Hybridní zdivo - Hybrid masonry - Wikipedia

3D pohled na hybridní zdivo typu I.

Hybridní zdivo je nový typ stavebního systému, který využívá navržený, vyztužený zdivo k vyztužení rámových struktur. Hybridní zdivo je obvykle implementováno pomocí betonové zdivo panely sloužící jako výztuha ocelový rám struktur. Základním konceptem je připevnění železobetonového zdiva k rámu z ocelové konstrukce tak, aby bylo možné do zdiva přenést určitou kombinaci gravitačních sil, nůžek na příběh a momentů převrácení. Statik si může vybrat ze tří různých typy hybridního zdiva (I, II nebo III) a dva různé typy ukotvení výztuže (a & b). V konvenčních ocelových rámových stavebních systémech je ocelový rámový systém odolný proti vertikální síle podporován v bočním směru ocelovým ztužením nebo ekvivalentním systémem. Když architektonické plány vyžadují umístění betonových zdí do rámu, je třeba vynaložit další úsilí, aby se zajistilo, že se zdivo vejde kolem ocelového rámu. Toto umístění obvykle nevyužívá strukturální vlastnosti zděných panelů. V hybridním zdivu nahrazují zděné panely konvenční ocelové ztužení, které využívá konstrukční vlastnosti železobetonových zdí.

Systém byl poprvé představen Davidem Biggsem, PE v roce 2007 na 10. severoamerické konferenci o zdivu a byl založen na historické konstrukci zdiva[1] a praxe ukotvení zděných stěn v ocelových rámech pro pevnost mimo rovinu.[2]

Typy

Existuje pět různých konfigurací hybridního zdiva. Skládají se ze tří různých hlavních typů se dvěma podmnožinami; první typ však neumožňuje obě podmnožiny. Tyto tři typy se skládají z různých podmínek omezení v ocelovém rámu a tyto dvě podmnožiny jsou založeny na ukotvení svislé výztuže ve zdivu.

Typ I.

Hybridní zdivo typu I nemá žádný přímý kontakt s ocelovým rámem. Z tohoto důvodu neexistují dvě podmnožiny této konfigurace. Příčné síly jsou přenášeny na zdicí desku ocelovými deskami, které jsou spojeny s podlahovými nosníky a připevněny ke stěně pomocí průchozího šroubu. Otvor v desce pro průchozí šroub je štěrbinový, takže gravitační zatížení není přenášeno na zdivo; svislá zatížení se pohybují pouze ocelovým rámem. Zděný panel tedy vezme z výše uvedených pater pouze střih příběhu a působí jako střižná zeď jednoho příběhu.

Ocelové plechy lze navrhnout dvěma způsoby. Pokud si konstruktér přeje, aby ocelová deska byla slabým místem, může být deska navržena jako pojistka. Pojistka by po uvolnění rozptýlila energii a byla by snadno vyměnitelná po extrémní události. Alternativně může být deska navržena tak, aby se nepoddávala dříve, než dojde ke značnému poškození zdiva. Silná deska by lokalizovala poškození zdiva.

Typ II

Hybridní zdivo typu II je svisle omezeno ocelovým rámem; po stranách panelu však stále existuje mezera mezi ocelí a zdivem. Svislý kontakt přenáší gravitační zatížení z nosníku na zděný panel a zvyšuje jeho pevnost v ohybu a ve smyku. Místo toho, aby desky přenášely boční sílu z oceli na zdivo, jsou na spodní stranu nosníku přivařeny smykové trny. Potom se injektážní malta použije k vyplnění prostoru mezi zdivem a ocelovým nosníkem. S tímto kontaktem je stěna vystavena střihovým namáháním, gravitačním zatížením a také převrácením momentů podobně jako spojitá smyková stěna.

Dvě podmnožiny hybridního zdiva typu II jsou typ IIa a typ IIb. Rozdíl mezi těmito dvěma systémy spočívá v tom, zda je svislá výztuž ukotvena do základny nebo do ocelového nosníku. U typu IIa je svislá výztuž ukotvena a může po její délce vyvíjet tažné síly. Svislá výztuž není ukotvena v hybridním zdivu typu IIb, a proto výztuž nemůže převzít sílu na napínací straně stěny. Místo toho podstoupí komprimaci horní část stěny.[3]

Typ III

Podobné hybridní zdivo typu II má hybridní zdivo typu III svisle. Kromě svislého kontaktu s nosníkem se pro vodorovné omezení používá také kontakt se sloupy. Na vnitřní straně sloupů jsou přivařeny smykové čepy, které přenášejí svislé síly, které jsou výsledkem axiálního zatížení ve sloupech i smyku ve zdi. Stěnový systém připomíná výplňové zdivo, pokud jde o izolaci v oceli, ale liší se tím, že je injektovaný a vyztužený, což umožňuje tvárnější odezvu.

Výzkum

Prof. Ian Robertson na University of Hawai'i -Mānoa (UHM) vyvinula a otestovala spojení ocelového plechu mezi zdivem. Výsledkem byla metoda návrhu pojistkové desky, která se poddává po celé své délce, s cílem vytvořit pojistku rozptylující tvárnou energii. Na UHM byly také provedeny zkoušky roztažení šroubů, aby se ověřila pevnost zdiva pomocí průchozích šroubů. Výzkumný tým na Rice University vyvíjí výpočetní modely pro studium hybridních zděných konstrukčních systémů. Prof. Larry A. Fahnestock a Daniel P. Abrams provádějí v experimentech v plném rozsahu experimentální zkoušky hybridního zdiva Síť pro simulaci zemětřesení (NEES) v místě University of Illinois v Urbana-Champaign.[4]

Viz také

Reference

  1. ^ Walkowicz, S. W. (2010). „Ocelové rámy se zděnými zdmi - historická perspektiva“. Konstrukce struktur 2010. 998–1012. doi:10.1061/41130(369)91. ISBN  9780784411308.
  2. ^ Biggs, David T. (červen 2007). „Hybridní zděné konstrukce“ (PDF). Sborník z 10. severoamerické konference o zdivu. St. Louis, Missouri.
  3. ^ „Hybridní zděné konstrukce“. Hybridní zděné seismické strukturální systémy. NEES. Citováno 2016-05-15.
  4. ^ Abrams, Dan P. (červen 2011). „NSF-NEESR Research on Hybrid Masonry Seismic Structural Systems“. Sborník z 11. severoamerické konference o zdivu. Minneapolis, MN.

externí odkazy