ما هي الأنواع الشائعة لقواعد الأعمدة لبناء هيكل الصلب؟

تقدم هذه المقالة بشكل أساسي بعض النماذج والتصاميم والممارسات الشائعة لقواعد الأعمدة من بنية الصلب

تصنيف قاعدة الأعمدة الصلب

1. وفقًا لنوع الدعم ، يمكن تقسيمه إلى قواعد عمود متصلة بشكل صارم وقواعد العمود المفصلية.

2. وفقًا للنموذج الهيكلي ، يمكن تقسيمه إلى: قاعدة العمود المضمنة ، قاعدة الأعمدة الخارجية ، قاعدة عمود إدراجها ، وقاعدة العمود المكشوفة.

رype و Mechanical Properties ل عمود Base

(1) تربط قاعدة العمود المكشوف الجزء السفلي من العمود بلوحة قاعدة صلبة نسبيًا عن طريق اللحام ، والتي تم تثبيتها بمسامير مرساة مضمنة في الأساس الخرساني. كان هذا النموذج قيد الاستخدام منذ المراحل المبكرة من تطوير هيكل الصلب حتى اليوم. تقليديا ، يتم تصنيف قواعد العمود وتستخدم إما مفصلية أو متصلة بشكل صارم. ومع ذلك ، يصعب تحقيق التعبير الكامل ، أو على الرغم من أنه يمكن أن ينقل قدرًا معينًا من لحظة الانحناء ، إلا أنه لا يمكن أن يفي بظروف صلابة غير مباشرة تمامًا. من منظور ميكانيكي ، من الأنسب اعتباره اتصالًا شبه جامد. يظهر الشكل 1. الوضع الرئيسي لنقل لحظة الانحناء في هذا النوع من قاعدة الأعمدة في قاعدة العمود ، يتم تطبيق القوة المحورية ، لحظة الانحناء ، وقوة القص. يتم نقل التوتر والضغط من خلال التلامس بين لوحة قاعدة العمود والأساس الخرساني. يقاوم قوة القص من خلال الاحتكاك بين لوحة قاعدة العمود وسطح التلامس الأساس أو ينتقل بواسطة مسامير المرساة.

P1 مبدأ انتقال القوة لقواعد العمود المكشوفة

في معظم الحالات ، تكون لحظة الانحناء البلاستيكية في الجزء السفلي من العمود المحدد بواسطة محصول مسامير المرساة صغيرة نسبيًا مقارنة بلحظة الانحناء البلاستيكية بالكامل في المقطع العرضي لقاعدة العمود المكشوفة وجذر العمود. يتم تحديد السلوك الميكانيكي لقاعدة العمود تحت لحظة الانحناء بشكل أساسي من خلال أداء مسامير المرساة. يوضح الشكل 2. علاقة تشوه الحمل في الشكل 2. إذا تمكن الترباس المرساة تمامًا من تطوير تشوه البلاستيك بعد العائد تحت التوتر ، فستظهر خصائص قوة الاستعادة لقاعدة العمود المكشوفة تحت الأحمال المتكررة في الشكل 3. ومع ذلك ، في التصميم الهندسي الفعلي ، غالبًا ما تنكسر قاعدة العمود في الجزء الملولب قبل أن يضع القسم الضعيف من غلات الترباس المرساة ، أو أن هناك احتمالًا كبيرًا لسحب الترباس المرساة بسبب عدم كفاية التثبيت. في هذه الحالة ، من الصعب رؤية تشوه بلاستيكي كافٍ لقاعدة العمود.

P3 مرونة قواعد العمود المكشوفة تحت الأحمال المتكررة

(2) قاعدة العمود الاستعانة بمصادر خارجية

يتم لف قاعدة العمود الاستعانة بمصادر خارجية في الخرسانة المسلحة في حدود 2.5-3 أضعاف ارتفاع المقطع العرضي للعمود (الحد الأقصى لحجم المقطع العرضي) في أسفل العمود الصلب (الشكل 4). تم تصميم هذا النموذج من قاعدة الأعمدة كقاعدة عمود ثابتة ، وإذا تم تصميمه بشكل صحيح ، فيمكنه ضمان درجة التثبيت وحمل قاعدة العمود. يتم تحديد السلوك الميكانيكي لقاعدة الأعمدة بشكل أساسي من خلال السلوك الميكانيكي للخرسانة ملفوفة بأشرطة فولاذية.

P4 قاعدة الأعمدة الاستعانة بمصادر خارجية

(3) قاعدة الأعمدة المدمجة

تدمج قاعدة العمود المضمّن أسفل العمود الفولاذي بطول مكافئ لحوالي ضعف الارتفاع المستعرض في الخرسانة الأساسية. يتم تعزيز المنطقة المحيطة مع الخرسانة المسلحة (الشكل 5). من منظور راحة البناء ، يحتوي هذا النوع من قاعدة الأعمدة على المزيد من العمليات مقارنة بأشكال أخرى من قواعد الأعمدة ، مما يؤدي إلى جانب غير موات من فترة البناء. ومع ذلك ، فإن المفهوم الهيكلي واضح للغاية لأنه يمكن أن يفي بسهولة بمتطلبات تشكيل المفصلات البلاستيكية في أسفل العمود الفولاذي. لذلك ، طالما أن التصميم والبناء صحيحان ، فإن خصائص قوة الاستعادة لقاعدة العمود يمكن أن تعرض علاقة مستقرة على شكل المغزل. تتمثل اعتبارات التصميم الرئيسية في ضمان عمق قاعدة العمود وسمك الخرسانة المحيطة بالجزء المضمن من العمود الفولاذي.

ص 5 قاعدة الأعمدة المدمجة

(ص 6) يوضح خصائص قوة الاستعادة لقاعدة العمود عندما يتغير عمق الدفن للعمود وفقًا لما ذكره 1D و 2D و 3D (D: ارتفاع قسم العمود). تتغير خصائص قوة الاستعادة مع عمق الدفن لقاعدة الأعمدة ، ولكن إلى الحد الذي يصل فيه عمق الدفن إلى ضعف ارتفاع قسم العمود ، يمكن اعتبار أنه يصبح أساسًا شكل مغزل. من أجل النظر في الترابط مع الخرسانة المحيطة ، هناك أيضًا طريقة تصميم لبراغي اللحام على الجزء المضمن من العمود ، لكن البراغي تعمل فقط عندما يكون هناك فصل كبير بين الجزء المدمج من العمود الفولاذي والمحيط أسمنت. ضمن النطاق المتوقع من حمولة التصميم ، لن يحدث هذا الفصل الكبير ، لذلك يمكن اعتبار أنه لا يوجد مثل هذا التأثير في الأساس.

P6 استعادة خصائص قوة أقدام العمود المدمجة

تتعرض الخرسانة حول قاعدة الأعمدة المدمجة للحظة الانحناء وقوة القص التي تعمل في أسفل العمود ، مما يؤدي إلى ضغط كبير (انظر ص 7). لذلك ، من الضروري ضمان سمك الطبقة الخارجية لمنع اللكم وفشل القص. بالنسبة للعمود المركزي ، لا توجد مشكلة بشكل عام ، ولكن بالنسبة لعمود الحافة وعمود الزاوية ، يجب تحديد السمك الخارجي بناءً على الحسابات. إذا كان لا يمكن ضمان سماكة الخرسانة اللازمة بسبب مشكلات مثل المباني المجاورة أو الخطوط الحمراء ، فيجب استخدام تعزيز الصلب للتعزيز اللازم.

2 、 النقاط الأساسية لتصميم قاعدة الأعمدة والبناء

لضمان السلامة الزلزالية لعقد قاعدة الأعمدة ، من الضروري فهم الخصائص الميكانيكية لقاعدة الأعمدة تمامًا وتنفيذ التصميم والبناء بشكل صحيح.

للتصميم ، أولاً وقبل كل شيء ، من الضروري تحديد أداء قاعدة الأعمدة بوضوح تحت حالة حد الخدمة. ثانياً ، في الحالة النهائية لقدرة المحمل ، من الضروري النظر في أداء عمود الفولاذ وقاعدة الأعمدة. بمعنى أنه في ظل حالة الحد الأقصى للاستخدام ، يجب ألا تولد قاعدة الأعمدة المصممة كاتصال مفصلي لحظات الانحناء ، وإلى حد ما ، يجب أن تكون قاعدة العمود التي تعتبر اتصالًا ثابتًا قادرًا على التدوير ، والتي تنتمي إلى صلابة الاتصالات ويمكن أن تحمل لحظات الانحناء. بالإضافة إلى ذلك ، تخضع قواعد الأعمدة المعرضة العامة ، ومسامير المرساة ، وألواح قاعدة الأعمدة ، وما إلى ذلك. لا يمكن تحقيق اتصال جامد كامل. علاوة على ذلك ، في الحالة النهائية لقدرة تحمل ، ستحدث المفصلات البلاستيكية في قاعدة العمود ، والتي تتطلب قدرة دوران بلاستيكية أكبر. يجب إجراء التصميم التفصيلي لقاعدة الأعمدة وفقًا لمتطلبات سياسة التصميم.

لذلك ، لاستخدام تصميم حالة الحد ، يجب تقييم صلابة الدوران لقاعدة الأعمدة بشكل مناسب ، وينبغي النظر في تصلب قاعدة العمود في التحليل الهيكلي للحصول على القوة الداخلية للتصميم ، والقوة الداخلية التي تعمل على قاعدة العمود يجب أن يتم فهم بدقة. يعد التصميم المناسب للقوة المحورية ، والانحناء القصيرة ، وقوة القص شرطًا أساسيًا.

يتم وصف نقاط التصميم لأشكال مختلفة من قواعد العمود بشكل منفصل أدناه.

(1) قاعدة العمود المكشوفة

من الصعب للغاية تحقيق اتصال كامل أو اتصال جامد لقواعد العمود المكشوفة. ومع ذلك ، إذا تم استيفاء الشروط التالية ، يمكن افتراض قاعدة الأعمدة بشكل أساسي على أنها مفصلية: تحتوي لوحة قاعدة الأعمدة على صلابة كبيرة ، والتي يمكن أن تقمع تشوه محلي وتحديد طول مرساة مناسب ، بحيث يكون الجزء الملولب من لا ينكسر الترباس المرساة قبل أن يتطور تشوه البلاستيك داخل الطول الكامل لترمس المرساة ؛ يمكن أن يمنع الجزء اللاصق من الترباس المرساة في الأساس الخرساني تلف اللكم وتلف القص. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، يجب أن تكون قوة تحمل الشد من الترباس المرساة أكبر من توتر قاعدة العمود الناجم عن القوة الأفقية (دون النظر في تأثير الحمل المباشر). القيمة الأصغر من 1/2 من قدرة محمل العائد الشد للعمود. من الأفضل تعيين مفاتيح القص تحت لوحة قاعدة الأعمدة لضمان مقاومة القوى الأفقية.

عندما يتم تصميم قاعدة العمود المكشوف كقاعدة عمود مقاومة للانحناء ، يتم تحمل التوتر الناتج عن لحظة الانحناء بواسطة الترباس المرساة ، وسطح التلامس بين لوحة قاعدة العمود والخرسانة الأساس يحمل الضغط. في مرحلة التصميم الأولية ، يُفترض عمومًا أن لوحة قاعدة العمود هي مكون متصل صلب ، ويتم استخدام الترباس المرساة كتعزيز الشد ، ويتم استخدام مساحة لوحة الأساس كقسم عرضي للخرسانة المعززة عمود. بناءً على نتيجة الحساب هذه ، يتم تحديد المقطع العرضي الترباس المرساة. في هذه الحالة ، عندما يكون المقطع العرضي للعمود كبيرًا إلى حد ما ، فغالبًا ما يكون من الصعب اختيار مسامير مرساة سميكة بما فيه الكفاية لضمان القدرة الضرورية. لذلك من الصعب تصميم قاعدة عمود مع قدرة تحمل الانحناء أكبر من سعة التحمل الانحناء لقسم العمود. إذا كان من الممكن استخدام درجة معينة من مسامير المرساة عالية القوة ، فيجب حل هذه المشكلة. ومع ذلك ، بمجرد استخدام مسامير المرساة عالية القوة ، قد يتسبب ذلك في مشاكل في التصميم والبناء لمنع اللكم والفشل في الخرسانة الملموسة ، ومشكلة الضغط المفرط بين لوحة قاعدة العمود والخرسانة الأساسية أدناه ستنشأ . لذلك ، يتم تحديد سعة تحمل تصميم قواعد العمود المكشوفة في الغالب ليس من خلال سعة تحمل العمود ولكن من خلال سعة تحمل قاعدة العمود. في هذه الحالة ، يجب أن تصل سعة التحمل الثني لقاعدة العمود إلى 1/2 على الأقل من سعة التحمل للانحناء للعمود نفسه. بالإضافة إلى ذلك ، لضمان قدرة تشوه البلاستيك ، يجب أن يكون لمتطلبات تصميم البناء لكل جزء من قاعدة العمود نفس شروط الضمان مثل قاعدة العمود المفصلية المذكورة أعلاه. علاوة على ذلك ، في هذه الحالة ، من الضروري تقييم صلابة الدوران بشكل صحيح واستعادة خصائص القوة لقاعدة الأعمدة وتعكسها في تصميم الإطار.

بعد النظر في النقاط المذكورة أعلاه ، يكون المحتوى المحدد لمشاريع مختلفة متعلقة بتصميم قواعد الأعمدة المكشوفة كما يلي (راجع P 8 و P 9).

ص 9 مبدأ نقل القوة لقاعدة الأعمدة المدفونة الخارجية

1. الترويج بسبب استطالة الترباس المرساة

2. اللوحة السفلية لا تنتج تشوه الانحناء

3. لا يمكن أن يحدث فشل القص بدءًا من مكونات المرساة

4. لا أضرار للخرسانة فوق الأرض

5. قوة القص المقاوم مع مفاتيح القص

أ) لوحة قاعدة العمود

للتأكد من أن لوحة قاعدة العمود يمكن أن تحافظ على المرونة حتى في حالة القدرة في نهاية المطاف ، ولتحديد سمك اللوحة أو توفير التعزيز المناسب لهذا الغرض. نتيجة لذلك ، يمكن اعتبار اللوحة السفلية المصممة مكونًا جامدًا ، ويمكن إجراء تقييم تصلب قاعدة الأعمدة دون النظر في تأثير تشوه اللوحة السفلية. ومع ذلك ، فإن اللحام بين اللوحة الأساسية والعمود يعتمد اتصالًا ملحومًا بالكامل. تحت اللوحة الأساسية ، يمكن لحام أن يقاوم قوة القص التي تعمل عليها.

ب) مرساة الترباس

ب -1. مطلوب أن يتم إنشاء تشوه البلاستيك لقاعدة العمود بواسطة الترباس المرساة تحت حالة القدرة في نهاية المطاف.

صُنعت مسامير المرساة من مواد فولاذية مثل Q235B و Q355B والتي يمكن أن تضمن نسبة قوة العائد وقدرة تشوه البلاستيك.

تتم معالجة الجزء الخيطي من مسمار المرساة وتقسيمه في كلا طرفي الترباس المرساة للتأكد من عدم كسر الجزء الخيطي قبل أن يصل قضيب الترباس إلى العائد الكامل. طول قضيب الترباس هو أكثر من 25 ضعف قطره. تطبيق طلاء مضاد للصدأ أو التغليف على قسم قضيب الترباس. عند إصلاح لوحة قاعدة الترباس ، يتم استخدام المكسرات المزدوجة لمنع الدوران. تم تجهيز النهاية المضمنة في الخرسانة الأساس بمكونات ترسيخ لمنع الترباس المرساة من الانسحاب.

ب 2. تحت الحد الأقصى لحالة المحمل ، يجب إنشاء تشوه البلاستيك لقاعدة العمود بواسطة العمود

لا توجد قيود على القوة ونسبة العائد وقدرة تشوه البلاستيك لمواد الترباس المرساة. ومع ذلك ، يجب أن يضمن اختيار المساحة المستعرضة في الترباس المرساة أن لحظة الانحناء في العمود والإجهاد في الجزء المربوطة من الترباس المرساة الناجم عن قوة الشد في حالة الحد أقل من قوة العائد من قضيب الترباس المرساة.

قم بتثبيت الأجزاء الملولبة الطول الضرورية في كلا طرفي الترباس المرساة. يجب أن يفكر إعداد طول قضيب الترباس المرساة في منع التضرار من الخرسانة من خلال اللكم والقص بدءًا من نقطة تثبيت الترباس المرساة. عند إصلاح لوحة قاعدة العمود ، يتم استخدام المكسرات المزدوجة لمنع الدوران. يجب أن تكون الطرف المدمج في الخرسانة الأساسية مزودة بسحابات مرساة لمنع الترباس المرساة من الانسحاب.

C الأساس ملموسة

عندما يتعرض جزء العمود القصير على الخرسانة الأساس للضغط من لوحة أسفل العمود ، يجب ألا يتلف الجزء المشترك. لذلك ، يجب أن يكون هناك تضخيم كافي للحجم بالنسبة إلى لوحة قاعدة العمود. يجب توفير قضبان فولاذية إضافية على الجانب الخارجي من الترباس المرساة. بالإضافة إلى ذلك ، عند تحمل حالة الحد النهائي ، من الضروري ضمان العمق والعرض اللازمين لمنع فشل قص الخرسانة من نقطة تثبيت الترباس.

د. الحشو الأساس

ضمان تباعد كافٍ بين السطح العلوي للأساس الخرساني واللوحة السفلية للعمود لملء هاون. الملاط يتبنى قوة الهاون غير الانكماش.

أ) تأكد من أن موضع الطائرة وحجم طول البراغي المرساة المضمنة في الخرسانة الأساسية ب) علاج الوقاية من الصدأ من مسامير المرساة ج) الترابط لبراغي المرساة د) الختم (الحشو) من اللوحة السفلية للعمود والأساس الخرساني ه) تشديد والوقاية من الدوران من مسامير المرساة

كما ذكر أعلاه ، هناك العديد من المشكلات التي يجب معالجتها في تصميم وبناء قواعد الأعمدة المكشوفة ، ولا يمكن لأي منها تحقيق الأداء المطلوب. لذلك ، من الضروري فهم هذا تمامًا. لا سيما صعوبة شراء منتجات الترباس المرساة التي تلبي المتطلبات المذكورة أعلاه في السوق مشكلة رئيسية.

من ناحية أخرى ، هناك بالفعل أساليب بناء القدم المعرضة للعمود تأخذ في الاعتبار النقاط المذكورة أعلاه وفهم خصائصها الميكانيكية من خلال التجارب الهيكلية. تحديد وتطبيق تفاصيل التصميم الموحدة في البلدان الأخرى ، وتنفيذ نظام بناء مسؤول ، وضمان جودة البناء.

(2) قاعدة العمود الاستعانة بمصادر خارجية

يمكن لقاعدة العمود الاستعانة بمصادر خارجية (انظر ص 4) تلبية متطلبات التصميم للاتصال الصارم في أسفل العمود طالما يتم تنفيذ التصميم الصحيح على الخرسانة المسلحة للجزء الخارجي. وهذا هو ، لضمان ارتفاع يعادل 2.5 ضعف ارتفاع العمود المقطع العرضي. يتم التعامل مع قوة القص التي تعمل على العمود العلوي المقطع العرضي للخرسانة الخارجية كحمل مركّز يعمل على الخرسانة الخارجي من نوع الكابولي. صمم هذا بحيث يتم إرسال الإجهاد الذي يتحمله العمود الصلب إلى الخرسانة المسلحة المرفقة. في هذه الحالة ، يمكن أن تتحمل مسامير المرساة في أسفل العمود فقط القوة الداخلية أثناء التثبيت. من أجل ضمان نقل الإجهاد من العمود الصلب إلى الخرسانة المسلحة في الموضع العلوي ، يتم تثبيت قضبان الصلب المقوى في الأعلى ، ويتم تعزيز أشرطة الطولية في الزوايا الأربعة من الخرسانة الخارجية بأطواق في الأعلى ، مما يضمن سماكة طبقة واقية ضرورية (راجع ص 10).

(3) أقدام الفرع المدفونة

يجب أن تضمن قاعدة الأعمدة المدمجة (الرجوع إلى ص 5) عمق الدفن المكافئ لأكثر من ضعف ارتفاع قسم العمود. يجب أن يكون العمود الصلب المحيط بالجزء المدمج مزودًا بشكل مناسب بقضبان فولاذية. من خلال هذه التدابير ، يمكن تصميم قاعدة العمود مع قوة كافية ويمكن أن يحدث تشوه بلاستيكي في الطرف السفلي من العمود. وهذا يعني أنه من السهل نسبيًا تصميم قواعد الأعمدة التي تسمح لأعمدة الصلب بممارسة سعة تشوه البلاستيك. ومع ذلك ، تتطلب قاعدة العمود المضمنة العمود الصلب المضمن في الخرسانة الأساسية لنقل قوة تفاعل العمود الفولاذية إلى الخرسانة المحيطة من خلال الضغط ، مما يضمن عمق الدفن للعمود وسمك الخرسانة حول العمود هو النقطة الأساسية لـ التصميم (الرجوع إلى ص 7). إذا لم يكن عمق الدفن كافياً أو أن سماكة الخرسانة المحيطة بها صغيرة جدًا ، فسوف يتسبب ذلك في فشل قص القص للخرسانة ، وقد تتلف قاعدة العمود قبل أن يتطور تشوه البلاستيك بالكامل (راجع ص 11) .

ينقل الخرسانة حول العمود القوة من خلال الضغط المتبادل مع جسم العمود ، مما يتسبب في خروج محلي من تشوه الطائرة في لوحة الأعمدة. إنها طريقة جيدة لإضافة لوحة تقسيم تصلب (راجع الشكل 7) أو ملء العمود بالخرسانة في عمود فولاذي أقل قليلاً من الجزء العلوي من الخرسانة.

من خلال تصميم قاعدة الأعمدة المضمنة بشكل معقول ، يمكن تشكيل المفصلات البلاستيكية تحت حالة التحمل النهائية للعمود. لذلك ، يجب أن يكون للعمود نفسه قدرة تشوه بلاستيكية كافية. لذلك ، لا ينبغي استخدام الصلب الذي قد يتسبب في فشل هش في الحد الأقصى ، مثل أنابيب الصلب المربعة الباردة ، قدر الإمكان في هذا الموقف.

موقع إلكتروني: https://www.steelstructureonline.com

البريد الإلكتروني: qdxgz08@qdxgz.cn

Whatsapp/Tel: +86 17806251018