הבנת העקרונות להנדסה מבנית שמאחורי חומות חסימת בלוקים

מדע ההנדסה שמאחורי מחסומים חסימים קירות

קירות בלוק קונקטר, הידועים גם כ- CMU (יחידת חניכיים) קירות, הם מהווים מרכיב מרכזי בבנייה למגורים ומסחריים כאחד, משום שהם מציעים כוח דחוס יוצא דופן, התנגדות אש, ועמידות לטווח ארוך. עם זאת, הביצועים שלהם תלויים הרבה יותר מאשר אבני ערימה - זה דורש הבנה עמוקה של מכניקה מבנית, מדע חומרי, ועקרונות גיאוטכניים.

מיצגים של חומת בלוק Concrete

קיר CMU הוא מערכת מורכבת שבה כל אלמנט חייב לעבוד בהרמוניה.

(FLT:0)Concrete Masonry Units (Blocks): FLT 1) בדרך כלל עשוי מלט פורטלנד, מצטברים ומים, בלוקים אלה באים בצורות שונות - ריק, מוצק, lintel, אג"ח, ויחידות פינה.
(FLT:0 Mortar:BuildFLT:1) תערובת של מלט, ליג, חול ומים המחברים בלוקים יחד. Mortar חייב להיות יכולת עבודה נאותה, שימור מים וכוח האג"ח. Type N, S, ומרגמה הם נפוצים, עם סוג S המציע את הקשר הגבוה ביותר עבור קירות מבניים.
(FLT:0) חיזוק: 1.FLT:1 rebar פלדה מפורש (בדרך כלל כיתה 60) להציב אנכית ואופקית בתוך תאים מחוסנים.
(ב) ,0) ,Grout:Grout:cioFLT:1 , תערובת נוזלית של מלט, חול ומים ממלאים את ליבת חלולים סביב rebar. Grout חייב לזרום בקלות ויש להם כווץ נמוך כדי להבטיח קוצר מלא של חיזוק.
(FLT:0)Bond Beams:FLT:1Buildtal להקות של בלוקים מחוסנים שקושרים את החומה יחד ומפיצו עומסים מאוחרים יותר.הם לעתים קרובות מכילים ריבר אופקי מתמשך והם ממוקמים ברמות הרצפה, רמות גג, ובמרווחים בקירות גבוהים.
(ב) ⁇ :0 ⁇ ואנקורג': ⁇ 1 (ב) קשרים מתכתיים, שכונות עוגן או רצועות המקשרות את הקיר לבסיס, הרצפה, מזחלות, מבנה גג וכל מי שקרוב למלכות בקירות חלל.

כל רכיב חייב להיות נבחר ולהתקין על פי מפרטים מהונדסים, שכן אפילו סטייות קטנות יכולות להתפשר על המשכיות נתיב עומס.

עקרונות היסוד

המונחים: loading Distribution

קירות בלוק קונקטר נועדו בעיקר להתנגד לדחיסה.כאשר עומס אנכי - החל מגג הדרים, הרצפה רצים, או קירות עליון - מוחל, הוא נוסע דרך בלוקים ומפיץ לתוך הבסיס.נתיב העומס חייב להיות ישר ולא מעצור.כל אי-השמדה, עובי משותף מרגמה, או ריקנות במרווח יכול ליצור ריכוזים שמובילים לפצח או לנפץ את המהנדסים הדרושים כדי לדחיסה (ה) לאחר הדחיסה של אזור הקירבה (ה מוצקה) של שטח הקיר).

האקסצנטריות של העומס האנכי חשובה גם כן.אם קרן נושאת על הפנים הפנימיות של קיר ולא מרכזו, יש להתנגד לרגע ההפוך שנוצר על ידי חיזוק או עובי קיר.מסיבה זו, לוחיות ומכשירים מרכזיים משמשים לעתים קרובות.

עקבו אחרי Load Resistance

קירות חייבים גם להתנגד לכוחות האופקיים מן הרוח, רעידות אדמה וקרקע (בשמירה על יישומי קיר) חומות בלוקים קונקרטט מתנהגים כתותחים אנכיים או כחלק ממערכת קיר של שר.

(FLT:0Bending Resistance:FLT:1 ובאופן מעשי חיזוק באזור המתח של הקיר מספק יכולת רבייה.ההנחה היא שהמגנדרי לוקח את הדחיסה ואת ה-Rebar לוקח מתח, להרכיב זוג פנימי.הכוח הגמישות הוא פונקציה של גודל ריבור, ספיגה, ואת המודולוס של קרע של המנסון.
[ה] התנגדות של שיר: [ה] מנרי עצמו יש כוח עז מוגבל.התגבורת ההוריאנט, אגרות חוב, ושורשים מחוסנים מגבירים את יכולת ההיסטריה. קודים רבים דורשים חיזוק מינימלי באזורים הססיסטיים (למשל, בר אופקי מתמשך בכל קורס שני).
(FLT:0) הפעולה של אדפגזם: FLT:1 בבניין, גג ורצפה מזחלות (concrete or Wood) פועלת כ ⁇ ם אשר מעבירים עומסים מאוחרים יותר לקירות.הקירות מעבירים את העומסים האלה לבסיס.

עיצוב עומסים מאוחרים יותר הוא גבולות עקרונות המדינה: החומה לא צריכה לעלות על הלחץ הניתן על פי עומסי שירות, וחייב להיות שולי של בטיחות נגד כישלון מוחלט.

חיזוק ודוכסות

ממזר בלתי נשלט הוא מתפתל ויכול להיכשל לפתע. Reinforcement מציגה דוקטריות - היכולת לפענוח באופן מפלסטיק ללא אובדן יכולת חיפוי עומס.זה קריטי באזורים סיסמיים. עיצוב מהנדסים מחזק קירות מנדרי עם גורם דוקטריליות (לעיתים קרובות 2 עד 4) אשר מפחית את הכוח הסימנטליזם העיצוב.

יחסי חיזוק מינימליים (החל מ- 0.07% ל- 0.3% משטח הקיר הגולמי, בהתאם לקוד).
אורך הפיתוח של ריב (הוקס או הסחף הישר) לפתח כוח תשואה מלא.
ניקוי ברור נכון בין ברים כדי לאפשר זרימת גרוט ומעבר מצטבר.
Lap splices רק איפה מותר ומספיק אורך.

גרלוט חייב לבודד לחלוטין את החבל כדי למנוע קורוזיה ולהבטיח פעולה מורכבת (FLT:0) המכון האמריקאי לקונקרטט (ACI) 530/TMS 40203FLT:1 מספק דרישות עיצוב מקיף עבור מנסון חזק.

שיקולים מתקדמים

גובה קיר, סלינדרנס, ו Buckling

ככל שגובה הקיר עולה, הסיכון של קריסה תחת עומס אקסקלי גדל.מהנדסים משתמשים ביחס הזחלות (גובה יעיל מחולק על ידי עובי יעיל) כדי לקבוע את היכולת. קירות מייסון הם בדרך כלל לא-sway (מוח) או sway (לא מוחץ) עבור קירות גבוהים מאוד - כגון אלה במחסנים או התעמלות - תמיכה בינונית מאוחרת יותר (מפרקים, קירות בלתי-מוח) או רצפה (מחצובים) נדרשים לקירות שאינם מחוסנים).

חישובים במגנרי לשקול את הקטע המפונק לאחר מתח מתפתח; הרגע הצמצם של אינרציה משמש חיזוק נוסף לאורך פני הדחיסה יכול לעזור לשפר את ההתנגדות.

עיצוב סיסמית

רעידות אדמה מטילות עומסים מאוחרים מחזוריים שיכולים לגרום ל-Shear, רוקינג, או משיכת יתר.הוראות עיצוב סיסמית'י לקירות בלוק קונקרטי כוללים:

(FLT:0) חיזוק אנכי: FLT:1, לעיתים קרובות צוין בגודל בר מינימלי וספאם, כגון 4 ב 48 אינץ ', או גבוה יותר ליד פתחים.
(ב) חיזוק ההוריזון: FLT:1IR חייב להיות רציף בדבורים של אג"ח ולעתים קרובות בכל קורס או כל קורס אחר באזורים סיסמיים גבוהים.
קירות ה-FLT:0 (ה-Shear Walls: FLT:1) חייבים להיות מעוצבים כחלק מכוח רדיאלי מוחלט העומד בפני המערכת.
(FLT:0) ⁇ לעומת diaphragms קשיחים:FLT ( 1:1 סוג בניית הרצפה משפיע על האופן שבו כוחות מחולקים לקירות.ריגיד diaphragms (הזחלים המזהמים) להפיץ כוחות באופן יחסי לנוקשות קיר; דיסלקטים גמישים (עץ שהיא מתמוטטת) מתחלקים על פי שטח טריאבלרי.
(FLT:0) מגבלות: סחף בין-קומה 1:1 לא צריך לעלות על ערכים כתובים קוד (בדרך כלל 0.007 ל-025 פעמים גובה הסיפור) כדי למנוע נזק לאלמנטים לא-מבנה.

ה-FLT:0 (ACI 530-13/TMS 40203FLT) 1 כולל דרישות ספציפיות של מפרט סיסמי, כגון ניתוק חיזוק בתוך שליש האמצעי של גובה הקיר ומספק חיזוק קישור מחוסנים בקצה הקירות.

תגית: Wind Load Design

אירועים רוחיים גבוהים כמו הוריקנים וטרנדוס כפופים לקירות משמעותיים בחוץ (התקפה) ובתוך (לחץ) כוחות CMU חומות CMU יש לתכנן כדי לעמוד בפני ההשפעות המשולבות של הרוח וכוח הכבידה. מהנדסים משתמשים בסטנדרט ASCE 7 כדי לקבוע לחץ רוח מבוסס על מיקום בנייה, קטגוריה, גובה וגורם חשוב.

תשומת לב מיוחדת נדרשת לחיבורים אל גג diaphragm: יש להטמיע את הבריונים בתאים מעוטים וקשורים לתגבורת האופקית המתמשכת בקרן האג"ח העליונה.

השפעות עליות ומוסטיות

בלוקים קונקרטיים, מרגמה ו- grout כולם מתרחבים וחוזה עם שינויי טמפרטורה ולחות. התכווצות יבשה היא דאגה מסוימת כי זה יכול לגרום לפצח אם הקיר מרוסן.מהנדסים מציינים את השליטה המשותפת (הפעפיים הטרופים המולאים עם חותם) במרווחים קבועים - באופן זמני 20 עד 25 רגל בנפרד - כדי להקל על לחץ משותף.

עמידות לקפאה-תאווה היא בעיה קריטית נוספת.בלוקים חייבים להיות בעלי שיעור ספיגה נמוך (בדרך כלל פחות מ-5% ספיגה במים על ידי משקל לאזורים קשים במזג אוויר) מרגמה אווירי וגראאוט גם לשפר את ההתנגדות לקפאה.

Foundation and Soil אינטראקציה

יכולת וסידור

הקרן תחת קיר בלוק קונקרטי חייבת להיות מספיק יכולת לשאת תמיכה בעומס הקיר כולו בתוספת כל עומסים על-חוששים.מהנדסים מבצעים בדיקות קרקע כדי לקבוע לחץ על נושאות אפשרי. באדמה בסיכון נמוך, רצועה פשוטה של בטון שפך הוא אופייני; באדמה חימר או מרחיבה, יסודות עמוקים יותר או קוצים קידוח עשויים להיות נחוצים.

התיישבות שונה – שבו חלק אחד של קיר מתיישב יותר מעוד – גורם לסר סדקים ודלתות מחוספסות / דלתות.כדי לצמצם את זה, יסודות נועדו עם חיזוק לנקודות רכות אפשריות.

לחץ כדור הארץ (Retaining Walls)

כאשר חומת בלוק קונקרטית משמשת לשימור כדור הארץ (קירות יסוד, קירות גן וכו '), היא חייבת לעמוד בפני לחץ קרקע אופקית.יש שתי גישות עיצוב: קירות כבידה וניתןיוור (reinforced) קירות.האחרון נפוץ יותר עבור קירות גבוהים יותר.החיזוק ממוקם בצד המתח (הפנים הפנימיים ליד הקרקע הנמשמרת).

המונחים: heave Prevention

באקלים קר, כפות הרגליים חייבות להתרחב מתחת לקו הכפור כדי למנוע מכבשים את הקיר.עבור קירות כי הם טעון אור (כמו גדרות או קירות גן), בסיס עמוק יותר או שכבת בידוד סביב כף הרגל עשוי להיות נדרש.

שיטות בנייה המשפיעות על אינטגרליות סטרקטיבית

איכות משותפת

מפרק המרגמה חייב להיות מלא לחלוטין ועובי אחיד (בדרך כלל 3/8 אינץ ') מרגמה מפרקי (שנודד) או מפרקים עבים מדי להפחית כוח דחוס.פרקים (concave, V בצורת) דחוסים את פני השטח של מרגמה, שיפור התנגדות מים.עבור קירות מבניים, המרגמה צריך להיות מיושם עם מיטה מלאה וראשים מלאים חמאה על כל בלוקים משותפים.

נוהלי הפחתת

יש לבצע בזהירות את החיתוך כדי להבטיח כי לא נותרו ריקות.הפתחים בחלק העליון של הקיר משמשים לשפוך גילוח; הרוטב הוא אז מבולבל למלא את כל הריקים. בונד דבורים דורשות תשומת לב מיוחדת כי הגרלת חייבת לזרום אופקית סביב ריבאונד גבוה מדי מכמה מטרים, גרטינג נעשה במעלית, עם כל מעלית המותרת להזיזה לפני שמץ של 12 מטרים; לא יהיה גבוה מדי, לא יהיה צורך יבש יותר מדי.

תכנון והגנה

יש לשמור על לחות טריים למשך 24 שעות לפחות כדי לאפשר לחות נאותה.במזג אוויר חם, יבשה מהירה יכולה להחליש את האג"ח. מכסה את הקיר עם הפלסטיה או באמצעות בורפט רטוב הוא סטנדרטי מזג אוויר קר מתחת 40 מעלות צלזיוס עשוי לדרוש ממתחים מחוממים מחוממים או מאיצים כדי למנוע הקפאת המרגמה ו grout.

מצבי כישלון משותפים ומניעתם

אפילו קירות מעוצבים היטב יכולים להיכשל אם אין מחסור בבנייה.בעיות נפוצות כוללות:

(ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : ⁇ 1 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ,0) ,Horizontal סדק ליד הבסיס: ⁇ 1 פעמים מלחץ כדור הארץ מאוחר יותר או כפור היטיבות נאותה וניקוז.
(ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ (ברוב) מעומסי קרקעי (המכונה גם יתר על המידה) או מפתרון רוח גבוהה (הדגשה על ידי כישוף).
(FLT:0Corrosion of חיזוק:FLT:1 Occurs כאשר לחות וחמצן מגיעים פלדה באמצעות סדקים או ⁇ refm פתרון: כיסוי הולם (1 אינץ 'מינימום עבור קירות חיצוניים) ושימוש ברים galvanized או epoxy-coated בסביבות אגרסיביות.
(ב) [15] ⁇ או שתחווה: ⁇ 1:1 , איפינס משתבש תחת עומסים דחוסים או לחץ מאוחר יותר יתר על המידה.

בדיקה סדירה במהלך בנייה ותחזוקה תקופתית (מפרקי מרגמה, סדקים חותמים, תיקון ניקוז) מרחיבה את החיים של חומת בלוק קונקרטית באופן משמעותי.

חידושים מודרניים ב-Concrete Block Wall Engineering

התקדמות חדשה השתפרה:

(ב) [ה]:0] קירות שימורים (SRWir): 1:1 אלה משתמשים בלוקים בין-מחצובים עם חיזוק גאוגריד במגרש הקרקע, ומאפשרים לקירות גבוהים ללא יסודות קונקרטיים מסיביים.
(FLT:0) צורות קונקרטיות מבודדות (ICF): אנדרל 1 בעוד לא בלוקים מסורתיים, ICF משתמשת בצורות פוליטוריוניות מורחבות מלאות בטון - מבנה דמוי בלוק המספק בידוד רציף וכוח מבני.
(FLT:0) Autoclaved בטון מאויש (AAC) בלוקים:Felove:1 A בהיר יותר, בידוד חלופה ל בלוקים CMU קונבנציונליים יש כוח דחיסה נמוך יותר אבל תכונות תרמיות מצוינות ומשמשות במחלקות לא-עומס או כמו קירות infill מסגרות פלדה.
(FLT:0)Fiber-reinforced מרגמה ו- groutture:FLT:1 הוספת סיבים סינתטיים משפר את ההתנגדות ואת כוח האג"ח, צמצום הצורך בחיזוק מסורתי.
(FLT:0) בידוד הבסיס: FLT:1 באזורים גבוהים-seismic, בנייני חומת בלוק שלמים יכולים להיות מבודדים מן הקרקע באמצעות נושאים המאפשרים למבנה לנוע ללא נזק.

הקורא יכול לחקור נושאים אלה עוד באמצעות משאבים כגון:0;0) המדריך של ה-HWA על קירות אדמה מייצבים מכנית: (על מנת לשמר חומות) או את ה-FLT:2ArchToolbox מדריך על מערכות מעונות בטון FLT:3).

מסקנה

קירות בלוק קונקרט הם הרבה יותר מאשר ערימה פשוטה של יחידות מנדריות.העיצוב הבטוח והיעילות שלהם כרוך הבנה מעמיקה של דחיסה ומכניקה רבילית, שבילי עומס מאוחר יותר, אינטראקציה אדמה, פשטות חיזוק ואפקטים סביבתיים.על ידי יישום עקרונות מותאם עיצוב קונקרטי ושינויים עבור הטבע הבלוק של בנייה, מהנדסים יכולים לספק חומות שעומדות באופן אמין במשך עשרות שנים.