Блог

Көтеру қолданыстары үшін J болттардың беріктік дәрежелері мен жүктеме көтергіштігі

ASTM A307 және ASTM F1554 55/105 дәрежесі: Динамикалық көтергіш жүктемелерге созылу беріктігін сәйкестендіру

Көтеру қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін дұрыс ASTM стандартын таңдау өте маңызды. Біз көбінесе кездесетін A307 болттары шамамен 60 000 psi (фунт-квадраттағы фунт) тарту беріктігін қамтамасыз етеді, бірақ олар негізінен жылжымайтын немесе аз қозғалысқа ұшырайтын жеңіл жұмыстар үшін ғана жақсы жұмыс істейді. Алайда ғимараттарды динамикалық түрде салған кезде жұмысшылар F1554 стандарттарына жүгінеді. 55-ші дәрежелі болттар шамамен 55 000 psi аққыштық беріктігін, ал 105-ші дәрежелі болттар — әдеттегідей 105 000 psi аққыштық беріктігін қамтамасыз етеді. Бұл жоғары дәрежелі болттар құрылыс кезінде пайда болатын қатты, қатқыл кернеулерге төзімдірек. Құрылыс алаңында жұмыс істеген кез келген адам 105-ші дәрежелі болттардың соққылы жүктемеге төзімділігі 55-ші дәрежелі болттарға қарағанда шамамен 75% жоғары екенін біледі. Бұл крандар ауыр жүктерді көтере бастаған кезде анкерлердің шығып кетуін болдырмауда нақты айтарлықтай айырмашылық жасайды, нәтижесінде жалпы қауіпсіз операциялар қамтамасыз етіледі.

Циклдық көтерілу кезіндегі жүктеменің төмендеуі: Уақытша көтеру кезінде соңғы қабілеттің 60%-ы неге практикалық жоғарғы шегі болып табылады

Қайталанатын көтеру кезінде тұрақты жоғары-төмен қозғалыс материалдардағы апаттық зақымдану процесін жеделдетеді. Қазіргі кезде көптеген салалық стандарттар уақытша көтеру кезінде қолданылатын керілу шегін шектейді. Бұл нұсқаулар ACI 318-19 Қосымшасы D сияқты дереккөздерден алынған және PCI және Алдын ала керілген/бетондық бетон институты сияқты ұйымдар қабылдайды. Жұмыс керілуін материалдың соңғы шыдамдылығының 60%-ынан аспауы керек — бұл ереже. Бұл шектен асып кету ауыр салдарға әкеледі. 60%-дық белгіден әрбір қосымша 10% күтілетін апаттық өмірдің әртүрлілігін екі есе азайтады. Мысалы, 20 000 фунтқа есептелген Grade 105 J болтын қарастырайық. Сақтық шаралары бойынша, ол әрбір көтеру кезінде тек шамамен 12 000 фунт жүкті көтеруі керек. Бұл қауіпсіздік маржасы құрылыс алаңында нақты жағдайларда кездесетін әртүрлі бағыттағы болжанбаған факторларды ескереді. Мысалы, бетондағы кернеудің бірқалыпсыз таралуы, крандарды басқарған кезде жүктің бұрышындағы незік өзгерістер және желдің қағып кетуі сияқты факторлар осы сақтық шектерінің болуына себепші болады.

Сенімді J-бұрандалы анкердің көтеру кедергісі үшін енгізу және иілу дизайны талаптары

Дұрыс орнату геометриясы тікелей қирату құбылысының бетон ішінде немесе анкердің өзінде болатынын анықтайды. Екі өзара байланысты фактор — енгізу тереңдігі мен иілу конфигурациясы — динамикалық көтеру кезіндегі көтеру кедергісін анықтайды.

Динамикалық созылу кезіндегі ACI 318-19 және PCI бағдарламалары бойынша ең аз енгізу тереңдігі

ACI 318-19 стандарты статикалық созылу қолданыстары үшін кемінде болт диаметрінің 10 еселігіне тең тереңдікті негізгі талап ретінде орнатады. Ал уақытша көтеру операциялары жағдайында PCI Design Handbook (PCI Жобалау Қолжетімділігі) нақты 25–40 пайызға артық енгізу тереңдігін талап етеді. Неге? Себебі бұл көтеру циклдары стандартты талаптар ескермейтін қайталанатын кернеулер туғызады. Тереңірек енгізу көтеру кезінде бетонда микроскопиялық трещиналардың пайда болуын болдырмауға көмектеседі, сонымен қатар «конустық ыдырау» деп аталатын құбылысты ығытады — бұл құбылыс көтеру апаттары кезінде өте жиі бақыланады. Өткен жылғы Structural Safety Journal (Құрылымдық Қауіпсіздік Журналы) деректері бойынша, көтеру анкерлерімен байланысты тіркелген апаттардың шамамен үштен жетісі конустық бетондық ыдыраудан болды, ал осы проблемалардың әрқайсысы енгізу тереңдігінің жеткіліксіздігінен туындады. Тәжірибелік бақылаулар инженерлерге бетон қабатының астында не болып жатқанын да тексеруге мәжбүр етеді. Мысалы, арматура таспаларына тірелу немесе «балалық ұяшықты» (балалық ұяшықты) бетон аймақтарымен жұмыс істеу сияқты факторлар нақты пайдаланылатын енгізу ұзындығын шамамен 30 пайызға азайтуы мүмкін. Бұл жағдайда өзгерістерді дереу құрылыс алаңында енгізу керек, немесе кейде мүлдем басқа анкерлеу әдістерін қарастыру қажет.

90° және 180° иілу бұрышының геометриясы: Көтерілген кезде бетонның үзілу беріктігіне әсері

Иілу бұрышы керілу күштерінің бетон матрицасына қалай берілетінін анықтайды — және үзілуға қарсы төзімділікке маңызды әсер етеді:

• 90° иілулер тірек қысымын жалғыз нүктеде шоғырландырады, ол локальды қысылу қаупін арттырады — әсіресе 4 000 psi-дан төмен бетонда. «Анкердің өнімділігін қайта қарау» (2022) зерттеуінде 90° иілулермен салыстырғанда 180° конфигурацияларында үзілу конустары 25% тезірек пайда болатыны анықталды.
• 180° иілулер күшті иілген бет бойынша таратады, бұл тастану қосылысын кеңірек қамтиды және кеңірек, тұрақты үзілу конустарын қалыптастырады. Бұл конструкция 2,1 есе көп тарту күшін талап етеді, бұл 150%-дан астам шоктық жүктемелер кезінде — мысалы, қатты жел тұрғанда немесе крандың иілу арқылы айналғанда — қажетті төзімділікті қамтамасыз етеді.

180° конфигурациясының үлкен қатысу аймағы трещиналардың таратылуына қарсы ішкі резервтілік қамтамасыз етеді — бұл алдын ала дайындалған панельдерді тұрғыны бар аумақтардың немесе сезімтал инфрақұрылымдардың үстінен көтерген кезде қауіпсіздіктің шартты түрде қажетті маржасы.

Жоғарылату үшін J-бұрандаларды таңдаудың маңызды факторлары: бетонның беріктігі, орналасуы және анкердің бүтіндігі

Бетонның сығылуға беріктігі (≥3000 psi) және оның J-бұрандалардың көтеру қабілетіне тура әсері

Бетонның сығылған кездегі беріктігі J-бұрандалардың жоғары қарай тартылуға қарсы тұру қабілетіне үлкен әсер етеді. Бетонның беріктігі 3 000 psi-дан төмен болса, кернеу тікелей плитаның конус тәрізді бөлігін ажыратып алатын «шығу апаты» деп аталатын нақты проблема туындайды. Бұл тек ұсыныс емес. Жұмысшылар осы көрсеткішке жетуі тиіс, өйткені анкерлердің қалайытқан күштер әсерінде болжанған тәртіппен әрекет етуі үшін осы шама маңызды. Бұны дұрыс істеу үшін бетонды дұрыс сақтау, қоспаларды мұқият тексеру және цилиндрлерде алаңдағы сынақтарды жүргізу керек. Мәселе мынада: бұл жерде әртүрлі факторлар маңызды. Егер бетон дұрыс қойылмаған болса, немесе сақтау кезінде температура нормадан ауытқыған болса, немесе ылғалдылық деңгейі өте көп тербелген болса, нақты беріктік алаңда 15%-дан 25%-ға дейін төмендей алады. Ал қанықтырғыштың бетонмен жанасатын орнындағы осы әлсіз аймақ — дәл осы жерде проблемалар басталады.

Құрылыс көтергіштерінде J-бұрандаларды қашан қолдану керек — және қашан қолданбау керек

J-бұрандалар әлі де дәлелденген, құны төмен шешім болып табылады уақытша көтеру дайын бетон панельдерін, болат арқалықтарды және осыған ұқсас құрылымдық элементтерді — енгізу тереңдігі, иілу геометриясы мен бетонның беріктігі ACI 318-19 және PCI нұсқауларына сәйкес келген жағдайда. Олардың қарапайымдылығы мен жылдам орнатылуы оларды қысқа мерзімді, бақыланатын көтеру жағдайлары үшін идеалды етеді.

Дегенмен, J-бұрандаларды мыналар үшін қолданбаңыз:

• Тұрақты құрылымдық байланыстар үшін , мұндағы ұзақ мерзімді ползучесть, коррозия немесе сейсмикалық талаптар олардың есептік шегінен асады;
• Жоғары діріл бар орталар , мысалы, механикалық жабдықтардың негізі сияқты жерлерде, мұндағы шекті қабілеттің 60%-дан астамын қамтитын тұрақты циклдық жүктеме анкердің біртіндеп нашарлауына әкелуі мүмкін;
• Сейсмикалық белдеулер , мұндағы пластиктылық пен энергияны шашу талаптары ASCE 7-22 және IBC 17-тарауына сәйкес басы бар анкерлерге немесе кейіннен орнатылатын жүйелерге қарағанда үстемдік береді;
• Ұзақ қызмет ету мерзіміне арналған қолданыстар үшін , мұндағы коррозияға төзімділік маңызды — эпоксидті қапталған немесе шойын болаттан жасалған альтернативалар көтеруші қабілетті ондаған жылдар бойы сақтауға жақсырақ қолайлы.

3000 psi-ге тең немесе одан жоғары болатын бетондағы критикалық емес уақытша көтерулер үшін — расталған орналасу тереңдігі, 180° иілімдері және үшінші жақтың тексеруімен — J-бұрандалар сенімді, нормативті талаптарға сай жұмыс істейді.

Жиі қойылатын сұрақтар

ASTM A307 және ASTM F1554 55/105 дәрежелі J-бұрандалар арасындағы негізгі айырмашылықтар қандай?

ASTM A307 бұрандалары шамамен 60 000 psi тартылу беріктігі бар жеңіл, қозғалмайтын жүктер үшін қолайлы. Динамикалық жүктерге арналған қолданыста ASTM F1554 55 дәрежелі бұрандаларының ағу беріктігі 55 000 psi, ал 105 дәрежелі бұрандалары — 105 000 psi-ге дейін, бұл соққы жүктеріне қарсы кедергісін арттырады.

Уақытша көтеру кезінде соңғы қабілеттіліктің 60% шегі неге маңызды?

60% шегі қайталанатын көтерулер кезінде анкердің артық керілуін болдырмау арқылы усталу зақымдануын азайтуға және анкердің қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі. Бұл шекараның асып кетуі материалдың усталу өмірін екі есе қысқартуы мүмкін.

J-бұрандаларды қолданған кезде орналасу тереңдігі қаншалықты маңызды?

Анкердің орналасу тереңдігі көтерілген кезде анкердің бұзылуын болдырмау үшін маңызды, өйткені тереңірек орналасу бетонның трещиналануын және конустық ыдырауын болдырмайды, сондықтан сенімді көтеру қабілетін қамтамасыз етеді.

180° иілу геометриясын 90°-қа қарағанда қолданудың артықшылықтары қандай?

180° иілу геометриясы бетонмен үлкен әсер ету аймағы арқасында күштің таралуын жақсартады және соққылы жүктемелер кезінде ыдырауға қарсы төзімділікті арттырады.

Құрылыста J-тәрізді болттар қашан қолданылмауы керек?

J-тәрізді болттарды тұрақты құрылыстар, көп вибрациялы орталар, сейсмикалық белдеулер мен ұзақ мерзімді пайдалануға арналған құрылымдар үшін қолданбау керек, өйткені олардың ұзақ мерзімді коррозияға төзімділігі мен динамикалық жүктемелерді қабылдау қабілеті шектеулі.