Роли в обвивката на сградата
В сградите със стоманени конструкции, греди и пояси са вторичните елементи, които поддържат покривната и стенната облицовка. Те са по-малко изпъкнали от основната рамка, но са критични за целостта, стабилността и дългосрочната-работа на обвивката на сградата.
Покривните греди са хоризонтални елементи, монтирани перпендикулярно на основната рамка, които поддържат покривните панели и пренасят натоварването на покрива върху гредите или гредите. Стенните обшивки са хоризонтални елементи на равнината на стената, които поддържат стенните панели и пренасят странични натоварвания от вятър към колоните или колоните от вятър. Те могат да споделят едно и също семейство C или Z профили, но функциите им, продиктувани от тяхното местоположение и среда на натоварване, са фундаментално различни.
Управляващи натоварвания и структурно поведение
| Артикул | Покривна греда | Стена Girt |
|---|---|---|
| Доминиращо натоварване | Вертикални гравитационни натоварвания (собствено-тегло, мъртво натоварване на покрива, сняг, активно натоварване на конструкцията) плюс засмукване от вятър нагоре | Хоризонтално налягане на вятъра и подветрено засмукване; вертикалните натоварвания са незначителни |
| Управляващи дела | Равномерно натоварване от сняг; повдигане на вятъра с долния фланец в компресия | Наветрено положително налягане; подветрено отрицателно засмукване |
| Граница на отклонение | Вертикални, обикновено L/150 без таван и L/200 с таван | Хоризонтална, обикновено L/150 |
| Поведение на секцията | Силно-огъване на оста при вертикално натоварване; проверка на стабилността при повдигане | Доминират огъването и срязването от хоризонтално натоварване |
Границите на деформация по-горе са стойностите, които обикновено се приемат в практиката за проектиране на студеноформована стомана, например в GB 50018 и в ръководствата за проектиране, базирани на AISI-, и трябва да бъдат потвърдени спрямо спецификацията на проекта.
Покривни греди: вертикално натоварване и повдигане от вятъра
Покривните греди са проектирани предимно за вертикални натоварвания: собствено натоварване на покрива, сняг и строителни натоварвания. Тъй като облицовката предлага малко ограничение срещу повдигане, засмукването на вятъра на покрива може да постави долния фланец на гредата в компресия, което прави повдигащата се кутия проверка на стабилността, както и проверка на здравината.
Стенни обшивки: хоризонтално налягане на вятъра
Стенните пояси се управляват от хоризонтално налягане на вятъра и засмукване, действащи върху повърхността на стената. Натоварването създава хоризонтални огъващи моменти и срязване, а вертикалното тегло на стенните панели обикновено е незначително в сравнение. Зоната на натоварване от вятър определя разстоянието между обшивките и размера на секцията.
Видове секции и конструктивни детайли
Раздели
Покривните греди обикновено са Z-секции, които могат да се припокрият върху опори, за да образуват непрекъснато много-действие, или C-секции, със заварени H-секции, запазени за дълги разстояния или големи натоварвания. Стенните обшивки са главно C-секции, с H-секции, използвани за дълги заливи или зони с силен-ветров. По-голям обхват или по-голямо натоварване от сняг изисква по-дълбока секция и по-дебела лента, за да устои на вертикално огъване и срязване.
Наколенки
Между долния фланец на гредата и долния фланец на гредата са монтирани наколенки за ограничаване на компресионния фланец при повдигане на вятъра. Тази подробност е характерна за покривните системи и е често срещан източник на проблеми, когато бъде пропусната.
Провиснали пръти
Провисналите пръти намаляват ефективната дължина-на слабата ос на елементите. Покривите обикновено използват дву-етажна подредба с диагонални пръти близо до билото и стрехите, докато стените използват едноетажна; диагоналните пръти за провисване също пренасят натоварванията от вятъра на фронтон към укрепването на покрива.
Отвори
Стените около вратите и прозорците трябва да бъдат подсилени или удълбочени, тъй като пътят на товара се прекъсва от отвора. Това е често срещан източник на проблеми на полето, ако детайлите не са проверени.
Материали, защита от корозия и монтаж
Материали
Горещовалцуваните и листовите профили обикновено използват Q235 или Q355 за GB/T 700 и GB/T 1591, или S235/S355 за EN 10025-2, докато ASTM A36 и A572 се използват, когато проектът следва практиката на САЩ. Студено{12}}формованите греди и пояси обикновено се изработват от високо{18}}якостни ленти, например класове G350 или G550 с минимална граница на провлачване от 350 MPa и 550 MPa по AS/NZS 4600 или еквивалентна поцинкована лента по EN 10346.
Защита от корозия
Тъй като изолацията, положена директно върху греди, създава риск от кондензация във влажни растения, покривните греди обикновено се нуждаят от по-висока защита от корозия, отколкото стенните греди. Горещо поцинковане по ISO 1461, с избрана маса на покритието според спецификацията на проекта и стандарти като AS/NZS 4680 или EN 10346, е стандартният подход във влажна или корозивна среда. Лента с метално-покритие с покрития от цинк-алуминиева сплав също се предлага, когато дизайнът го изисква.
Последователност на инсталиране
Първо се монтират покривни греди, наколенки и -системи за свързващи пръти, за да образуват стабилна пространствена единица, последвани от стенни греди. Равността на стенните облицовки определя плоскостта на външните стенни панели, сигнал за качество, който инспекторите проверяват внимателно на завършените сгради.
Принципи на подбор
Приоритет на натоварването: идентифицирайте управляващото натоварване в местоположението на елемента, вертикално и повдигане за покриви, страничен вятър за стени. Това е отправната точка на подбор и дизайн.
Систематичен подход: разгледайте елемента в рамките на цялата структурна система. Покривните греди образуват стабилна подсистема с наколенки и покривни скоби; стенните облицовки образуват ветро{1}}устойчива подсистема с вятърни колони и провиснали пръти.
Конструктивна гаранция: третирайте наколенките и прътите като структурни елементи, а не аксесоари. Тези малки детайли често са решаващи за цялостната стабилност и безопасност.
Икономическа рационалност: въз основа на безопасността и функцията изберете най-икономичния тип сечение за обхвата и натоварването, например чрез използване на ефекта на непрекъснато припокриване на C и Z секции.
Често задавани въпроси
Каква е разликата между сърмени конци и пояс?Покривните греди поддържат метални покривни панели и носят вертикални товари плюс повдигане от вятъра; стенните облицовки поддържат облицовката на стените и носят хоризонтално налягане и засмукване на вятъра. Имената отразяват местоположението и управляващата посока на натоварване.
Могат ли покривните греди да се използват взаимозаменяемо като стенни облицовки?Не директно. Въпреки че и двата използват C или Z профили, инженерните спецификации се различават: габаритите, шаблоните за пробиване на дупки и проверките на дизайна се основават на това дали елементът е изправен пред вертикална гравитация и повдигане или хоризонтален срез на вятъра. Замяната изисква повторна -проверка на секцията за новата посока на натоварване.
Защо Z секциите са често срещани на покривите и C секциите на стените?Z-секциите позволяват припокриване на ставите за непрекъснато много-действие върху покриви, подобрявайки ефективността при вертикални натоварвания. C-секциите предлагат чиста, равна рамка за стени и по-прости детайли на свързване, където преобладават хоризонталните натоварвания.
Защо са необходими наколенни скоби при връзките на-гредите?При повдигане на вятъра долният фланец на гредата е компресиран и може да се огъне. Скоби за коляно ограничават този фланец и пренасят натоварването върху гредата, предотвратявайки локална нестабилност на покривната система.
Какво цинково покритие се препоръчва за греди и первази?Масата на покритието трябва да бъде посочена според средата на проекта и стандарта, например ISO 1461 за горещо поцинковане или EN 10346 / AS/NZS 4680 за лента с покритие. Във влажни или корозивни среди обикновено се посочва по-висока маса на покритието, като например клас Z450, а предразположените към конденз{6}}покриви изискват същите грижи като външните стени.
Какви граници на деформация се прилагат за греди и пояси?Обичайната практика при студено{0}}деформирания дизайн е L/150 вертикално за покриви без тавани, L/200 с тавани и L/150 хоризонтално за стенни греди, според кодове като GB 50018 и ръководства, базирани на AISI-. Спецификацията на проекта може да наложи по-строги стойности.