יסודות של ניתוח טעינה בבנייה מודולרית ו Prefabricated

שיטות בנייה מודולריות ו prefabricated הפכו את תעשיית הבנייה על ידי המציע קווי זמן מהירים יותר, פסולת חומרית מופחתת, ושיפור בקרת איכות.עם זאת, היתרונות האלה באים עם אתגרים הנדסיים ייחודיים, במיוחד בניתוח עומס.בניגוד בנייה קונבנציונלית באתר, מבנים מודולריים מורכבים מורכבים של יחידות טרום-a להרכיב של נפח מסובך כי חייב לעמוד בבטחה בפני כוחות במהלך ייצור, תחבורה, זקפה, ואת שירות הבניין.

מאמר זה מתרחב על השיקולים הקריטיים שמהנדסים חייבים לטפל בהם בעת ביצוע ניתוח עומס עבור מבנים מודולריים ו prefabricated, כיסוי עומסים מתים וחי, כוחות סביבתיים, שילובים, עיצוב חיבור, מתחי תחבורה ואינטראקציות יסוד. כל גורם משחק תפקיד ביושרה מבנית של האסיפה הסופית.

מטענים מתים: עדיפות מעבר להערכות

עומסים מתים בבנייה מודולרית כוללים את המשקל העצמי של כל הרכיבים מבניים (steel או מסגרת עץ, לוחות הרצפה, לוחות גג, לוחות קיר), סימורים (דקירות, הרצפה, גג, גג של מברנס), וציוד קבוע (HVAC יחידות, ריצוף ריצוף, ריצוף של מחסנים מתים) הוא קריטי יותר בעיצוב מודולים מבניים כי כל אחד יכול להיות מעל להורדת מגבלות ביניים.

שינויים במשקל

מהנדסים צריכים לקחת בחשבון את התנויות החומריות ואת וריאציות תוכן לחות בפועל, במיוחד עבור מודולים ממוספר עץ. מרכיבים קונקרטיים prefabricated יש משקל צפוי, אבל מודולים ממוסגר פלדה עם ציוד meP כבד דורשים אופטימיזציה מדויקת. לקחת בחשבון את המשקל של חזייה זמנית וכל חיזוק נוסף הדרוש להרמת נקודות.

משקל מודולרי לתחבורה

יש לבצע חישובים של עומס מת הן עבור המודול הבודד והן הבניין ההתאספו במלואו. במהלך תחבורה, מודולים לחוות כוחות דינמיים (האצה מונעת, מתפתלת, פינות) אשר מגבירים את העומס הקטלני סטטי.המכון האמריקאי לבנייה פלדה (AISC) מספק הדרכה על גורמים לעומס ולהובלתו במודול המהיר שלו:0Specification עבור מבני פלדה סטריגל 1 תמיד לתאם עם ציוד תחבורה מת.

עומסי חיים: Occupancy, אחסון ושלבי בנייה

עומסי חיים כוללים את כל העומסים המשתנים המוטלים על ידי דיקור, רהיטים, ציוד מסובך ופעילויות בנייה זמניות.בניינים מודולריים משרתים לעתים קרובות מטרות שימוש מעורבות - בתי מלון, דירות, משרדים, כיתות - כל אחד עם דרישות עומס חי נפרדות עבור ASCE 7-22 (למשל, 40 psf עבור מגורים, 50sf עבור משרדים, 100 מסדרונות ציבוריים).

עומסי בנייה Live

במהלך זקפה, מודולים עשויים להיות כפופים לעומסים מרוכזים מעובדים, כלים ופלטפורמות זמניות.יש לקחת בחשבון עומסי בנייה אלה בנפרד מעומסי שירות ולעתים קרובות למשול את העיצוב של diaphragms הרצפה ולוחות חיבור. השתמש עומס בנייה מינימלי של 20 psf על רצפות במהלך הרמת, כפי מומלץ על ידי הנחיות העיצוב של מכון Modular Building.

עמוד הבית > עמוד הבית > THE CLO DUNT

עומסי מגורים עבור מבנים מודולריים מבוססים לעתים קרובות על עומס מינימלי של IBC של 20 psf, אבל טעינה שלג דורשת ניתוח מפורט - במיוחד עבור גגות multi-module עם עמקים, פרפטים, ועלויות גג גבוהות יותר עומסי שלג יכול להיות גבוה משמעותית מאשר עומסי שלג קרקעיים ויש לקחת בחשבון עבור צומת מודול-עד בינוני שבו מצטבר שלג 7CE עבור משוואות עיצוב 7.

מטען סביבתי ומיוחד: רוח, סיסמית' ו Snow

מבנים מודולריים חייבים להתנגד לכוחות הרוח, לאירועים סיסמיים, וצבירת שלג – כל אחד דורש ניתוח נתיב עומס זהיר כי מודולים קשורים לעתים קרובות קלילות במהלך ההרכבה הראשונית.הגמישות הטבועה של המודולים והקשרים שלהם יכולים להוביל לסטיות גדולות יותר מאשר במבנים קונבנציונליים, הדורשים תשומת לב מיוחדת לאפקטים P-delta ולמגבלות דו-היסטוריה.

Wind Loads on Modular Structures

עומסי הרוח נקבעים על ידי בנייה גובה, קטגוריה החשיפה, וגורמים טופוגרפיים ל- ASCE 7-22.עבור מבנים מודולריים, העומסים והמסגרת המבנית שניהם תורמים למחתרת הרוח.בדרך כלל יש יחס נוקשה גבוה למשקל, אשר יכול להפחית תקופות ולהגדיל את בסיס Shear בהשוואה לבניינים כבדים יותר.עם זאת, הקשרים בין המודולים חייבים להיות מעוצבים עבור כל עיצוב הרוח שהיא מעל רגעים של מתחמי הרוח והפעלתם של תאים אלה.

עומסים סיסמית ומודול Stiffness

(העיצוב הסיסמית של מבנים מודולריים עוקב אחר אותם עקרונות כמו מבנים קונבנציונליים (באמצעות כוח מאוחר יותר או ניתוח ספקטרום תגובה מודולי עבור ASCE 7-22), אך תשומת לב מיוחדת חייבת להיות משולם ליכולת העיוות של חיבורים.בניינים מודולריים לעתים קרובות יש תקופה בסיסית קצרה בשל נוקשותם המאוחרת יותר, אשר יכול למשוך כוחות סיסמית גבוהים יותר (SDC) חייב להיות נחוש על בסיס ספציפי של פתרונות LTS:

שלג על גגות מודולריים

גגות מודולריים שטוחים או נמוכים רגישים להצטברות שלג, במיוחד אם המודולים יוצרים פרפטים או כורת גג המכשילים את השלגים המכשיל.חשבים במקרים של עומס השלג הלא מאוזנים המוגדרים ב- ASCE 7-22, הדורשים תבניות עומסים המדמיינים מעמוד אחד של רכס או שינוי בגאומטריה.

שילובים וגורמי בטיחות

שילובי עומס למבנים מודולריים עוקבים אחר אותם קריטריונים של כוח מבוסס קוד ותנאי שירות כמו מבנים קונבנציונליים.עם זאת, הפחתת אדמוניות ודיוק נמוך יותר של כמה חיבורים מודולריים יכול להצדיק את השימוש בגורמים גבוהים יותר עומס או גורמי צמצום.המהדורה השלישית של המודולים של מכון בניין מודולים (MBI) FLT:0Modular Building Systems CodeFLT:1 ממליץ להשתמש בחוזק של IBC ו-R (R) עם בדיקות רגישותיות קריטיות) עם שינויים (D) ו-1.1.

העברה וחיבורים סטרקטיים

ייתכן שדרישה הייחודית ביותר לניתוח עומס לבנייה מודולרית היא עיצוב של קשרים אשר מעבירים כוחות בין מודולים סמוכים לבין מטה אל הבסיס.קשרים אלה חייבים להתאים עומסים אנכיים (גרפיים), עומסי ים אופקיים, והופכים את הכוחות תוך פשטת שדה הרכבה של חיבור אחד יכול להתפשר על נתיב העומס כולו, המוביל להתמוטטות מתקדמת.

המונחים: loading transfer

עומסי Gravity מן הגג והקומה מועברים באמצעות חיבורים מודול-למוד.בדרך כלל, פלדה או עמודה בטון מן המודול התחתון מקבל עומס מן העמודה של המודול העליון באמצעות צלחת נושאת, לעתים קרובות עם מוטה חוטף או Shear cone מסגרת לגישור.לחץ הנושא חייב להיות בתוך הגבולות האפשריים עבור החומרים (steel, קונקרטי, או עץ).

העברה מאוחרת

עומסים אופקיים (wind, Sismic, Earth Pressure) מועברים דרך חיבורים של הרציפים ברמות הרצפה והגגות.אלה יכולים להיות מבריכים כרטיסיות, צלחות מחוסמות, או בין זווית פלדה בין-ידית.הקשרים חייבים להיות נוקשים מספיק כדי להגביל את הסחף הבין-היסטוריה לערכים שנקבעו על ידי IBC (בדרך כלל H/400 לרוחות, H/50 for seismic) אבל די הצורך להתאים לתנועות מבניות שונות.

עיצוב חיבור עבור סוגים שונים

מודולים קונקרטיים (השימוש לעתים קרובות בבתי כלא או בבתי מלון) להסתמך על חיזוק כבד וחיבורי ריבא אנכיים מבוקשים.מודולים פלדה משתמשים בחיבורי הרגע החרוטים או חיבורי ה- gusset-plate Shear. Light-frame משתמשים ב- מחזיקי עץ ומחברי עץ-to-to-wood עם מחברים ממונדסיים כמו מוצרי סימפסון Strong-Tie ללא קשר לחומר, יש לתכנן את הקשר לחוזק ולחזקות הן לכדי שילוב של כלולים (Fite) במיוחד עבור מבנים מורכבים.

תחבורה ומטענים

עומסים במהלך תחבורה והתקנה הם ייחודיים לבנייה מודולרית.מודולים חווים כוחות דינמיים מאיצה משאית, ברינג, פינות ותנודות כביש. במהלך הרמת והגדרה, עומסי ערניים מציגים תנאים זמניים בנקודות איסוף.עומסים זמניים אלה יכולים להיות גבוהים משמעותית מאשר עומסי שירות מתים אם הרמתם אינה נשלטת בקפידה.

הרמת כוחות ונקודות פיק

כל ניתוח הרמת המודול צריך לשקול גורם דינמי 15% (per AISC של תרגול סטנדרטי) על העומס המת.המודול חייב להיות מודל להיות aam גמיש במהלך הרמת, עם נקודות בחירה ממוקמות כדי למזער רגעים מתפתל ודה. השתמש פרוזציות כדי להפחית את זווית כבלים crane ולהימנע דחיסה מוגזמת של ה- TOP של המודול (מפרקים, למשל, לא צריך לוודא כיאות מקסימליות) לפחות על גבי 5 נקודות קצה).

עומסי תחבורה ואימונים

על הקרוואן השטוח, יש לרסן את המודול נגד תקני זמן, מאוחר יותר, ותנועות אנכיות. Tie-downs או חסימת נועדו לתקני בטיחות של רכב התחבורה של ארה"ב (49 CFR 393).המודול צריך להיות מחווט כדי לעמוד בפני מהפך ארוך טווח 0.8g ו-0.5g האצה מאוחרת יותר לתחבורה למרחקים ארוכים, גם לשקול לחץ פנימי שיכול למנוע לחץ על פני השטח הקדמי שיכול לגרום לגרור את כל המודול.

Foundation and Soil אינטראקציה

הבסיס למבנה מודולרי עשוי להיות שונה מקרנות קונבנציונליות כי העומסים מוחלים בנקודות עמודה דיסקרטיות ולא לאורך קירות רצופים.בניינים מודולריים משתמשים לעתים קרובות בקרנות רדודות (בקיצור הולכי רגל או מזרקות) עם לוחות בסיס המיועדים לחיבורים משוררים או מחוסנים.היסוד חייב להתנגד לא רק עומסים אנכיים אלא גם לשעת רגעים וחילוץ כוחות המועברים דרך החיבורים.

התיישבות שונה ודרגה

מכיוון שמודולים מיוצרים לסובלנות הדוקה (לעתים קרובות ±1/16 אינץ'), אפילו התיישבות שונה קטנה יכולה לגרום לעיוות במפרקים מודולים ולדגיש את הקשרים.הבסיס צריך להיות מיועד להסדר שונה מקסימלי של 1/4 אינץ' עבור מבנים מודולים רב קומות, אלא אם כן החיבורים נועדו עבור מפלסומי שדה או משחתים מתכתיים בכל בסיס להתאמה סדירה לדיווחים של Geotech.

מסקנה

ניתוח עומס לבנייה מודולרית ו prefabricated הוא משמעת רב-פנים הדורש תיאום זהיר בין שלב עיצוב, ייצור, תחבורה, ורכבה באתר מהנדסים חייב לטפל עומסים מתים עם דיוק, חשבון עבור כל העומסים הסביבתיים לקודים הנוכחיים, חיבורים עיצוב אשר מעבירה באופן אמין את הכוחות תוך מתן השתקפות של חיבורי שדה, ולוודא כי טעינה זמנית במהלך ההובלה אינה עולה על יכולות מודול על ידי אדמדן לתקני מדידה מתקדמים (CEICO) ל-ידי פיתוח, כמו גם שיטות סטנדרטיים מתקדמים, כמו גם שיטות הפעלה מתקדמות, ASCESC, כמו גם שיטות מתקדמות, כמו גם כן, כמו גם שיטות מתקדמות, כמו גם כן, כמו גם שיטות ניהול מתקדמות יותר, כמו גם שיטות ניהול מתקדמות יותר, כמו גם שיטות ניהולית, כמו גם כן, כמו גם שיטות ניהול ביצועים מתקדמים, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, ו-ידי פונקציות ניהול ביצועים מתקדמים, כמו גם שיטות ניהול ביצועים מתקדמים יותר, כמו גם שיטות ניהולית (CESC).

מקור:0 (ב) 1

  • 7-22: מינימום של מטענים ו-Crecateria for Buildings and Other StructuresFLT 1
  • (ב) [15] [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • מכון בניין מנדולרי (FLT:0) ,0 (Modular Building Institute: Standards and Guideliness)
  • קוד בנייה בינלאומי (IBC) 2021FIRLT 1
  • (ב) ◄ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇