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伸缩缝要求将建筑物从什么分开

发布日期:2018-05-17|千赢国际娱乐小编
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  2017年1月,俄勒冈州中部一所小学的屋顶上大雪堆积,青岛千赢国际造成了六根横跨约75英尺的木屋顶桁架结构损坏。这些桁架在脚跟板上有一些螺栓连接故障,以及三个分裂和断裂的腹板元件也与它们的螺栓连接有关。据报道,屋顶上的积雪负荷约为每平方英尺40磅,而桁架最初设计为30磅/平方英尺。尽管有大量的雪荷载施加在桁架上,脚跟连接和腹板断裂,但它们并没有倒塌,也没有出现过度的挠度。在2017年1月进行初步评估后,其他工程师设计并指导了桁架的临时维修和稳定,以便能够继续使用,直到确定和实施永久维修为止。

  青岛千赢国际最初的桁架设计采用胶合层合(胶合)的木材单元,伸缩缝要求将建筑物从什么分开,用于顶部和底部的弦和腹板构件,用钢扣板和大(1/4英寸直径)螺栓连接木构件。这些桁架最初是按照1970年设计的。统一建筑规范(Ubc)并于1973年左右建造及投入服务。在1981年设计和实施的六根桁架中,每一座都有限的维修,以解决大螺栓附近木材构件的劈裂问题。

  从1970年的UBC到1986年国家木材建筑设计规范(NDS),已有设计1/4英寸直径螺栓木连接件的规定。从1991年NDS开始至今,规定的最大螺栓直径仅为1英寸。这一规范的改变是根据报道的大直径螺栓的现场问题进行的,20世纪80年代的研究结果表明,大直径紧固件在达到预期的螺栓连接承载能力之前,会在木材中引起垂直于晶粒的应力,从而导致木材开裂。

  其他工程师和学区对大直径螺栓连接不足表示关切,伸缩缝要求将建筑物从什么分开这表现在他们1981年的表现导致修理,以及2017年1月发现的性能问题。其他工程师主张完全拆除和更换桁架,而作者则认为桁架是可修复的。由于其他人对桁架确实是可修复的表示怀疑,作者建议,除了常规的结构工程计算证明充分性外,还可以进行全面的载荷测试,以证明修复后的桁架能够承受所需的设计载荷。Wiss,Janney,Elstner Associates,Inc.(WJE)受雇于学区,负责设计桁架的维修,进行全面的荷载测试,并在施工期间进行结构观察。修理的目的是解决由于施加在屋顶上的载荷造成的物理损害,以及提供升级,以减轻已知的大直径螺栓产生的潜在分裂问题。

  分析与维修设计

  在设计荷载作用下,对桁架进行了结构分析,以确定桁架单元(包括螺栓连接)的荷载效应。1973年时代的玻璃元件的许用应力是从1970年UBC开始的,这是在安装这种材料时生效的规范。此外,为供参考,许用应力被“转换”为当代的等价物,并根据设计负荷要求进行检查。

  采用下列方法确定螺栓连接的允许设计能力:

  计算1986年NDS的容量。这是最相关的NDS,规定螺栓直径大于1英寸.

  2015年nds后计算螺栓行撕裂确定紧固件群局部应力的非强制性附录E。这只适用于张力连接。

  在审查AITC技术说明8时,结构胶合板中的螺栓并详细回顾了其三项参考文献,在参考检验的基础上指定了一个经验调整因子,以降低1986年NDS的计算能力。

  根据第2项或第3项中较低的部分选择允许的螺栓连接设计值。

  当受设计荷载作用时,青岛千赢国际胶合板元件本身被发现在允许的范围内。一些螺栓连接的需求超过了容量。当需求超过允许能力时,设计改进以解决过应力状况。过应力最大的部位与观测到的物理损伤相对应,证实了模型的结果。根据分析,结果和修复方法分为两大类:

  从设计图纸中摘录下来,用于在现有螺栓周围添加HeadLOK螺钉,以夹紧木材和抵抗劈裂。

  如果设计要求超过允许螺栓连接能力的1%到30%,则在螺栓连接周围添加FastenMaster的附加HeadLOK木螺钉,以抵抗大直径螺栓引起的垂直于木纹的潜在张力。选择的头LOK的小直径轴(0.19英寸),大直径头(0.625英寸),短螺纹长度(2英寸)。伸缩缝要求将建筑物从什么分开小直径的轴不会促进分裂,大的头与其螺纹分开几英寸可以将胶合的木片夹在一起。木材抵抗垂直于谷物的张力的能力很低,因此没有允许的设计值。假设允许张力垂直于允许径向张拉应力等于允许径向拉应力表示能力,分析表明,附加HeadLOK超过两倍或三倍,取决于位置,能够抵抗螺栓平面上垂直于晶粒分裂的张力。

  当设计要求超过允许螺栓连接能力超过50%(没有结果在30%至50%之间)时,添加钢板以绕过原来的螺栓连接。这发生在所有桁架脚跟连接和所有第一桁架垂直脚跟向内。这种新型钢板用鞍钢360-10螺栓固定在现有的钢板上。钢结构建筑规范设计规定和螺丝现有木材使用辛普森强领带SDS螺钉.

  新的鞋跟板连接在底部弦和附加的头LOK安装在对角线底部表面。

  除了进行分析和计算以证明修复的充分性外,还进行了负载测试。

  负载测试

  修理过的桁架。

  在完成第一桁架的修复后,进行了负载测试,以验证修复的有效性,然后对其余五根桁架进行相同的修复。在ASTM E196-06的基础上开发了负载测试协议,地板和低坡度屋顶的重力荷载试验的标准实施规程,以及ANSI/TPI 1-2014附录B,现场选定桁架的抗荷载试验。荷载试验包括通过设置在屋顶上的充水池施加指定的试验荷载,以在桁架上施加荷载。然后对桁架进行监测,以确定是否有任何遇险迹象,并被用来测量由于施加荷载而产生的挠度。评估标准包括对桁架最大挠度的限制。第二个准则是卸载后最大残余挠度的限制,即回弹。最后,测试的部分是没有显示出故障的证据。

  最大叠加试验荷载为30 psf屋顶积雪设计荷载,当施加在桁架支流区域时,相当于30,453磅。测试所需水的总重量被确定为等于雪负荷(30,453磅)加上拆除的天花板瓷砖及其金属支撑栅(1,493磅)减去游泳池自重(215磅)。创造的水的总重量为31,731磅,相当于3,805加仑的水。

  在修复的桁架的荷载试验中,屋顶上充满水的水池。

  这种装载方法使用了五个预制造的870加仑容量的水池,大约尺寸为118英寸,79英寸,26英寸深。由于这五个水池将荷载放置在桁架跨度上的离散“补丁”位置,而不是理想的均匀雪荷载,因此对池的布置进行了分析,以最接近于均匀荷载的荷载效果。总重量被平分为五个池。承包商使用PVC管、配件和阀门制造了一个由五部分组成的歧管,以控制每个池的加水量。水池是用水管从一辆运水车上灌满的。水池中的水量是通过监测加仑流量计和测量水池中的水深来分配的。

  作为一种预防措施,在测试的桁架下面安装了柱子,延伸到混凝土楼板上。安装在桁架下面的柱子岸上有一个间隙,以便在载荷试验期间允许桁架挠曲。加载分四个阶段,分别占试验负荷的25%、50%、75%和100%。最后的测试负荷保持在原地6个小时。挠度测量采用锚固在地板上并延伸到桁架底部的电缆延伸传感器(弦盆)进行。测试后桁架中心的最大挠度为0.825英寸,相当于L/1090,明显小于建筑规范允许的挠度。

  修复后的桁架既满足最大挠度准则,又满足残余挠度准则,通过了荷载试验,在试验过程中无损伤或失效。

  总结和结论

  修理的目的是解决木材劈裂故障和缺陷与大直径螺栓在桁架。青岛千赢国际在战略位置增加了新的钢板,如螺栓连接处的自钻小直径螺钉,以固定螺栓周围的木材,并减少由于螺栓所施加的应力而导致木材开裂的可能性。作为修复过程的一部分,在一个桁架上进行了修复,并进行了验证性载荷测试,以证明修复能够抵抗全部设计负荷。大约32,000磅被放置在屋顶上,通过满是水的水池在桁架上放置,并保持了6个小时。在测试期间和测试后对桁架挠度进行监测,以记录恢复情况。桁架通过了荷载试验,伸缩缝要求将建筑物从什么分开并对其他五根桁架进行了类似的修复。修复方法采用了一种新的方法来加固大直径螺栓,从而大大提高其性能。修复比也被考虑的完全替换方案节省了大量的时间和金钱。

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