EN
H балкны хэрэглээ болон бүтцийн давуу талын талаар ойлгох
Бүтцийн хүрээнд H балкныг яагаад тохиромжтой болгодог вэ?
H балкнууд нь хамгийн сайн тохируулсан H хэлбэрийн огтлол -оор хүндийг даах чадварыг сайжруулан үйлдвэрлэгдсэн. Өргөн ирмэгүүд нь вертикаль ачааллыг үр дүнтэй тараах бөгөөд зузаан төвийн ханан нь хажуу чийлэгч хүчийг эсэргүүцдэг тул ижил жинтэй I балкнаас 30–50% хүнд ачааллыг даах боломжийг олгодог (Ponemon 2023). Энэ өндөр харьцааны хүч-жишиг нь H балкнуудыг дараахь зүйлд тохиромжтой болгодог:
- Бат бөх вертикаль дэмжлэг шаарддаг олон давхар барилгын баганууд
- Муруйлтын хүчдэлд өртөмтгий урт даана бүхий цаасан бүрхүүл
- Хөдөлгөөнт эсвэл хүнд тоног төхөөрөмжийн ачаалалд өртөмтгий үйлдвэрийн платформууд
Тэдгээрийн бүтцийн үр ашгийг сайжруулснаар аюулгүй байдлыг алдагдуулахгүйгээр материал ашиглалтыг бууруулдаг тул орчин үеийн барилга хийхэд илүүд үзэдэг.
Худалдаа, үйлдвэрийн барилгын H-хэлбэртэй баганын өргөн хэрэглээний жишээнүүд
H-хэлбэртэй баганууд нь хүнд чийдэх тоноглолын цэгцлэлтийн ачааллыг зөв барьж чаддаг тул орчин үеийн агуулахуудын 78%-иас дээш хувьд гол дэмжлэг болон ашиглагддаг. Гол хэрэглээний тохиолдолуудад дараахь зүйлс орно:
- Өндөр барилга барилга : Осны чиглэлд үйлчлэх хүчний багтаамж чухал байх далайн гэрлийн гол бүтэц
- Бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх төв : Давтан хажуу ба вертикаль хүчдэлд тэсвэртэй автогаальт татуургын цэвэр балкууд
- Эрчим хүчний дэд бүтэц : Цахилгаан станцын турбины, генераторын дэмжлэгийн бүтэц
2023 оны салбарын судалгаагаар H-хэлбэртэй багануудыг ашигласан төслүүд бусад хэлбэртэй металл багануудтай харьцуулахад шаардлагатай аюулгүй байдлын заагийг хадгалж 12–18% илүү бага хэмжээний ган ашиглаж чадсан.
H хэлбэр бусад ган профайлуудаас давамгийлалтай тал
H хэлбэр нь бусад I хэлбэр болон хайрцаг хэлбэрийн профайлуудаас бүтэц, эдийн засгийн хувьд илүү давуу талтай:
| Фактор | H хэлбэрийн давуу тал | Ерөнхий Нөлөөлөл |
|---|---|---|
| Хажуу гадаргуун талбай | i хэлбэрээс 40–60% өргөн | Болттой холболтын тогтвортой байдлыг сайжруулна |
| Вебийн зузаан | ижил хэмжээний W балкасаас 20–35% зузаан | Газар хөдлөлтийн бүсэд хазайлтаас тэсвэртэй байдлыг сайжруулна |
| Үйлдвэрлэлийн хурд | гахилгаатай хайрцаг балкаснаас 50% хурдан суурилуулна | Томоохон төслүүдийн хүчний зардлыг бууруулдаг |
Энэхүү бат бөх чанар, суурилуулах ажиллагааны хялбаршилт болон материал ашиглалтын үр дүнтэй хослол нь инженерчид 50 тонноос илүү ачаа даах чадал шаардсан төслүүдэд H-хэлбэртийн балкуудыг зааж өгсөн тохиолдол 92%-ийг эзэлдэг шалтгаан юм.
H хэлбэртийн балкны суурилуулалт, эгнүүлэлтийн үндсэн зарчим
Ган балкны налуугийн болон байршлын нарийвчлал
H балкуудыг зөв тэнхлэгийн дагуу байрлуулах нь зүгээр чухал биш, харин бүтэц бүрэлдэхүүнийг хадгалахад маш ихээр чухал юм. Холбогдсон элементүүдийн хооронд ачаалал тараахад жижигхэн хазайлтууд, зарим тохиолдолд зөвхөн 3 миллиметртэй ч гэсэн сөрөг нөлөө үзүүлж болно. Энэ үед ихэвчлэн лазерын заагч болон гидравлик шахуургуудыг ашиглан өнцгийг нарийвчлалтай барьж, ерөнхийдөө хагас градусаас давахгүй байлгадаг. Энэ нь цэвэрлэлийн холбоосын хэсэгт хүч чиглэл зөв дамжихад тусалдаг. Бүх зүйлийг бат бэх болгохын өмнө ажилчид суурин дээрх анкерүүдтэй балкны төвүүд яг тохирч байгаа эсэхийг үргэлж шалгаж байх ёстой. Балкнууд зөв байрлаагүй үед нэмэлт унтарш хүч үүсэж, AISC-ийн өнгөрсөн жилийн судалгаагаар хүчний ачаалал бараг 20 хувиар нэмэгддэг. Ийм төрлийн ачаалал хугацаа өнгөрөх тутамдаа хуримтлагдаж, бүтцийн нийтлэг элэгдэл хурдан явагддаг.
H балкны байрлалыг тодорхойлоход барилгын зурагт оролцож буй үүрэг
Барилгын төлөвлөгөөнд ердийн байдлаар хамрагдахгүй буй нэгтгэлтийн байршил, камберийг тохируулах арга болон холболтын дарааллын талаар эдгээр босгоны зурагт илүү нарийвчлан заасан байдаг. Санах ойн тавилганы суурилуулгын талаар 2022 онд хийсэн судалгаа нь мөн сонирхолтой юм байлаа. Эдгээр тусгай үйлдвэрийн бэлтгэсэн босгоны баримт бичигтэй төслүүд барилгын талбарт ирэхэд стандарт архитектур зураг төлөвлөгөө л ашигласан төслүүдтэй харьцуулахад 32 хувийн цөөн өөрчлөлт шаардсан байна. Нөгөө их давуу тал бол эдгээр нарийвчилсан зурагт H хэлбэрийн балкийн байршлын тулд маш чухал байдаг тэлэлтийн зай, түр тулгуур зэрэг зүйлсийг шийдэж өгдөгт оршино. Энэ нь барилгын явцад механизмын болон цахилгаан системийг шат дараалан суурилуулах үед ирээдүйд гарч болох олон асуудлыг зогсооход тусалдаг.
Талбайн суурилуулгын дутагдал ба хазайлтын хязгаар
Ашиглах зориулалтаас хамаарч суурилуулгын дутагдал өөр өөр байдаг бөгөөд үйлчилгээний нөхцөлд ажиллагааг хангана:
| Хэрэглээ | Босоо дутагдал | Хэвтээ дутагдал | Эргэлтийн хязгаар |
|---|---|---|---|
| Дээврийн системүүд | ±10 мм | ±15 мм | 2° |
| Олон давхартах шалнууд | ±6 мм | ±10 мм | 1.5° |
| Краны тулгуур балкууд | ±3 мм | ±5 мм | 0.5° |
Эдгээр хязгаараас гарсан хазайлтуудыг засварлах шаардлагатай. Нийлмэл шалны хөндийн үйлдэлд сөрөг нөлөө үзүүлж, нийт системийн хатуужилтыг бууруулах боломжит 30 метр дээр 15 мм-ээс их нийлмэл эгзэгцгүй байдал.
Бүтэц, ачааллын шаардлагаас хамаарсан оптимал Н балкны зай
Хөндлөн огтлолын урт, ачааллын төрлөөс хамаарсан оптимал H балкийн зай
H балкиудын хоорондох зай нь гол тулан дээрх хөндлөн огтлолын уртаас болон ямар төрлийн ачаалал даах шаардлагатайгаас хамаарч тодорхойлогдоно. 12 метрээс богинох хөндлөн огтлолтой тохиолдолд ихэнх инженерчид квадрат метр тутамд 5 килоньютон (kN) хүртэлх идэвхитэй ачаалалтай үед 1.8-3 метрийн зайг сонгодог. Гэхдээ жишээ нь үйлдвэрийн том машинуудаас үүсэх цэгэн хэт их ачаалал байвал энэ зай багасаж, ерөнхийдөө 1.2-1.8 метр болтлоо багасна. Өнгөрсөн жилийн судалгаанд хийн балкны системийн талаар сонирхолтой дүгнэлт гарсан байна. Бүрэн бус балкны системийг ашигладаг 40%-иас дээш хувь нь 10:1-ээс 14:1 харьцаатай хөндлөн огтлол болон балкийн зайн харьцааг ашигладаг байна. Энэ нь материал алдахгүйгээр балкны муруйлтыг хэт их багасгахад (L/360-с бага байлгах зорилготой) тусалдаг.
Ачааллын тархалт H балкийн зайн шийдвэрт хэрхэн нөлөөлөх вэ
Бүтэц ачааллыг хэрхэн даахыг судлахдаа, амьд болон үхлийн ачааллуудын харьцаа нь зөв зайг тодорхойлоход маш их ялгаатай байдаг. Жишээ нь, хүмүүс явдаг, тоног төхөөрөмж шилжилж байдаг барилга (амьд/үхлийн ачааллын харьцаа 3:1) нь голдуу өөрчийн жин дээр тулгуурладаг бүтцүүдтэй харьцуулахад багануудыг ойролцоогоор 15-20 хувийн илүү ойр ойрхон байршуулах шаардлагатай байдаг. Одоо хавтгай дээр жигд тархсан ачааллын оронд цэгэн ачаалалтай ажиллах үед зүйлс сонирхолтой болдог. Эдгээр төвлөрсөн жингүүд нь хүчтэй стрессийн цэгүүдийг үүсгэж, ижил төрлийн жигд тархсан ачаалалд харьцуулахад багануудыг ойролцоогоор хагасаас гуравны хоёр хүртэл ойр байрлуулахыг шаарддаг. Бодит ертөнцөд хийсэн туршилтууд маш гайхамшигтай зүйлийг илрүүлсэн. Ижил хүрээний цэгэн ачаалал үед дунд хэсгийн муруйлтын хэмжилтүүд нь жигд ачаалал үед ажиглагддаг утгын бараг дөрвөн дахин хүрч байна. Энэ нь дизайн шатанд зөв тооцоолоогүй тохиолдолд ирээдүйд бүтцийн гэмтэл үүсгэж болзошгүй тул чухал ач холбогдолтой.
Хавтангийн зайласны нөлөө шал ба дээврийн системд
Н балкуудыг 3 метрээс илүү зайн дээр байрлуулахад шал нь хүмүүс тасралтгүй мэдэрч, орон дээр санаа зовж байдаг 8 Гц-ээс доошхи давтамжид хэвийн хэмжээнд хэлбэлзэх tends. Агуулахын шал бол өөр ярианы жишээ юм. 500 мм-ийн зайг сонгох нь шулуун байдлыг ойролцоогоор 34 хувийн сайжруулдаг ч, үүний эсрэг нь ойролцоогоор 22% илүү өртөгтэй байдаг. Дээврийн бүтэцтэй харьцуулахад нарийн 300 мм-ийн зай нь өргөн 600 мм-ийн байрлалтай харьцуулахад цасны ачаалалд тэсвэртэй байдлыг ойролцоогоор 40%-иар сайжруулдаг. Хяналтын хувьд? Энэ нарийн зай нь дулааны артерийн дагуу дулаан алдалтыг ихэсгэдэг. Бүтэцийн инженерүүд үйл ажиллагааны чадвар, суугчдын амгалан суух боломж, цаг хугацааны туршид энергийн зардалд үзүүлэх нөлөөний хооронд үргэлж тэнцвэрийг сахих хэцүү даалгавартай тулгардаг.
Материалын үр ашгийг бүтцийн бат бөх чанартай тэнцвэржүүлэх
Харин балгийн тоог багасгах нь анхдагч гангийн зардлыг 18–25% хэмжээгээр бууруулдаг ч, хэт өргөн зайтай байрлуулалт нь 12% тохиолдолд L/240-с хэтрэх тогтвортой хазайлтыг үүсгэх эрсдэлийг агуулдаг. Орчин үеийн загварчлалын арга нь аюулгүй байдлын зэх (≥1.67) хэмжээг алдалгүйгээр материал ашиглалтын түвшнийг 95%-д хүрэхийн тулд давталттай төгсгөлөг элементийн шинжилгээг ашигладаг. Энэ арга нь илүүдэл загварчлалыг хамгийн ихээр багасган, ASCE 7-22 ачааллын стандартад нийцэхийг баталгаажуулдаг.
H хэлбэрийн балгийн буруу байрлалын бодит ертөнцийн үр дагавар
Туршлагын жишээ: Ачааллыг буруу үнэлсэнтэй холбоотой H хэлбэрийн балгийн гэмтэл
2022 оны сард Даллас хотод цасны ачаас бараа хадгалах байшин буулт өгсөн нь H-хэлбэр баганы ачааллыг инженерүүд хэрхэн тооцоолоход анхаарах ёстой суурь алдаануудыг ил танилцуулсан. Шинжилгээний тайлангийн дагуу, баглаж буй баг цасны ачааллыг бараг хагасаар буруу тооцсон бөгөөд энэ нь AISC 360-16 зааврын дагуу квадрат метр тутамд 1.2 килоньютон ачаалал тэсвэрлэх чадалтай гэр бүтээцийн хувьд зөвшөөрөгдсөн аюулгүй байдлын стандартыг даван, баганыг илүү зайтай байрлуулсан гэсэн үг юм. Бүтэц унасан нь ойролцоогоор хоёр сая таван зуун мянган долларын хохирол учруулж, үйл ажиллагааг сэргээхэд бараг нэг жилийн сар шаардагдсан. Юу буруу болсныг авч үзэхэд хэд хэдэн том алдаа илрэв:
- Ачаалтын загварчлалд бүс нутгийн цаг агаарын өгөгдлийг оруулаагүй
- Нэмэгдсэн HVAC системийн жинг тооцохдоо алдаа гаргасан
- Хазайлтын шаардлагыг зөрчих (< L/240 гэрний системүүдэд)
Энэхүү хувь заяа нь анхны үе шатны загварчилалд бүрэн бүхэл ачааллын үнэлгээ хийх шаардлагыг онцлон харуулж байна.
Маргааны шинжилгээ: Практикт хэтэрхий зайтай байрлуулалт эсвэл хэт ихээр баталгаатай болгох
The 2023 оны Үндэсний Шингэн Гангаар Барилт Барих Эрхлэлийн Хурал хадгаламжит ба үр ашигтай зураглалын философиудын хооронд өсөн нэмэгдэж буй эвлэрлийг онцолсон. Нарийн H-хэлбэрт багана байршуулах талаарх санаачлагчид (стандарт офисын ачаалалд ойролцоогоор 4.5 м) аюулгүй байдал, давхардлыг чухалчлан авч үздэг бол үйл ажиллагааг суурилсан дизайн талбарын дэмжигчид материалын хэмнэлтийг хангахын тулд дэвшилтэт FEA хэрэгслүүдийг ашигладаг. Үндсэн солилцооны асуудлуудад дараахь зүйлс орно:
| Фактор | Илү-олон зай | Илү-инженерчлэлтийн өртгийн нөлөө |
|---|---|---|
| Материал ашигтай | 15–20% гангийн хаягдал | 8–12% төслийн нийт өртгийн илүү төлбөр |
| Бүтцийн давхардал | Хуульд нийцсэн ч үр ашгийн бус | Шаардлагагүй ачааллын багтаамж |
| Засвар үйлчилгээний зардал | +30% боолтын шалгалт | +18% амьдралын мөчлөлийн шинжилгээний төлбөр |
Өнөөдөр, иргэний барилгын инженерийн 72% 2024 оны ASCE-ийн судалгаа барилга барих үед зайны таамаглалыг баталгаажуулахын тулд бодит цагт хүчдэлийн сенсор ашигладаг гэж мэдэгдэж байна. Энэхүү холимог стратегийг төсөвт 0.5–1.5% нэмж оруулах шаардлагатай ч бүтцийн дутуу үйл ажиллагааны эрсдэлийг хамаагүй бууруулдаг.
Н-хэлбэр баганы талаарх асуулт хариулт
Н-хэлбэр баганыг гол төлөв юунд ашигладаг вэ?
Н-хэлбэр баганыг олон давхар барилгын хүрээ, үйлдвэрийн платформ, урт даанааны дээврийн систем зэрэг янз бүрийн бүтцийн хэрэгцээнд их ачааллыг даах чадвар нь сайн тул ашигладаг.
Н-хэлбэр багана I-хэлбэр баганаас ямар ялгаатай вэ?
Н-хэлбэр баганы ханын зузаан болон ирмэг нь I-хэлбэр баганаас илүү бөгөөд бүтцийн хэрэглээнд илүү их ачаалал болон тогтвортой байдлыг хангана.
Н-хэлбэр багана ашигласнаар ямар давуу талууд гарах вэ?
H-хэлбэр багана нь өөр төрлийн баганаас илүү харьцангуй хүчтэй, бүтцийн үр ашигтай, материал бага зарцуулах, хурдан үйлдвэрлэх боломжийг олгох эдийн засгийн давуу талыг бий болгодог.
H-хэлбэр баганыг суурилуулахад нарийвчлал яагаад чухал вэ?
Нарийвчилсан эгнэлт ба байршлыг зөв хийснээр хүчний төвлөрлийг болон бүтцийн гэмтлийг урьдчилан сэргийлж, барилгын бүтэн байдлыг болон үргэлжлэх хугацааг хангана.
Ачааллын тараалт нь H-хэлбэр баганын зайг хэрхэн нөлөөлөх вэ?
Баганын зайг амьд болон тогтвортой ачааллын харьцаагаар тохируулж, бүтцийн тогтвортой байдлыг хадгалж, илүү их хазайлт эсвэл хүчний төвлөрлийг сэргийлнэ.