementara; c - pemasangan bingkai menggunakan metode rotasi; 1 instalasi derek; perakitan 2 bingkai; bingkai 3 bagian; 4 dukungan sementara; 5 derek; Boom 6 dudukan.

Setiap setengah lengkungan digantung pada pusat gravitasi dan dipasang sedemikian rupa sehingga engsel tumit ditempatkan pada penyangga, dan ujung kedua ditempatkan pada penyangga sementara. Sama halnya dengan setengah lengkungan lainnya. Rotasi pada engsel tumit dicapai dengan menyejajarkan sumbu lubang pengunci engsel atas.

Dalam struktur tata ruang, seluruh elemen saling berhubungan dan ikut serta dalam pekerjaan. Hal ini menyebabkan pengurangan yang signifikan dalam konsumsi logam per satuan luas. Namun, hingga saat ini, sistem tata ruang seperti itu (kubah, cable-stayed, struktural, cangkang) belum dikembangkan karena tingginya kompleksitas pembuatan dan pemasangan.

Beras. 4.4. Memasang Kubah Menggunakan Penopang Pusat Sementara

A - sistem pemotongan kubah; B - pemasangan kubah; 1 dukungan sementara dengan kabel pria; panel 2-radial; 3 cincin pendukung;

Sistem kubah dipasang dari batang individual atau pelat individual. Tergantung pada solusi desain, pemasangan struktur kubah dapat dilakukan dengan menggunakan penyangga stasioner sementara, secara berengsel atau seluruhnya.

Kubah berbentuk bola didirikan dalam tingkatan cincin dengan menggunakan metode gantung. Setiap tingkatan tersebut, setelah perakitan lengkap, memiliki stabilitas statistik dan daya tampung dan berfungsi sebagai dasar untuk tingkatan di atasnya. Kubah prefabrikasi dapat dipasang menggunakan perangkat konduktor dan pengencang sementara - kubah sirkus di Kyiv, atau kubah dirakit seluruhnya di tanah dan kemudian diangkat ke cakrawala desain dengan derek, transportasi pneumatik, atau lift. Metode tumbuh dari bawah digunakan.

Struktur gantung mulai digunakan sejak paruh kedua abad ke-19. Dan salah satu contoh pertama adalah pelapisan paviliun Pameran Nizhny Novgorod Seluruh Rusia, yang selesai pada tahun 1896. insinyur Soviet yang luar biasa Shukhov.

Pengalaman menggunakan sistem tersebut telah membuktikan kemajuannya, karena memungkinkan penggunaan baja berkekuatan tinggi secara maksimal dan struktur penutup ringan yang terbuat dari plastik dan paduan aluminium, yang memungkinkan untuk membuat penutup dengan bentang yang signifikan.

Beras. 4.5. Pemasangan struktur gantung

derek 1 menara; 2-melintasi; 3-kabel setengah rangka; drum 4-tengah; dukungan 5 waktu; semi-rangka 6-mount; 7 - cincin pendukung.

Baru-baru ini, struktur rangka gantung telah tersebar luas. Keunikan konstruksi struktur gantung adalah pertama-tama penyangga penahan beban dipasang, di mana kontur penyangga diletakkan, yang menyerap tegangan dari untaian kabel. Setelah ditata seluruhnya, lapisan dibebani dengan beban sementara dengan mempertimbangkan beban penuh beban desain. Metode prategang ini mencegah munculnya retakan pada cangkang setelah beban penuh selama pengoperasian.

Jenis struktur cable-stayed yang ditangguhkan adalah penutup membran. Penutup membran merupakan suatu sistem gantung berupa struktur lembaran logam tipis yang direntangkan pada kontur penyangga beton bertulang. Salah satu ujung gulungan dipasang pada kontur penyangga, dan gulungan dilepas sepanjang panjangnya menggunakan lintasan khusus oleh derek, ditarik dengan derek dan dipasang pada bagian berlawanan dari kontur penyangga.

Kerugian dari pelapis membran adalah kebutuhan untuk mengelas lembaran tipis sepanjang dan elemen pemasangan bersama-sama dengan tumpang tindih 50 mm. Pada saat yang sama, hampir tidak mungkin untuk mendapatkan lapisan dengan kekuatan yang sama dengan logam dasar dengan pengelasan, sehingga ketebalan lembaran ditingkatkan secara artifisial. Masalah ini sampai batas tertentu diselesaikan dengan sistem pita perekat yang saling terkait yang terbuat dari paduan aluminium.

Cangkang silinder panjang pertama kali digunakan pada tahun 1928. di Kharkov selama pembangunan kantor pos.

Cangkang silinder panjang dipasok dalam keadaan jadi atau diperbesar di lokasi. Berat elemen pemasangan 3x12 sekitar 4 ton. Sebelum diangkat, dua pelat diperbesar dalam mobile jig bersamaan dengan pengencangan menjadi satu elemen. Saat memperbesar, bagian yang tertanam dilas pada sambungannya, pengencangannya dikencangkan dan jahitannya disegel.

Setelah dipasang 8 bagian yang diperbesar membentuk bentang 24 m, disejajarkan sehingga lubang-lubangnya berhimpitan, kemudian semua bagian yang tertanam dan outlet tulangan memanjang dilas, tulangan dikencangkan dan sambungannya dibeton. Setelah beton mengeras, cangkang dibalik dan perancah ditata ulang.

Dalam praktek konstruksi, struktur spasial, melintang, berusuk dan batang biasanya digabungkan dengan nama struktur struktural.

Sistem lintas struktur berbagai bentuk pelapis dengan kisi-kisi persegi panjang dan diagonal telah menyebar luas baru-baru ini sejak paruh kedua abad ke-20 di negara-negara seperti Amerika Serikat, Jerman, Kanada, Inggris, dan bekas Uni Soviet.

Untuk beberapa waktu, struktur struktural tidak dikembangkan secara luas karena tingginya intensitas tenaga kerja dalam pembuatan dan kekhasan pemasangan struktur. Peningkatan desain, terutama dengan penggunaan komputer, memungkinkan untuk memastikan transisi ke produksi in-line, mengurangi kompleksitas perhitungan, meningkatkan akurasi dan, akibatnya, keandalan.

Gambar 4.6. Menutupi suatu bangunan dari lempengan-lempengan berukuran besar

1 pelat berukuran 3x24m; 2 lampu antipesawat; rangka 3 kasau; 4- kolom.

Sistem cross-bar didasarkan pada dukungan bentuk geometris. Ciri khas dari berbagai jenis struktur struktural - persimpangan spasial batang, yang sangat menentukan kompleksitas pembuatan dan perakitan struktur ini.

Struktur struktural memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan solusi planar tradisional berupa struktur rangka dan balok:

• dapat dilipat dan digunakan berulang kali;
• dapat diproduksi pada jalur produksi otomatis, yang difasilitasi oleh tipifikasi dan penyatuan elemen struktural yang tinggi (seringkali diperlukan satu jenis batang dan satu jenis rakitan);
• perakitan tidak memerlukan kualifikasi tinggi;
• Mereka memiliki kemasan yang kompak dan nyaman untuk transportasi.

Selain kelebihan yang disebutkan, struktur struktural juga memiliki sejumlah kelemahan:

• perakitan skala besar memerlukan penggunaan sejumlah besar tenaga kerja manual;
• terbatasnya daya dukung jenis struktur tertentu;
• rendah kesiapan pabrik struktur yang tiba untuk pemasangan.

Struktur pneumatik digunakan untuk tempat berlindung sementara atau untuk digunakan untuk beberapa keperluan tambahan, misalnya sebagai struktur pendukung untuk konstruksi cangkang dan struktur spasial lainnya.

Penutup pneumatik dapat terdiri dari 2 jenis - pendukung udara dan pembawa udara. Dalam kasus pertama, sedikit tekanan berlebih pada cangkang lunak struktur memastikan diperolehnya bentuk yang diperlukan. Dan bentuk ini akan dipertahankan selama pasokan udara dan tekanan berlebih yang diperlukan tetap terjaga.

Dalam kasus kedua, struktur penahan beban terbuat dari pipa berisi udara yang terbuat dari bahan elastis, membentuk semacam kerangka struktur. Kadang-kadang disebut struktur pneumatik bertekanan tinggi karena tekanan udara di dalam pipa jauh lebih tinggi dibandingkan di bawah lapisan pendukung udara.

Pembangunan struktur pendukung udara diawali dengan penyiapan lokasi peletakan beton atau aspal. Pondasi dengan alat penahan dan pemadatan dipasang di sepanjang kontur struktur. Di bawah pengaruh tekanan udara, cangkang diluruskan dan mengambil bentuk yang diinginkan.

Struktur rangka pembawa udara atau pneumatik dibuat serupa dengan struktur pendukung udara, dengan satu-satunya perbedaan adalah bahwa udara disuplai dari kompresor melalui pipa karet dan melalui katup khusus dipompa ke saluran tertutup yang disebut rangka struktur. Terimakasih untuk tekanan darah tinggi di dalam bilik, bingkai mengambil posisi desain (paling sering dalam bentuk lengkungan) dan mengangkat kain penutup di belakangnya.

Penutup bentang panjang bersifat datar, spasial dan pneumatik. Pelapis ini digunakan pada bangunan umum dan industri.

Struktur datar terbuat dari balok, rangka, rangka, lengkungan, yang terbuat dari kayu laminasi, baja canai, beton bertulang monolitik dan pracetak.

Balok beton bertulang digunakan untuk bentang bentang hingga 24 m, Balok digunakan pada bagian berbentuk T dan U.

Rangka dan rangka (berengsel dan berengsel) terbuat dari kayu, baja dan beton bertulang dengan bentang penutup hingga 60 m.

Rangka tanpa engsel tertanam kokoh di pondasi. Mereka sangat sensitif terhadap curah hujan yang tidak merata. Oleh karena itu, mereka digunakan pada tanah yang kuat dan homogen. Rangka berengsel kurang sensitif terhadap penurunan permukaan tanah yang tidak rata. Ada rangka berengsel satu, dua, dan tiga. Berengsel tunggal - engsel berada di tengah bentang. Berengsel ganda - berengsel pada penyangga.

lengkungan - desain yang efisien untuk menutupi bentang yang besar, karena garis besarnya dapat didekati dengan kurva tekanan sehingga material dapat digunakan secara optimal. Gaya horizontal (gaya dorong) yang timbul pada struktur lengkung berkurang seiring dengan bertambahnya jari-jari garis lengkung. Pada saat yang sama, boom pengangkat lengkungan meningkat, dan akibatnya, volume konstruksi bangunan. Hal ini menyebabkan peningkatan biaya pemanasan dan penyelarasan biaya. Lengkungan tersebar luas di penutup gedung olahraga dengan bentang besar.

Struktur spasial - penutup melintang, kubah, cangkang, penutup gantung.

Penutup melintang dapat dilipat atau dijaring.

Untuk menutupi bentang besar, digunakan pelapis lipat yang terbuat dari beton bertulang (hingga 50 m) dan semen bertulang (hingga 60 m). Mereka dibentuk oleh elemen-elemen datar yang berpotongan melintasi bentang. Lipatannya adalah: persegi panjang dan silinder; gigi gergaji; berupa bidang segitiga; tipe primatik; profil trapesium, dll.

Penutup jaring yang terbuat dari beton bertulang dirancang untuk bentang hingga 50 m, dan elemen baja - hingga 100 m.Pada penutup ini, beton bertulang dan segitiga baja berpotongan. Elemen-elemennya bekerja dalam dua arah, sehingga tingginya lebih kecil dari balok - ini mengurangi volume bangunan.

Struktur dan sistem silang dengan rangka dan rangka datar dibuat terbuka ke arah interior. Seringkali mereka membuat plafon gantung, yang diperkuat ke bagian bawah gulungan.

Kubah adalah bangunan paling kuno. Itu digunakan karena dimungkinkan untuk memilih bentuk sedemikian rupa sehingga tidak ada gaya tarik yang timbul pada elemen lengkungan. Di aula di mana diinginkan untuk menciptakan ruang udara yang besar (pasar, pusat kebugaran) dan di mana tidak ada biaya pemanasan berkelanjutan yang tinggi, gunakan berbagai jenis struktur kubah terbuat dari beton bertulang monolitik atau prefabrikasi, membran kubah terbuat dari lembaran baja setebal 3 mm dengan insulasi direkatkan di bawahnya. Ruang pameran sementara terbuat dari struktur plastik yang direkatkan.

Penutup gantung menutupi bentang hingga 100 m Elemen utama penutup ini bekerja dalam tegangan dan memindahkan beban dari penutup ke jangkar. Mereka memiliki garis lengkung dan merupakan benang fleksibel atau kaku, membran atau gulungan gantung. Oleh fitur desain Ada penutup gantung: sabuk tunggal; dua sabuk; hyparas (paraboloid hiperbolik) dan cable-stayed.

Pada penutup gantung, elemen penahan beban adalah kabel baja. Mereka direntangkan melalui beberapa struktur pendukung dan diperkuat dengan kabel pria. Keuntungan dari struktur gantung adalah penghematan logam dan penggunaan elemen penahan beban yang lebih efisien dibandingkan dengan struktur balok dan rangka kabel bekerja dalam ketegangan. Kekurangan: atap gantung mempunyai kekakuan yang rendah, sehingga dek atap sering berubah bentuk; sulit untuk memastikan penghilangan kelembapan atmosfer.

Penutup sabuk tunggal lebih sering digunakan daripada yang lain, karena Mereka berteknologi maju untuk diproduksi dan mudah dipasang. Mereka dapat memberi struktur berbagai bentuk. Penutup sabuk tunggal terdiri dari sistem bresing radial atau berpotongan yang menyalurkan gaya horizontal ke rangka kaku, rangka rak, atau balok pengikat lingkar tertutup. Pelat digantung pada kabel pria, dan di bawah beban ini kabel pria meregang. Pada saat ini, jahitan antara pelat disemen dan sambungannya dilas. Karena deformasi elastis pada benang, pelat dikompresi, dan struktur mulai berfungsi sebagai cangkang monolitik. Pada penutup silinder, sedikit kelengkungan penutup dibuat dalam arah tegak lurus terhadap sumbu benang. Hal ini dilakukan untuk mengalirkan air hujan. Dari sistem parabola berbentuk kubah terbalik, air mengalir ke tengah lapisan dan dibuang saluran internal. Riser dipasang di sekeliling aula, dan pipa distribusi horizontal disembunyikan di plafon gantung. Cara termudah untuk mengalirkan air adalah dari penutup tenda.

Pada penutup sabuk ganda, digunakan dua sabuk cekung, dihubungkan dengan benang yang dikencangkan. Yang paling umum adalah yang melingkar dalam hal desain. Benang di sepanjang perimeter dipasang ke cincin luar, dan di tengah - ke cincin bagian dalam. Tergantung pada ketinggian cincin tengah sistem dapat dibuat cekung atau cembung. Sistem cembung memungkinkan Anda untuk menaikkan bagian tengah penutup dan dengan demikian mengalihkan air ke dinding luar, tanpa menggunakan saluran horizontal, dan menggunakan sistem penutup terlipat.

Hyparas (paraboloid hiperbolik) adalah penutup gantung berbentuk pelana. Mereka dibentuk menjadi membran kisi oleh dua jenis filamen. Beberapa ulir bersifat menahan beban, dan ulir lainnya bersifat mengencangkan. Sepanjang perimeter, benang tertanam dalam lingkaran tertutup. Pelat atau disk diletakkan di sepanjang benang. Mereka bersifat monolitik dengan terlebih dahulu memuatnya dengan pemberat atau mengencangkan kabel pendukung dengan dongkrak. Setelah ini, benang penegang menerima tegangan terbesar dan sambungan pelat yang tegak lurus terhadap benang tersebut terbuka. Mereka disegel dengan mortar semen yang mengembang. Akibatnya, struktur tersebut diubah menjadi cangkang kaku. Hyparas menutupi struktur yang memiliki garis denah melingkar.

Penutup cable-stayed terdiri dari elemen yang diregangkan - kabel; struktur yang bekerja dalam kompresi - penyangga dan lentur - balok, rangka, pelat dan cangkang. Pelapis ini tidak hanya memiliki desain spasial, tetapi juga datar. Mereka menggunakan batang lurus - kabel. Oleh karena itu, struktur cable-stayed lebih kaku, dan pergerakan kinematik elemen-elemennya lebih kecil dibandingkan dengan penutup gantung lainnya.

Kerang - kelengkungan tunggal dan ganda. Kelengkungan tunggal - silinder atau permukaan berbentuk kerucut. Kelengkungan ganda - dibuat dalam bentuk kubah atau ellipsoid. Menurut struktur cangkangnya, ada: halus, berusuk, bergelombang, jala, monolitik dan prefabrikasi.

Plafon pneumatik juga digunakan untuk menutupi bentang hingga 30 m dan digunakan untuk bangunan sementara. Ada tiga jenis: cangkang yang didukung udara; bingkai pneumatik; lensa pneumatik. Cangkang yang didukung udara adalah silinder yang terbuat dari kain karet atau sintetis. Tekanan udara yang berlebihan tercipta di dalamnya. Cocok untuk fasilitas olahraga, pameran. Rangka pneumatik merupakan silinder memanjang berbentuk lengkungan tersendiri dengan tekanan udara berlebih. Lengkungan-lengkungan tersebut dihubungkan menjadi kubah kontinu dengan tinggi 3-4 m Lensa pneumatik adalah bantalan besar yang diisi udara, yang digantung pada struktur rangka yang kaku. Digunakan untuk mendirikan sirkus dan teater musim panas.

Bangunan bentang panjang meliputi teater, gedung konser dan olah raga, paviliun pameran, garasi, hanggar, galangan pesawat dan kapal serta bangunan lain dengan bentang struktur penahan beban utama 50 m atau lebih. Biasanya, bangunan seperti itu dirancang sebagai bentang tunggal. Mereka ditutupi dengan sistem balok (terutama rangka), rangka, lengkungan, cable-stayed (menggantung), gabungan dan struktur lainnya.

Gaya-gaya yang signifikan timbul pada batang rangka dengan bentang besar, oleh karena itu, alih-alih bagian tradisional dua sudut, digunakan bagian komposit berdinding ganda. Ketinggian rangka ditetapkan dalam bentang l/s-Vis, dan ternyata lebih dari 3,8 m. Rangka pengangkut dengan ketinggian ini sebesar kereta api Anda tidak bisa, mereka dirakit di lokasi konstruksi.-

Rangka digunakan pada penutup bangunan dengan bentang 60-120 m Karena sambungan kaku antara palang dengan tiang tegak, momen lentur pada bentang akan lebih kecil dibandingkan pada struktur balok: Hal ini memungkinkan tidak hanya untuk mengurangi salib -luas penampang tali busur, tetapi juga tinggi palang, dan karenanya tinggi bangunan . Rangka berengsel dan berengsel ganda digunakan. Yang berengsel lebih ringan dari yang berengsel ganda, namun membutuhkan pondasi yang lebih besar dan lebih sensitif terhadap perubahan suhu dan mendukung pemukiman. Tidak disarankan untuk menggunakannya di tanah yang mengalami penurunan permukaan tanah. Bagian tali rangka berdinding ganda

Lengkungan digunakan pada penutup bangunan bentang panjang dengan bentang hingga: 200 m, lebih menguntungkan daripada sistem balok dan rangka. Lengkungan adalah: padat dan tembus; tidak berengsel, berengsel ganda, dan berengsel tiga. Lengkungan berengsel dengan beban yang sama lebih ringan daripada lengkungan berengsel ganda, tetapi bagi mereka, seperti halnya rangka tanpa engsel, diperlukan fondasi yang besar dan memang demikian. mereka lebih sensitif terhadap perubahan suhu dan penurunan penyangga.

Paling sering, melalui lengkungan berengsel ganda dengan boom pengangkat yang sama dengan Vs-Ve digunakan. menjangkau. Dengan meningkatnya boom pengangkat, gaya longitudinal pada lengkungan berkurang dan momen lentur meningkat;

Penampang batang lengkung bisa berdinding tunggal atau berdinding ganda

Stabilitas struktur penahan beban utama (rangka, rangka, lengkungan) dijamin melalui sambungan horizontal dan vertikal. Pertama-tama, sambungan harus dipasang untuk mengamankan sabuk terkompresi melalui struktur

Rangka dan lengkungan merupakan sistem statis tak tentu. Rangka dan lengkungan berengsel tiga kali bersifat statis tak tentu, rangka berengsel ganda satu kali bersifat statis tak tentu. Biasanya, gaya dorong dianggap sebagai gaya tambahan yang tidak diketahui - suatu gaya, yang nilai perkiraannya untuk rangka tembus dan lengkungan dapat ditemukan menggunakan rumus yang diberikan dalam buku pegangan perancang.

Mengetahui gaya dorong, mereka menentukan momen lentur M, gaya memanjang N dan gaya transversal Q pada rangka atau lengkungan seperti pada struktur statis tertentu, dan darinya gaya pada batang.

Gaya-gaya pada batang rangka tembus dan lengkungan juga dapat ditentukan dengan membuat diagram gaya. Berdasarkan gaya yang diperoleh, bagian batang dipilih, simpul dan sambungan dihitung dengan cara yang sama seperti yang dilakukan untuk rangka.

Berat mati struktur penahan beban dan berat atap masuk< большепролетных сооружениях является основной нагрузкой, существенно влияющей на расход металла на покрытие, поэтому при выборе их конструктивной фор-» мы следует отдавать предпочтение более легким конструкциям. Особенно следует стремиться к снижению соб-» ственного веса кровли, применяя алюминиевые и другие панели покрытий с mudah efektif isolasi.

Pelapis gantung dan pelapis kabel adalah pelapis yang menggunakan benang fleksibel, terutama kabel, sebagai struktur pendukung.

Struktur pendukung utama dari sistem gantung - kabel - hanya bekerja dalam tegangan, sehingga sepenuhnya memanfaatkan kapasitas menahan beban material.

dan menjadi mungkin untuk menggunakan baja dengan kekuatan tertinggi.

Transportasi dan pemasangannya disederhanakan secara signifikan, sehingga mengurangi biaya konstruksi. Hal di atas adalah keuntungan yang sangat penting dari sistem gantung dibandingkan dengan rangka, rangka dan lengkungan. Namun, struktur gantung juga memiliki kelemahan serius: struktur tersebut mengalami peningkatan deformabilitas dan memerlukan penyangga khusus untuk menyerap gaya dorong.

Untuk mengurangi deformabilitas penahan kabel, berbagai metode stabilisasi digunakan. Misalnya, dalam sistem cable-stayed sabuk ganda, kekakuan kabel ditingkatkan karena konstruksi yang disebut kabel penstabil, dihubungkan ke kabel penahan beban dengan gantungan dan spacer atau kisi elemen pratekan fleksibel.

Gaya dorongnya bergantung pada rasio ///. Pada ///>Y, peningkatan kendurnya benang seiring bertambahnya beban tidak signifikan dan dapat diabaikan. Dalam hal ini gaya dorong dapat ditentukan dengan rumus. Penampang kabel dipilih berdasarkan gaya T.

Untuk penahan kabel, digunakan tali baja, bundel dan untaian kawat berkekuatan tinggi, baja canai panas bulat. peningkatan kekuatan Dan lembaran tipis.

Dalam sistem gabungan, gaya terkonsentrasi ditransfer ke ulir fleksibel melalui elemen kaku, yang memungkinkan pengurangan deformabilitasnya secara signifikan.

Untuk bangunan bentang panjang, khususnya hanggar, digunakan sistem gabungan kantilever yang terdiri dari elemen kaku dan suspensi. Rangka berfungsi sebagai elemen kaku yang mendistribusikan kembali gaya terpusat di antara suspensi. Yang terakhir berfungsi sebagai penopang perantara untuk rangka, dan beroperasi sebagai balok kontinu pada penopang yang mereda secara elastis. .

Keuntungan dari konsol sistem gabungan adalah bahwa untuk elemen kaku (truss) tidak perlu memberikan dukungan kaku pada ujung kedua. Berkat ini, struktur gerbang berukuran besar dapat dengan mudah dibuat untuk hanggar.

Bangunan bentang panjang juga dapat ditutup dengan sistem tata ruang berupa kubah, lipatan dan kubah.

Badan Federal untuk Pendidikan

Universitas Teknik Perminyakan Negeri Ufa

Fakultas Arsitektur dan Teknik Sipil

I.V. Fedortsev, E.A. Sultanova

Teknologi konstruksi

struktur pelapis

bangunan bentang panjang

(tutorial)

Disetujui dengan keputusan Dewan Akademik USPTU as

manual pelatihan (protokol tertanggal _________No. _______)

Peninjau:

____________________________________________________________________________________________________________________

Fedortsev I.V., Sultanova E.A.

Teknologi pemasangan struktur atap untuk bangunan bentang panjang: Buku Teks / I.V.Fedortsev, E.A. Sultanova. – Ufa: Penerbitan USNTU, 2008. – hal. ______

ISBN – 5 – 9492 – 055 – 1.

Buku teks “Teknologi untuk konstruksi struktur penutup untuk bangunan bentang panjang” dikembangkan sebagai panduan pendidikan dan metodologi utama bagi siswa dari spesialisasi “Teknik Industri dan Sipil” ketika mempelajari disiplin khusus “Teknologi untuk konstruksi bangunan dan struktur ” (TVZS).

Berisi materi sistematis dari pengalaman yang ada dalam konstruksi struktur bentang panjang seperti: balok, rangka, lengkungan, cable-stayed, membran, pelat struktur, kubah, tenda, dll. Organisasi dan teknologi proses instalasi pada saat pembangunan gedung dan struktur tersebut dituangkan dalam bentuk peraturan teknologi pekerjaan yang jelas, dilakukan dalam urutan teknologi tertentu dengan “detail” proses pemasangan yang memadai dalam bentuk “peta teknologi” dan skema mekanisasi. bekerja. Yang terakhir ini dapat digunakan sebagai rekomendasi mendasar untuk pengembangan dokumentasi organisasi dan teknologi ketika merancang proyek kerja untuk objek tertentu.

Yang menarik adalah pengalaman yang disajikan dalam “Manual” dalam pemasangan penutup lengkung istana es di kota Ufa, metode konstruksi yang untuk pertama kalinya diterapkan dalam praktik konstruksi bangunan bentang besar. oleh divisi konstruksi dan instalasi Bashkortostan sesuai dengan proyek dan oleh kekuatan OJSC Vostokneftezavodmontazh. Manual ini berisi kesimpulan dan pertanyaan kontrol untuk setiap jenis konstruksi, memungkinkan pengguna untuk menilai secara mandiri asimilasi materi yang disajikan di dalamnya.

Ditujukan bagi mahasiswa peminatan konstruksi USPTU pada saat mempelajari mata kuliah TVZS, TVBzd dan TSMR, mahasiswa IPK USPTU serta organisasi dan departemen konstruksi, dengan satu atau lain cara, terkait dengan konstruksi bangunan dan struktur bentang panjang.

I.V. Fedortsev, E.A. Sultanova

ISBN – 5 – 9492 – 055 – 1 UDC 697.3

PERKENALAN

Bangunan bentang panjang adalah bangunan yang jarak antara penyangga struktur penahan beban atapnya lebih dari 40 m.

Sistem yang mencakup bentang besar paling sering dirancang sebagai sistem bentang tunggal, yang mengikuti persyaratan mendasar utama - tidak adanya penyangga perantara.

Dalam konstruksi industri, biasanya ini adalah bengkel perakitan pembuatan kapal, pesawat terbang, dan pabrik pembuatan mesin. Di ruang pameran sipil, paviliun, ruang konser dan fasilitas olahraga. Pengalaman dalam desain dan konstruksi perkerasan bentang panjang menunjukkan bahwa tugas tersulit dalam konstruksinya adalah pemasangan struktur perkerasan.

Struktur penahan beban untuk menutupi bentang besar secara statis dibagi menjadi balok, rangka, lengkungan, struktur, kubah, lipat, gantung, gabungan dan jaring. Semuanya sebagian besar terbuat dari baja dan aluminium, beton bertulang, kayu, plastik, dan kain kedap udara. Kemampuan dan ruang lingkup penerapan struktur tata ruang ditentukan oleh desain struktur dan ukuran bentangnya.

Saat memilih jenis bangunan dan struktur, faktor penting yang sering kali menentukan adalah metode konstruksinya. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa sarana mekanisasi yang ada dan metode pemasangan tradisional tidak selalu cocok untuk struktur bentang panjang. Oleh karena itu, biaya pembangunan bangunan tersebut secara signifikan melebihi biaya pembangunan struktur tradisional standar. Teori dan praktik konstruksi struktur bentang panjang di dalam dan luar negeri telah menunjukkan bahwa cadangan terbesar untuk meningkatkan efisiensi konstruksi tersebut dalam kondisi modern terletak pada peningkatan aspek organisasi dan teknologi konstruksi, kemampuan manufaktur instalasi, serta solusi arsitektur dan struktural. Kemampuan manufaktur instalasi dipahami sebagai properti suatu desain yang menentukan kepatuhannya terhadap persyaratan teknologi instalasi dan memungkinkan untuk melakukan pembuatan, pengangkutan, dan pemasangannya dengan cara yang paling sederhana, dengan jumlah tenaga kerja, waktu dan sarana produksi yang paling sedikit, dengan tetap mematuhi. dengan persyaratan keamanan dan kualitas produk. Contoh dari solusi organisasi dan teknologi berbasis teknik yang komprehensif untuk pemasangan bangunan jangka panjang dalam “Manual” adalah pengalaman yang disajikan dalam pembangunan fasilitas peringatan di Bashkortostan - istana es Ufa Arena. Keunikan pemasangan struktur atap lengkung terletak pada organisasi asli proses perakitan dan pemasangan yang diusulkan oleh Vostokneftezavodmontazh OJSC, yang dilakukan bukan di atas tanah, seperti biasa, tetapi pada tanda desain (20 m) dengan selanjutnya “mendorong” balok yang diperbesar dengan berat lebih dari 500 ton menggunakan sistem dongkrak hidrolik. Metode pemasangan ini, pertama kali dikembangkan oleh JSC VNZM, memastikan kerangka waktu yang “optimal” untuk pembangunan fasilitas ulang tahun dan, yang paling penting, memungkinkan peralatan konstruksi berat milik kontraktor untuk merakit dan memasang struktur besar langsung pada posisi desain. Penggunaan alternatif, dalam hal ini sebagai pilihan, metode “mendorong” tradisional akan memerlukan penggunaan crane instalasi yang lebih kuat (SKG-160), yang secara praktis tidak mungkin dilakukan dalam kondisi infrastruktur kota yang ada. mikrodistrik tempat istana es dibangun.

Ciri-ciri struktur bentang panjang sebagai seperangkat parameter desain, bahan pembuatan dan dimensi keseluruhan dibahas di bawah ini menurut jenis-jenis struktur berikut, yaitu:

Balok;

Melengkung;

Papan struktural;

Sistem kabel-tinggal;

Pelapis membran;

Struktur tenda;

Penutup tenda.

1 Klasifikasi struktur bentang panjang

Klasifikasi struktur bentang panjang menurut jenis skema struktural untuk menutupi bangunan dan struktur diberikan dalam Tabel. 1, berisi informasi dasar yang mencirikan ruang lingkup penerapannya dan rentang cakupan yang dicakup oleh sistem ini. Ringkasan singkat dari setiap jenis struktur bentang panjang, dibedakan berdasarkan ukuran bentang, memungkinkan kita untuk mensistematisasikan kelebihan dan kekurangan yang melekat dan, pada akhirnya, menentukan kemungkinan “peringkat” dari solusi atap tertentu untuk bangunan yang sedang dirancang.

Penutup balok- terdiri dari balok struktur spasial melintang utama dan balok tengah datar - purlin. Mereka dicirikan oleh tidak adanya gaya dorong dari struktur pelapis, yang secara signifikan “menyederhanakan” sifat pekerjaan elemen penahan beban pada rangka dan pondasi. Kerugian utama adalah tingginya konsumsi baja dan tingginya konstruksi struktur bentang itu sendiri. Oleh karena itu, mereka dapat digunakan dalam rentang waktu hingga 100 m dan, terutama, di industri yang ditandai dengan kebutuhan untuk menggunakan derek di atas kepala yang berat.

Penutup bingkai Dibandingkan dengan balok, balok ini mempunyai ciri massa yang lebih rendah, kekakuan yang lebih besar, dan tinggi konstruksi yang lebih rendah. Dapat digunakan pada bangunan dengan bentang hingga 120 M.

Penutup melengkung Menurut skema statis, mereka dibagi menjadi 2 x, 3 x dan tanpa engsel. Bobotnya lebih ringan dibandingkan balok dan rangka, tetapi lebih berat

Kemungkinan menggunakan struktur spasial

Tabel 1

sulit untuk diproduksi dan dipasang. Karakteristik kualitatif lengkungan terutama bergantung pada tinggi dan bentuk lengkungannya. Ketinggian lengkungan yang optimal adalah 1/4...1/6 bentang. Garis besar terbaik adalah jika sumbu geometrinya bertepatan dengan kurva tekanan.

Bagian-bagian lengkungannya dibuat berkisi-kisi atau padat dengan tinggi masing-masing 1/30...1/60 dan 1/50...1/80 bentang. Penutup melengkung digunakan untuk bentang hingga 200 M.

Cakupan spasial dicirikan oleh fakta bahwa sumbu semua elemen penahan beban tidak terletak pada bidang yang sama. Mereka dibagi menjadi: kubah dan cangkang, dicirikan sebagai struktur penahan beban tiga dimensi, dibedakan berdasarkan operasi spasial dan terdiri dari permukaan dengan kelengkungan tunggal atau ganda. Cangkang dipahami sebagai suatu struktur yang bentuknya merupakan permukaan melengkung dengan ketebalan yang cukup kecil dibandingkan dengan permukaan itu sendiri. Perbedaan utama antara cangkang dan kubah adalah gaya tarik dan tekan muncul di dalamnya.

Kubah berusuk terdiri dari sistem rangka datar yang dihubungkan di bagian bawah dan atas dengan cincin penyangga. Tali pengikat atas rangka membentuk permukaan rotasi (bola, parabola). Kubah seperti itu adalah sistem pengatur jarak di mana cincin bawah dikenai tegangan, dan cincin atas dikenai kompresi.

Kubah berbentuk cincin berusuk dibentuk oleh setengah lengkungan berusuk yang bertumpu pada cincin bawah. Tulang rusuk tinggi dihubungkan oleh balok cincin horizontal. Lembaran lengkung dari beton ringan atau penghiasan baja dapat diletakkan di sepanjang rusuk penahan beban. Cincin penyangga biasanya terbuat dari beton bertulang dan pratekan.

Kubah cincin bergaris dengan sambungan kisi dirancang terutama dari struktur logam. Pengenalan sambungan diagonal ke dalam sistem elemen cincin berusuk memungkinkan distribusi gaya tekan-tarik dan tekuk yang lebih rasional, yang memastikan konsumsi logam yang rendah dan biaya penutup kubah itu sendiri.

Pelapis struktural digunakan untuk menutupi bentang besar untuk keperluan industri dan sipil. Ini adalah sistem inti spasial, yang dicirikan oleh fakta bahwa selama pembentukannya, dimungkinkan untuk menggunakan elemen yang berulang berulang kali. Struktur yang paling luas adalah jenis berikut: TsNIISK, “Kislovodsk”, “Berlin”, “MARCHI”, dll.

Penutup gantung(Teman-teman Dan membran) – elemen penahan beban utama adalah tali baja fleksibel atau struktur lembaran logam berdinding tipis yang direntangkan secara ortogonal ke kontur pendukung.

Kabel dan membran berbeda secara signifikan dari struktur tradisional. Keuntungannya meliputi: elemen yang diregangkan digunakan secara efektif di seluruh area penampang; struktur pendukungnya ringan, konstruksi struktur ini tidak memerlukan pemasangan scaffolding dan scaffolding gantung. Semakin besar bentang bangunan, semakin ekonomis desain pelapisannya. Namun, mereka juga memiliki kelemahannya sendiri:

Peningkatan deformabilitas lapisan. Untuk memastikan kekakuan lapisan, perlu diambil solusi desain tambahan dengan memasukkan elemen penstabil;

Perlunya penataan struktur pendukung khusus berupa kontur pendukung untuk menyerap “dorongan” dari kabel atau membran, sehingga meningkatkan biaya pelapisan.

Ketentuan umum

Bangunan bentang panjang adalah bangunan yang jarak antara penyangga (struktur penahan beban) penutupnya lebih dari 40 m.

Bangunan-bangunan tersebut meliputi:

− bengkel pabrik teknik berat;

− bengkel perakitan pembuatan kapal, pabrik pembuatan mesin, hanggar, dll.;

− teater, ruang pameran, stadion dalam ruangan, stasiun kereta api, tempat parkir tertutup dan garasi.

1. Ciri-ciri bangunan bentang panjang:

a) dimensi bangunan yang besar dalam denahnya, melebihi radius kerja derek pemasangan;

B) metode khusus pemasangan elemen pelapis;

c) kehadiran dalam beberapa kasus yang dilindungi sebagian besar dan struktur bangunan, rak, tribun stadion dalam ruangan, fondasi peralatan, peralatan besar, dll.

2. Metode mendirikan bangunan bentang panjang

Metode berikut digunakan:

a) terbuka;

b) tertutup;

c) digabungkan.

2.1. Metode publik terdiri dari kenyataan bahwa pertama-tama semua struktur bangunan yang terletak di bawah penutup didirikan, yaitu:

− rak (struktur tunggal atau bertingkat di bawah penutup bangunan industri untuk peralatan teknologi, kantor, dll.);

− bangunan untuk menampung penonton (di teater, sirkus, stadion dalam ruangan, dll.);

− pondasi untuk peralatan;

− terkadang peralatan teknologi yang rumit.

Kemudian penutupnya disusun.

2.2. Metode tertutup terdiri dari pelepasan penutup terlebih dahulu, dan kemudian pendirian semua struktur di bawahnya (Gbr. 18).

Beras. 18. Skema pembangunan gym (penampang):

1 – vertikal elemen penahan beban; 2 – lapisan membran; 3 – bangunan built-in dengan stand; 4 – derek jib bergerak

2.3. Metode gabungan terdiri dari pertama-tama melakukan semua struktur yang terletak di bawah penutup di bagian terpisah (pegangan), dan kemudian membuat penutup (Gbr. 19).

Beras. 19. Fragmen rencana pembangunan:

1 – penutup bangunan terpasang; 2 – rak; 3 – pondasi untuk peralatan; 4 – jalur derek; 5 – menara derek

Penggunaan metode konstruksi bangunan bentang besar bergantung pada faktor utama berikut:

− tentang kemungkinan penempatan derek pengangkat beban pada denah sehubungan dengan bangunan yang sedang dibangun (di luar gedung atau di dalam denah);

− tentang ketersediaan dan kemungkinan penggunaan balok derek (overhead crane) untuk konstruksi bagian internal struktur bangunan;

− tentang kemungkinan pemasangan pelapis jika ada bagian bangunan yang telah selesai dan struktur yang terletak di bawah pelapis.

Saat membangun bangunan bentang panjang, kesulitan khusus adalah pemasangan penutup (kerang, lengkung, kubah, cable-stayed, membran).

Teknologi konstruksi elemen struktur yang tersisa biasanya tidak menimbulkan kesulitan. Pekerjaan pemasangannya dibahas dalam mata kuliah “Teknologi Proses Konstruksi”.

Hal ini dipertimbangkan dalam kursus TSP dan tidak akan dipertimbangkan dalam kursus TVZ dan C serta teknologi penutup sinar.

3.1.3.1. TVZ berbentuk cangkang

Dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah besar ruang berdinding tipis struktur beton bertulang penutup berupa cangkang, lipatan, tenda, dan lain-lain. Efektivitas struktur tersebut disebabkan oleh konsumsi bahan yang lebih ekonomis, bobot yang lebih ringan, dan kualitas arsitektur baru. Pengalaman pertama dalam mengoperasikan struktur semacam itu memungkinkan kami menemukan dua keunggulan utama perkerasan beton bertulang berdinding tipis spasial:

− efektivitas biaya akibat penggunaan sifat beton dan baja yang lebih lengkap dibandingkan dengan sistem planar;

− kemungkinan penggunaan beton bertulang secara rasional untuk menutupi area yang luas tanpa dukungan perantara.

Cangkang beton bertulang, menurut metode konstruksinya, dibagi menjadi monolitik, perakitan-monolitik, dan prefabrikasi. Kerang monolitik seluruhnya dibeton di lokasi konstruksi pada bekisting stasioner atau bergerak. Monolitik prefabrikasi cangkang dapat terdiri dari elemen kontur prefabrikasi dan cangkang monolitik, dibeton pada bekisting yang dapat digerakkan, paling sering digantung pada diafragma terpasang atau elemen samping. Kerang prefabrikasi dirakit dari elemen-elemen pra-fabrikasi yang terpisah, yang, setelah dipasang pada tempatnya, disatukan; Selain itu, sambungan harus memastikan transfer gaya yang andal dari satu elemen ke elemen lainnya dan pengoperasian struktur prefabrikasi sebagai satu sistem spasial.

Kerang prefabrikasi dapat dibagi menjadi elemen-elemen berikut: pelat datar dan melengkung (halus atau bergaris); diafragma dan elemen samping.

Diafragma dan elemen samping dapat berupa beton bertulang atau baja. Perlu dicatat bahwa pilihan solusi desain untuk cangkang berkaitan erat dengan metode konstruksi.

Cangkang ganda(Gaussian positif) lengkungan, denah berbentuk bujur sangkar, dibentuk dari beton bertulang prefabrikasi berusuk kerang Dan gulungan kontur. Bentuk geometris cangkang dengan kelengkungan ganda menciptakan kondisi yang menguntungkan untuk kerja statis, karena 80% area cangkang hanya bekerja dalam kompresi dan hanya di zona sudut terdapat gaya tarik. Cangkang cangkangnya berbentuk polihedron dengan tepi berbentuk berlian. Karena pelatnya datar dan persegi, tepian berbentuk berlian diperoleh dengan menutup jahitan di antara keduanya. Pelat standar rata-rata dicetak dengan dimensi 2970x2970 mm, tebal 25, 30 dan 40 mm, dengan tinggi rusuk diagonal 200 mm, dan tinggi rusuk samping 80 mm. Pelat kontur dan sudut mempunyai rusuk diagonal dan rusuk samping yang sama tingginya dengan rusuk tengah, dan rusuk samping yang berdekatan dengan tepi cangkang mempunyai penebalan dan alur untuk keluarnya tulangan rangka kontur. Sambungan pelat satu sama lain dilakukan dengan mengelas pelepas rangka dari rusuk diagonal dan menyemen jahitan di antara pelat. Potongan segitiga tertinggal di pelat sudut, yang ditutup dengan beton.

Elemen kontur cangkang dibuat dalam bentuk rangka padat atau rangka setengah diagonal pratekan, yang sambungannya pada tali bagian atas dibuat dengan mengelas lapisan atas, dan pada bagian bawah - dengan mengelas outlet tulangan batang dengan miliknya. pelapisan beton selanjutnya. Dianjurkan untuk menggunakan cangkang untuk menutupi area yang luas tanpa penyangga perantara. Cangkang beton bertulang, yang dapat dibentuk hampir dalam bentuk apa pun, dapat memperkaya solusi arsitektur baik bangunan umum maupun industri.

Beras. 20. Skema geometris cangkang:

A– pemotongan dengan bidang sejajar dengan kontur; B– pemotongan melingkar radial; V– dipotong berbentuk berlian lempengan datar

Pada Gambar. Gambar 21 menunjukkan skema geometris untuk menutupi bangunan dengan kisi-kisi kolom persegi panjang dengan cangkang yang terbuat dari panel silinder.

Tergantung pada jenis cangkang, ukuran elemennya, serta dimensi cangkang dalam denah, pemasangan dilakukan berbagai metode, berbeda terutama dalam ada atau tidak adanya perancah.

Beras. 21. Pilihan untuk pembentukan cangkang silinder prefabrikasi:

A– dari panel berusuk melengkung dengan elemen samping; B– sama dengan satu elemen samping; V– dari pelat berusuk datar atau halus, balok samping dan diafragma; G– dari panel melengkung besar, balok samping dan diafragma; D– dari lengkungan atau rangka dan panel berkubah atau berusuk datar (cangkang pendek)

Mari kita perhatikan contoh konstruksi bangunan dua bentang dengan penutup delapan cangkang persegi dengan kelengkungan Gaussian positif ganda. Dimensi elemen struktur pelapis ditunjukkan pada Gambar. 22, A. Bangunan ini memiliki dua bentang yang masing-masing berisi empat sel berukuran 36 × 36 m (Gbr. 22, B).

Konsumsi logam yang signifikan untuk menopang perancah selama pemasangan cangkang kelengkungan ganda mengurangi efisiensi penggunaan struktur progresif ini. Oleh karena itu, untuk konstruksi cangkang hingga ukuran 36 × 36 m, digunakan konduktor teleskopik bergulir dengan lingkaran jaring (Gbr. 22, V).

Bangunan yang dimaksud merupakan suatu benda homogen. Pemasangan cangkang pelapis meliputi proses sebagai berikut: 1) pemasangan (penataan ulang) konduktor; 2) pemasangan rangka dan panel kontur (pemasangan, peletakan, penyelarasan, pengelasan bagian yang tertanam); 3) monolitisasi cangkang (pengisian jahitan).

Beras. 22. Konstruksi bangunan yang dilapisi cangkang prefabrikasi:

A– desain cangkang pelapis; B– diagram pembagian bangunan menjadi beberapa bagian; V– diagram operasi konduktor; G– urutan pemasangan elemen penutup untuk satu area; D– urutan konstruksi penutup pada bagian-bagian bangunan; I–II – jumlah bentang; 1 – rangka cangkang kontur, terdiri dari dua setengah rangka; 2 – pelat penutup berukuran 3×3 m; 3 – kolom bangunan; 4 – menara konduktor teleskopik; 5 – lingkaran konduktor jala; 6 – penyangga berengsel konduktor untuk pengikatan sementara elemen rangka kontur; 7 – 17 – urutan pemasangan rangka kontur dan pelat penutup.

Karena saat memasang pelapis, konduktor bergulir digunakan, yang dipindahkan hanya setelah mortar dan beton mengeras, satu sel bentang diambil sebagai bagian pemasangan (Gbr. 22, B).

Pemasangan panel cangkang dimulai dari bagian luar, bertumpu pada konduktor dan rangka kontur, kemudian dipasang panel cangkang yang tersisa (Gbr. 22, G, D).

3.1.3.2. Teknologi konstruksi bangunan atap kubah

Tergantung pada solusi desain, pemasangan kubah dilakukan dengan menggunakan penyangga sementara, metode berengsel atau seluruhnya.

Kubah bulat didirikan dalam tingkatan cincin dari prefabrikasi panel beton bertulang secara terpasang. Setiap tingkatan cincin, setelah perakitan lengkap, memiliki stabilitas statis dan kapasitas menahan beban dan berfungsi sebagai dasar untuk tingkat di atasnya. Kubah beton bertulang prefabrikasi untuk pasar dalam ruangan dipasang dengan cara ini.

Panel diangkat oleh tower crane yang terletak di tengah bangunan. Pengikatan sementara panel setiap tingkat dilakukan menggunakan perangkat inventaris (Gbr. 23, B) berupa stand dengan cowok dan turnbuckle. Jumlah perangkat tersebut tergantung pada jumlah panel di ring setiap tingkat.

Pekerjaan dilakukan dari perancah inventaris (Gbr. 23, V), disusun di luar kubah dan dipindahkan selama pemasangan. Panel yang berdekatan dihubungkan satu sama lain dengan baut. Jahitan di antara panel disegel mortar semen, yang pertama kali diletakkan di sepanjang tepi jahitan, dan kemudian dipompa ke dalam rongga bagian dalamnya menggunakan pompa mortar. Sabuk beton bertulang ditempatkan di sepanjang tepi atas panel cincin rakitan. Setelah mortar lapisan dan beton sabuk memperoleh kekuatan yang diperlukan, rak dengan penahan dilepas, dan siklus pemasangan diulangi pada tingkat berikutnya.

Kubah prefabrikasi juga dipasang secara berengsel dengan perakitan berurutan sabuk cincin menggunakan templat rangka logam yang dapat digerakkan dan rak dengan gantungan untuk menahan pelat prefabrikasi (Gbr. 23, G). Metode ini digunakan saat memasang kubah sirkus beton bertulang prefabrikasi.

Untuk memasang kubah, dipasang tower crane di tengah bangunan. Rangka templat bergerak dipasang di menara derek dan jalur lingkar yang terletak di sepanjang cornice beton bertulang bangunan. Untuk memastikan kekakuan yang lebih besar, menara derek diperkuat dengan empat penyangga. Jika jangkauan boom dan kapasitas angkat satu derek tidak mencukupi, derek kedua dipasang di jalur lingkar dekat gedung.

Panel kubah prefabrikasi dipasang dengan urutan sebagai berikut. Setiap panel, dalam posisi miring sesuai dengan posisi desainnya pada lapisan, diangkat oleh tower crane dan dipasang dengan sudut bawah pada lapisan las rakitan yang miring, dan dengan sudut atas pada sekrup pemasangan rangka templat. .

Beras. 23. Konstruksi bangunan dengan penutup berbentuk kubah:

A– desain kubah; B– diagram pengikatan sementara panel kubah; V– diagram pengikatan perancah untuk konstruksi kubah; G– diagram pemasangan kubah menggunakan rangka templat seluler; 1 – cincin penyangga bawah; 2 – panel; 3 – cincin penyangga atas; 4 – rak perangkat inventaris; 5 – pria; 6 – gesper putar; 7 – panel terpasang; 8 – panel terpasang; 9 – penyangga berlubang untuk mengubah kemiringan braket perancah; 10 – rak untuk pagar; 11 – palang braket; 12 – mata untuk memasang braket ke panel; 13 – rak pemasangan; 14 – penyangga penyangga; 15 – gantungan untuk memegang lempengan; 16 – rangka templat; 17 – penyangga derek; 18 – truk panel

Selanjutnya, tepi atas bagian yang tertanam di sudut atas panel disejajarkan, setelah itu sling dilepas, panel dipasang dengan gantungan ke tiang pemasangan, dan gantungan dikencangkan menggunakan turnbuckle. Sekrup set rangka templat kemudian diturunkan 100 - 150 mm dan rangka templat dipindahkan ke posisi baru untuk pemasangan panel yang berdekatan. Setelah memasang semua panel sabuk dan mengelas sambungan, sambungan ditutup dengan beton.

Sabuk kubah berikutnya dipasang setelah sambungan beton dari sabuk di bawahnya memperoleh kekuatan yang diperlukan. Setelah pemasangan sabuk atas selesai, lepaskan liontin dari panel sabuk di bawahnya.

Dalam pembangunannya juga menggunakan metode pengangkatan lantai beton dengan diameter 62 m seluruhnya dengan menggunakan sistem dongkrak yang dipasang pada kolom.

3.1.3.3. Teknologi konstruksi bangunan dengan atap cable-stayed

Proses yang paling penting dalam konstruksi bangunan tersebut adalah pemasangan penutup. Komposisi dan urutan pemasangan penutup cable-stayed tergantung pada komposisinya diagram desain. Proses terdepan dan tersulit dalam hal ini adalah pemasangan jaringan cable-stayed.

Struktur atap gantung dengan sistem kabel terdiri dari kontur penyangga beton bertulang monolitik; dipasang pada kontur pendukung jaringan cable-stayed; pelat beton bertulang prefabrikasi yang diletakkan pada jaringan cable-stayed.

Setelah tegangan desain jaringan penahan kabel dan pemasangan sambungan antara pelat dan kabel, cangkang berfungsi sebagai struktur monolitik tunggal.

Jaringan kabel terdiri dari sistem kabel memanjang dan melintang yang terletak di sepanjang arah utama permukaan selubung dengan tegak lurus satu sama lain. Pada kontur penyangga, kabel diamankan menggunakan jangkar yang terdiri dari selongsong dan irisan, dengan bantuan ujung setiap kabel dikerutkan.

Jaringan shell cable-stayed dipasang dengan urutan berikut. Setiap kabel dipasang di tempatnya menggunakan crane dalam dua langkah. Pertama, dengan bantuan derek, salah satu ujungnya, dikeluarkan dari drum dengan lintasan, diumpankan ke lokasi pemasangan. Jangkar kabel ditarik melalui bagian yang tertanam pada kontur penyangga, kemudian sisa kabel pada drum diamankan dan digulung. Setelah itu, dua derek digunakan untuk mengangkat kabel setinggi kontur penyangga, sekaligus menarik jangkar kedua ke kontur penyangga dengan winch (Gbr. 24, A). Jangkar ditarik melalui bagian yang tertanam pada kontur penyangga dan diamankan dengan mur dan mesin cuci. Kabel diangkat bersama dengan gantungan khusus dan beban kontrol untuk penyelarasan geodesi selanjutnya.

Beras. 24. Konstruksi bangunan dengan atap cable-stayed:

A– diagram pengangkatan kabel kerja; B– diagram tegangan kabel simetris yang saling tegak lurus; V– diagram penyelarasan kabel memanjang; G– rincian pengikatan akhir kabel; 1 – derek listrik; 2 – pria; 3 – kontur penyangga beton bertulang monolitik; 4 – kabel terangkat; 5 – melintasi; 6 – tingkat

Setelah pemasangan kabel memanjang selesai dan dilakukan pratarik dengan gaya 29.420 - 49.033 kN (3 - 5 tf), posisinya dilakukan verifikasi geodesi dengan menentukan koordinat titik-titik jaringan kabel. Tabel dibuat terlebih dahulu di mana, untuk setiap kabel, jarak titik pemasangan beban kendali pada selongsong jangkar dari titik acuan ditunjukkan. Pada titik ini, anak timbangan uji seberat 500 kg digantungkan pada seutas kawat. Panjang liontin berbeda-beda dan dihitung terlebih dahulu.

Ketika kabel yang berfungsi melorot dengan benar, bobot kendali (risiko pada kabel tersebut) harus berada pada tanda yang sama.

Setelah mengatur posisi kabel memanjang, dipasang kabel melintang. Tempat perpotongannya dengan kabel yang berfungsi diamankan dengan kompresi konstan. Pada saat yang sama, kabel penahan sementara dipasang untuk mengamankan posisi titik persimpangan cable-stay. Kemudian permukaan jaringan kabel diperiksa kembali kesesuaiannya dengan desain. Jaringan cable-stayed kemudian dikencangkan dalam tiga tahap menggunakan dongkrak hidrolik seberat 100 ton dan lintasan yang dipasang pada jangkar selongsong.

Urutan tegangan ditentukan dari kondisi tegangan kabel-kabel dalam kelompok, tegangan simultan kelompok-kelompok dalam arah tegak lurus, dan simetri tegangan kelompok-kelompok relatif terhadap sumbu bangunan.

Di akhir ketegangan tahap kedua, yaitu. Ketika kekuatan yang ditentukan oleh proyek tercapai, elemen prefabrikasi diletakkan pada jaringan cable-stayed pelat beton bertulang dalam arah dari tanda bawah ke tanda atas. Dalam hal ini, bekisting dipasang pada pelat sebelum diangkat untuk menutup lapisannya.

3.1.3.4. Teknologi konstruksi bangunan dengan pelapis membran

KE gantung logam pelapis mencakup membran lembaran tipis yang menggabungkan fungsi penahan beban dan penutup.

Keuntungan dari pelapis membran adalah kemampuan manufaktur dan pemasangannya yang tinggi, serta sifat operasi pelapisan dalam tegangan biaksial, yang memungkinkan untuk menutupi bentang 200 meter dengan membran baja yang tebalnya hanya 2 mm.

Elemen tarik gantung biasanya dipasang pada struktur pendukung yang kaku, yang dapat berbentuk kontur tertutup (cincin, oval, persegi panjang) yang bertumpu pada kolom.

Mari kita pertimbangkan teknologi pemasangan pelapis membran menggunakan contoh pelapisan kompleks olahraga Olimpiysky di Moskow.

Kompleks olahraga"Olimpiade" dirancang sebagai struktur tata ruang berbentuk elips 183x224 m Sepanjang kontur luar elips, dengan penambahan 20 m, terdapat 32 kolom kisi baja, dihubungkan secara kaku ke cincin penyangga luar (bagian 5 ×1,75m). Penutup membran digantung pada cincin luar - cangkang dengan kemiringan 12 m Penutup tersebut memiliki 64 rangka penstabil, tinggi 2,5 m, terletak secara radial dengan langkah sepanjang kontur luar 10 m, dihubungkan oleh elemen cincin - balok penopang. Kelopak membran diikat satu sama lain dan ke elemen radial “tempat tidur” dengan baut berkekuatan tinggi. Pada bagian tengah membran ditutup dengan cincin logam bagian dalam berbentuk elips berukuran 24x30 m, penutup membran dipasang pada cincin luar dan dalam dengan baut dan pengelasan berkekuatan tinggi.

Pemasangan elemen penutup membran dilakukan pada blok spasial berukuran besar dengan menggunakan tower crane BK-1000 dan dua buah balok pemasangan (dengan kapasitas angkat 50 ton), bergerak sepanjang ring penyangga luar. Sepanjang sumbu panjang, dua balok dirangkai secara bersamaan pada dua dudukan.

Ke-64 rangka pelapis penstabil digabungkan berpasangan menjadi 32 blok dengan sembilan ukuran standar. Salah satu blok tersebut terdiri dari dua rangka penstabil radial, balok penopang di sepanjang tali busur atas dan bawah, sambungan vertikal dan horizontal. Saluran pipa untuk sistem ventilasi dan pendingin udara dipasang di unit. Massa blok rangka penstabil yang dirakit mencapai 43 ton.

Balok penutup diangkat menggunakan balok penyebar, yang menyerap gaya dorong dari rangka penstabil (Gbr. 25).

Sebelum mengangkat balok rangka, mereka memberikan tekanan awal pada tali bagian atas setiap rangka dengan gaya sekitar 1300 kN (210 MPa) dan mengencangkannya dengan gaya ini ke cincin penyangga lapisan.

Pemasangan balok pratekan dilakukan secara bertahap dengan memasang beberapa balok secara simetris sepanjang jari-jari diameter yang sama. Setelah pemasangan delapan balok yang dipasang secara simetris bersama dengan spacer lintasan, balok-balok tersebut dibuka secara bersamaan dengan transmisi gaya dorong secara merata ke cincin luar dan dalam.

Balok rangka penstabil diangkat menggunakan crane BK-1000 dan pemasang kurang lebih 1 m di atas lingkar luar. Kemudian chevre dipindahkan ke lokasi pemasangan blok ini. Blok tersebut dilepas hanya setelah terpasang sepenuhnya pada cincin bagian dalam dan luar seperti yang dirancang.

Cangkang membran seberat 1.569 ton terdiri dari 64 kelopak sektor. Kelopak membran dipasang setelah pemasangan sistem stabilisasi selesai dan diamankan dengan baut berkekuatan tinggi dengan diameter 24 mm.

Panel membran sampai di lokasi pemasangan dalam bentuk gulungan. Rak penggulung terletak di lokasi pemasangan rangka penstabil.

Beras. 25. Skema pemasangan pelapis dengan balok yang diperbesar:

A- rencana; B- sayatan; 1 – pemasang chevre; 2 – singkatan dari perakitan balok yang lebih besar; 3 – pengatur jarak melintang untuk mengangkat balok dan memberi tekanan pada tali pengikat atas rangka menggunakan perangkat tuas (5); 4 – blok yang diperbesar; 6 – instalasi derek BK – 1000; 7 – cincin dukungan pusat; 8 – dukungan sementara pusat; I – V – urutan pemasangan balok dan pembongkaran traverse struts

Pemasangan kelopak bunga dilakukan secara berurutan dengan pemasangan rangka penstabil. Ketegangan kelopak membran dilakukan dengan dua buah dongkrak hidrolik dengan gaya masing-masing 250 kN.

Sejalan dengan peletakan dan pengencangan kelopak membran, lubang dibor dan dipasang baut berkekuatan tinggi(97 ribu lubang dengan diameter 27 mm). Setelah perakitan dan desain pengikatan semua elemen pelapis, lapisan itu dilepas, mis. pelepasan dukungan pusat dan kelancaran pengoperasian seluruh struktur tata ruang.