Как да използвам ъглов профил за структурно усилване?

Защо ъгловият профил е идеален за структурно усилване

Якост, издръжливост и товароносимост на стоманен ъглов профил

Ъгловите профили от стомана се отличават значително по конструкционна якост поради характерната си L-образна форма и здравословен материален състав. Двете перпендикулярни страни придават на тези профили естествена способност да устояват по-добре на усукващи и огъващи сили в сравнение с плоски или кръгли метални сечения. Начинът, по който разпределят теглото в рамките на своята конструкция, осигурява голяма якост без нужда от излишна масивност. Производителите често избират версии от валцовано на горещо или галванизирана стомана, тъй като те са устойчиви към ръжда и имат значително по-дълъг живот, дори и при постоянен натиск в продължение на дълги периоди. Това, което прави ъгловите профили толкова специални, е тяхната изключителна способност да поемат едновременно опънни и натискови сили. Затова инженерите разчитат на тях за важни конструкционни елементи като подпори за сгради, армирани греди и различни видове скоби, където нещата просто не бива да се местят или разрушават след години употреба.

Равностранен срещу неравностранен ъглов профил: Съгласуване на геометрията с пътя на натоварване и нуждите от подпори

При избора на ъглови профили за строителни конструкции инженерите обикновено избират между равни и неравни краци, в зависимост от начина, по който ще се прилагат натоварванията върху конструкцията. Ъгловите профили с равни краци, например с размери 4 инча по 4 инча и дебелина половин инч, осигуряват балансирана подкрепа, когато натоварванията действат равномерно върху конструкции като ферми, типични усилващи системи и съединения под прав ъгъл. В ситуации, когато натоварванията не са разпределени равномерно, инженерите използват ъглови профили с неравни краци, например 6 инча по 4 инча, също с дебелина половин инч. Те се прилагат при елементи като конзоли, изпъкнали от стени, покриви с наклон под необичайни ъгли или съединения, проектирани да поемат земетресни натоварвания. По-дългият край на тези ъгли се ориентира по посоката, в която ще действа основното напрежение, докато по-късият осигурява достатъчна допълнителна подкрепа, без да се губят излишни материали. Правилният подбор на геометрията има решаващо значение при работа със сложни схеми на натоварване, особено при важни обекти като сгради, които трябва да бъдат защитени от силни ветрове или земетресения. Става дума всъщност за осигуряване на безопасност на конструкциите, без да се харчат пари за излишно количество стомана.

Ъглов профил в първични конструктивни системи: рамки, фундаменти и интеграция с бетон

Армиране на бетонни греди, колони и основи с вграден или повърхностно монтиран ъглов профил

Компресивната якост на бетона няма равна — но ниската му опънна устойчивост изисква стратегическо армиране. Ъгловият профил ефективно изпълнява тази роля в греди, колони и основи, като е вграден по време на бетониране или монтиран повърхностно за ретрофит приложения:

• Лъчове: Вграден в опънната зона, ъгловите профили значително увеличават огъваемостта и контрола на пукнатините. Повърхностните конфигурации — често заварени към съществуващи дънки — се използват широко за усилване на остаряваща инфраструктура.
• Колони: Вертикални ъглови профили, свързани към арматурни каретки, подобряват способността за носене на осеви натоварвания и дуктилността, особено при циклични сейсмични натоварвания. Външно монтирани ъгли също осигуряват стягане, което подобрява поведението след достигане на границата на пластичност.
• Основи: Стратегически разположени на ръбовете или под концентрираните натоварвания на колоните, ъгловите пръти помагат за разпределение на натиска на лагера, смекчаване на диференциалното оседаване и намаляване на пукнатините в експанзивни почви.

Изборът между вградените и повърхностно монтираните методи зависи от фазата на проекта и целите на изпълнението:

Независимо от метода, целостта на връзката чрез заваряване, високопрочно болтване или съответстващо на ASTM епоксидно закрепване е от съществено значение за осигуряване на пълен прехвърляне на силата между ъгловата лента и бетонния субстрат. Лошите детайли компрометират цялата композитна система, подкопавайки очакваната производителност при експлоатация или екстремни натоварвания.

Ъгълната лента като критичен компонент на спирачката при съпротивление на странични сили

Къгли за покриви и краища на кабели: използване на ъгълна лента за стабилност на вятъра и сеизмичната стабилност

Стоманените ъгли играят решаваща роля за поддържане на стабилността на покривните системи. Те работят много добре при придвижването на тези сложни сили като рязане, повдигане и преобръщане през различни стави в структурата. Когато говорим за диагонални подкрепления, повечето спецификации изискват нещо като 3 инча на 3 инча на половин инча стоманени ъгли, които следват най-новите стандарти ASCE 7-22. Този вид подкрепление може да намали движението на покрива с около 40% когато се изправят пред тези силни ураганни ветрове. Формата на тези пръти в букви L им помага да издържат на изкривявания при земетресения, като поддържат непокътнатите форми на решетките и спират всякакви провали в верижната реакция. За правилното прехвърляне на товар в цялата система е важно връзките да се хванат за двете страни на ъгловата лента. Обикновено това означава да се използват заварки с пълно проникване или да се поставят двойки от силни болтове. В противен случай може да възникнат проблеми с неща, които се изплъзват от мястото си или части, които се изкривяват в точките на свързване с течение на времето.

Стенови решетки в конструкцията на леки рамки: решения за ъгълни пръти за съпротивление на рафтовете

Когато става въпрос за леки сгради, рафтовете остават един от основните начини, по които тези структури се провалят. Решетката се отнася до това как стените се изкривяват, когато се изтласкат отстрани. За да се справи с този проблем, ъглите създават триъгълни опори, които добавят твърдост към цялата система. Проучване от миналата година в списание "Структурно инженерство" показа нещо доста впечатляващо. Стомановата подкрепка на ъглите прави стените около 55% по-твърди, отколкото само дървото, което е доста скок. Освен това тези стоманени добавки работят точно заедно с обикновените методи за рамкиране, без да причиняват големи главоболие на строителите. За всеки, който иска да приложи това решение, има няколко важни неща, които трябва да се вземат предвид първо...

• Крайни стени на стените: Свързани ъгли засилват критичните възли за прехвърляне на товар
• Отвори: Ъглите, интегрирани в заглавията, преразпределят напрежението около прозорците и вратите.
• Сглобяване на панели: Непрекъснати ъгли преграждат пролуките в обвивките, осигурявайки равномерно действие на диафрагмата

Този подход гарантира надеждно спазване на ограниченията за отклонение на IBC и опростява модернизирането в съответствие с кода, особено когато добавянето на шперплат или OSB обвивка е непрактично.

Най-добри практики за монтиране на ъглови ленти в структурни приложения

Заваряване, болтови връзки и интегриране на котва Осигуряване на целостта на прехвърлянето на товар

Начинът, по който нещо се инсталира, наистина влияе на това колко надеждна ще бъде конструкцията с течение на времето. При работа със заварки за пълна проникновение заварките са задължителни, особено след тези процедури, квалифицирани по AWS D1.1, с съответстващи електроди. Това става много важно в райони, които са склонни към земетресения, където крехките фрактури могат да означават бедствие. За болтови връзки, имаме нужда от тези високопротивопоказани болтове (или A325 или A490) правилно затягани с калибрирани ключове за въртящ момент или оборудване за регулиране на напрежението. Ако са твърде свободни, ще има подхлъзване и евентуални проблеми с умората. Но ако се затискаш твърде силно, рискуваш да разкъсаш нитките. Закотвяването в бетон също изисква специално внимание. Уверете се, че използвате епоксидни материали, които са одобрени от ASTM D4885 и определете правилната дълбочина на вграждане според ACI 318 приложение D насоки, така че нищо да не се издърпа или разтваря по-късно. Преди да заключите всичко за постоянно, проверете отново подравняването, защото дори и леко различие в ъгъла от само 2 градуса създава ексцентрични натоварвания, които износват нещата по-бързо и намаляват действителния капацитет на натоварването. Изберете правилния метод на свързване въз основа на това какво трябва да се случи на всяка точка на съединението. Заваряването е най-добро за постоянни съединения, които носят тежки товари, болтовете са подходящи за части, които могат да се нуждаят от регулиране на полето, а котварите са идеални при работа с твърди бетонни повърхности. Правилното прилагане на този метод е от голямо значение, тъй като недостатъчното прехвърляне на товар е причина за почти 40% от проблемите, открити по време на проекти за модернизация на конструкциите.