השפעת הריסה על בטיחותם של גורדי שחקים במהלך רעידות אדמה

חשיבות היסטורית של רטינג בבנייה Skyscraper

רינגס עומד כאחד משיטות ההצטרפות המגדירות באבולוציה של בנייה של פלדה-מסגרת.משלהי המאה ה-19 ועד אמצע המאה ה-20, כמעט כל גורדי שחקים מרכזיים הסתמך על צלעות מונעות חם כדי לחבר דבורים, עמודות וגימיים.עובדים מחוממים על טמפרטורות נקובצות, מוכנסים אותם באמצעות חורים מתואמים באנשי פלדה, ולאחר מכן, ולאחר מכן, תוך שימוש בכלים קבועים, באמצעות מערכת יחסים מתוחה, או מחוסמת, אשר יצרה, תוך שימוש בכלים, תוך שימוש בכלי מברגים, או מחוספסים, שני, תוך שימוש בפטישים, תוך שימוש בפטישים, תוך שימוש בפטישים, תוך שימוש בפטישים, תוך שימוש בפטישים, תוך שימוש בפטישים קבועים, תוך שימוש בכלי מברגים, תוך כדי שימוש בפטישים, שני, תוך שימוש בפטישים, תוך כדי שימוש בפטישים, תוך שימוש בפטישים, תוך שימוש בכלים, תוך שימוש בפטישים קבועים, שני, תוך כדי שימוש בפטישים, אשר נוצרו, תוך שימוש בפטישים, תוך כדי שימוש בכלים, תוך כדי שימוש בפטישים, תוך כדי שימוש בכלים, תוך כדי שימוש בכלים, או

האימוץ הנרחב של גילוח היה מונע על ידי האמינות והעקביות שלו.בניגוד לאנרגיות מוקדמות, הריטים מילאו את החור כולו על הקירור, ויצרו התאמה הדוקה שמצמצמצמצמת את החלקה והתנועה תחת עומסי שירות. מאפיין זה יצר קשרים מוצפים במיוחד מתאים לדפוסי הטעינה החוזרים מנוסים במבנים גבוהים חשופים לפעילות רוח ונוסעים.

גורדי שחקים היסטוריים כמו בניין הוולוורת', בניין קרייזלר, ובניין המדינה של האימפריה הסתמך על מיליוני צלעות כדי להשיג את גבהים פורצי הדרך שלהם.האגודה האמריקנית של מהנדסים אזרחיים (FLT:0) ו-(FLT:1) הכירה רבים מן המבנים האלה כציונים היסטוריים בדיוק בגלל טכניקות הבנייה החדשניות שהם השתמשו בהם.

הבנת ההיסטוריה של משיכת זעזוע חשובה משום שהיא מבססת את הבסיס להערכת האופן שבו הקשרים הללו מופיעים תחת אירועים קיצוניים כגון רעידות אדמה. רבים מהבניינים הגבוהים ביותר בעולם באזורים פעילים מבחינה סיסמית' נבנו במהלך התקופה המפחידה, והמשיכה שלהם בטוחה תלויה בידע מדויק של האופן שבו מפרקים מוצפים מגיבים לכוחות מאוחרים יותר.

תכונות מכניות של מפרקים מוצפים תחת עומס סיסמית

רעידות אדמה נושאות מסגרות בנייה לעקירות מאוחרות מחזוריות שיכולות לגרום נזק פרוגרסיבי אם חיבורים אינם מעוצבים כראוי.ההתנהגות המכנית של מפרקים מפוצצים שונה מזו של קשרים מרוסנים או מבריכים בכמה דרכים המשפיעות ישירות על הביצועים הסיסמיים.מהנדסים הרואים מבנים קיימים קיימים חייבים לשקול תכונות כגון דוקטרקטיות, קיבולת של פירוק אנרגיה, קשיחות, נוקשות, וכישלונות.

דיסוציאציה ודיסיפוציה אנרגיה

הדוכסיות מתארת את היכולת של חומר או קשר לעבור עיוות פלסטיק ללא fracturing. בעיצוב סיסמי, קשרים דוקטריליים מאפשרים למבנה לספוג רעידת אדמה באמצעות התשואות מבוקרות ולא על ידי התנגדות לכוחות באופן אלסטי עד שכישלון פתאומי מתרחש.עומסים רטיביים מוצגים דוקטריליות הסתברותית כי הקרפטים עצמם יכולים להיכנע ב Shear או לפני הפלדה הסובבת את החיכוך בין החיכוך לפירוק אנרגיה.

מחקר שפורסם ב-[[1924]]:0]]{{{הערה|הערה|1]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]] [[[[19[[1924]]

התפלגות ו Redundancy

חיבור טיפוסי מוצף משתמש במספר רב של rivets מסודרים בדפוסים לאורך קווי הגאז של החברים המחוברים. ריבוי זה יוצר אדמוניות טמרטואלית טמונים: אם אחד rivet מתחיל להיכשל, את שאר הצלעות יכול להפיץ את העומס לחלקים אחרים של החיבור.חלוק העומס אינו אחיד לחלוטין עקב השפעות lag גמישות, אבל נוכחות של מספריים מספקת שולי בטיחות כי חסר חיבורים חד-מנטליים.

ההודות של קשרים רצופים היא יתרון מבני בתקופת רעידות אדמה, שבו אירועים בעלי מתח מקומיים יכולים להתרחש כמו אבני הבניין.TheFLT:0AISC Specification for Structural Steel BuildingsFLT:1 ( 1:1) , אשר מזהה את החשיבות של עומסי אדמומיות במערכות הסרמנטליות כוח .

יציבות ויציבות

המפרקים המוקשים הם בדרך כלל נוקשים יותר מאשר קשרים מבריכים, אך פחות נוקשים מאשר קשרים מלאים של penetration.הנוקשות משפיעה על האופן שבו הבניין מגיב לתנועות קרקעיות סיסמיות, משום שהוא משפיע על התקופה הטבעית של המבנה. בניין נוקשה יותר מושך כוחות סיסמיים גבוהים יותר, אך חווה עקירות קטנות יותר.

ההתאמה הדוקה של צלעות מונעות חום מבטלת הרבה מהחלקה המתרחשת בחיבורים מרוטשים עם חורים סטנדרטיים. ההתאמה ההדוקה הזו מבטיחה שהמבנה אינו חווה שינויים פתאומיים במהלך רעידות אדמה בינוניות, אשר עלול לפגוע במרכיבים לא-מבנים וסימני פנים.מסיבה זו, מסגרות מתוחכמות לעתים קרובות לשמור על יכולת השירות שלהם גם לאחר אירועים סיסמיים שגורמים לקשרים גמישים יותר.

ניתוח השוואתי: Riveted vs. Welded vs. Bolted Connections

בנייה מודרנית גבוהה משתמשת בעיקר בחיבורים מעוותים ומבריחים, אבל לכל שיטה יש יתרונות ומגבלות ברורים כאשר מוערכים להתנגדות סיסמית.שוואת קשרים מוצפים חלופות אלה מספקת ההקשר להבנת התפקיד שחצץ יכול לשחק הן בבנייה חדשה והן שיקום מבנים קיימים.

חיבורים משועבדים

רינג יוצר קשר מתכתי מתמשך בין חברי פלדה, ומייצר קשר עם נוקשות גבוהה מאוד וכוח.ביישומים סיסמיים, חיבורי הרגע השחתים יכולים לפתח את יכולת הרגע הפלסטי המלא של הדבורה, אשר רצוי לפיזור אנרגיה באמצעות דבורה דבורים.עם זאת, קשרים נשנו זקוקים לשליטה איכותית זהירה כדי למנוע פגמים כגון היתוך שלם, הכללה, ומימן סדקים יכול להיות קשה.

רעידת האדמה של צפון רכס חשפה פרצות משמעותיות במערכות הרגע שנטבעו בשימוש נרחב בבניית מסגרות.חיבורים רבים חוו שברים פורצים בממשק ה- Weld-column לפני שהדבורים יכלו לפתח את יכולת הפלסטיק שלהם.זה הוביל לשינויים גדולים בעיצוב הקשר הסיסמי, כולל הדרישות לקשרים מקודמים עם חיבורים משופרים.

חיבורים בולודים

קשרים גבוהים מתוחים הם השיטה הנפוצה ביותר של איסוף שדה בבנייה מודרנית פלדה.בולטים ניתן להתקין במהירות עם דרישות מיומנות מינימלית בהשוואה לשחיקה או לריצה.Slip- Criticals להשתמש בבריכים pretensioned כי קלדג את הלוחות המחוברות יחד, יצירת חיכוך אשר מתנגד להחליק תחת עומסי שירות.

קשרים בולעים חסרים את ההתאמה הדוקה של צלעות מונעות חום כי קוטר הבריכה קטן מעט מהבור כדי לאפשר ההתקנה.הנקה זו יוצרת טווח חלק לפני שהברצים נושאים נגד הצלחת, אשר יכול לגרום לעיוות חיבור שעשוי להיות בלתי רצוי במערכות של התנגדות כוח סיסמית' מסוימים.בנוסף, קשרים מכווצים על הידוק כדי לפתח pretension, אשר יכול להירגע על פני זמן כדי למנוע את החיסם מהיר.

חיבורים מוצפים בקונטקסט

חיבורים רטיביים מציעים שילוב ייחודי של תכונות שלא נטבע ולא ליישב לשכפל באופן מלא.שיטת ההתקנה המופעלת על ידי חום מייצרת ממריץ שממלא את החור לחלוטין, ומספק משטח נושא לאורך כל אורך השקע הרקב.הלחצים השוכנים מקירור יוצרים כוחות מדגימים דומים לבריכים מחוסנים, וההתנהגות הדלנית של חומרנות מספקת אמינות איטית יותר מאשר לפירוק אנרגיה.

עבור מבנים קיימים אשר היו במקור סחבו, שמירה על סוג החיבור המקורי במהלך רטרופיטינג סיסמית יכול להיות יתרון כי זה משמר את נתיב העומס ואת המאפיינים של דבילות כי המבנה כבר הוכיח במשך עשרות שנים של שירות. הצבת קשרים מוצפים עם קשרים משוריינים או מבריכים מציג משתנים חדשים הקשורים נוקשות ודקטינות שעשויות לשנות את התגובה הסיבית של הבניין בדרכים לא מחוסמות.

מחקרים: גורדי שחקים ששרדו את רעידת האדמה

נתונים אמיתיים של רעידות אדמה בפועל מספק את הראיות משכנעות ביותר עבור חוסן הסיסמיטי של מבנים מפוצצים.בדיקת כיצד גורדי שחקים היסטוריים שסועו במהלך אירועים סיסמיים מרכזיים מציעה תובנות מעשיות עבור מהנדסים ובעלי בנייה.

בניין המדינה של האימפריה

בניין האימפריה סטייט הושלם בשנת 1931 תוך שימוש בכ-10 מיליון ריאלים במסגרת הפלדה שלו.מערכת מבנית של הבניין מורכבת ממסגרת פלדה קשיחה עם חיבורים הרגעיים מחוסנים במפרקים של קרן-הקרן.מבנה הזה חווה אירועים רבים של רעידות אדמה במהלך ההיסטוריה של כמעט המאה שלה, כולל רעידת האדמה ההמונית של 1944 ו רעידת האדמה וירג'יניה שזעזעה הרבה ממזרח ארצות הברית.

בעקבות רעידת אדמה, בדיקות של בניין המדינה של האימפריה לא חשפו נזק מבני משמעותי לקשרים הנחשקים.התקופה הטבעית הארוכה של הבניין, בשילוב עם הדוקטרינה של המפרקים המפוצצים שלו, אפשרו לו להגיב לתנועות קרקעיות מבלי להפריז בקשרים. ביצועי הבניין מדגישים את העיקרון שמסגרת מעוצבת היטב יכולה לספק התנגדות סימנטליסטית כאשר עוצבה עוד קודים מודרניים.

דוגמאות אחרות

כמה גורדי שחקים אחרים הפגינו עמידות סיסמית'סנטית בסן פרנסיסקו, שהושלם בשנת 1972, משתמש בשילוב של קשרים מתוחים ומטושטשים במערכת המבנית החדשנית שלה.למרות שנמצא ליד פירמידת סן אנדריאס פונו, הבניין ביצע היטב במהלך רעידת האדמה של לומה פריטה ו רעידת האדמה הנאפה של 2014.

מרכז קולומביה בסיאטל, הושלם בשנת 1985, הוא אחד המבנים הגבוהים ביותר בצפון מערב האוקיינוס השקט ומשתמש בחיבורים מוצפים במבנה הליבה שלו.המבנה שרד את רעידת האדמה של שנת 2001 , אשר גרם נזק נרחב למבנים מנדרינים בלתי מאוישים באזור. פוסט-earthke מצאו רק נזק קטן למסגרת הפלדה, ללא קשר לכישלונות שדווחו על כך שחוקרים אלה יכולים להוכיח חיבורים אמין כראוי בבניינים מודרניים.

מדע מצבי כישלון ריבט במהלך אירועים סיסמית

הבנת כיצד קשרים מוצפים יכולים להיכשל תחת עומס סיסמי חיוני להערכת הבטיחות שלהם ועיצוב רטרופיטס. כישלונות ריבט כרוך בדרך כלל אחד משלושת המנגנונים העיקריים: כישלון, כישלונות, או עייפות סדק.כל מצב של כשל יש מאפיינים ייחודיים כי מהנדסים חייבים להעריך בעת ניתוח מבנים קיימים.

כישלון

כישלון של שאר מתרחש כאשר השבר הרציני נתון לכוחות ההפחדים העולה על כוח החרפה שלו.בפרק מחוספס, הריאל עובר דרך חורים מתואמים בלוחות המחוברים, והעומס המיושם נוטה לזרז את המשטח בממשק בין הלוחות.כוח הרהר של גילוח תלוי בקוטר שלו, תכונות של פלדה פריך, ומספר המשוואות של ספקטרום מודרני יכול להתאים את החוזק של AIar.

במהלך רעידת אדמה, כוחות הרהר בדרך כלל מפגינים התנהגות דוקטריה בזאר, כלומר הם יחלפו וגלומים באופן משמעותי לפני ששברו. תגובה דווטרית זו מאפשרת את החיבור להמשיך לשאת עומס גם לאחר שהטריט עובר עיוות מפלסטיק משמעותי.

כישלון

כישלון בולט כרוך רסק או תשואות של חומר פלדה סביב החור rivet. כמו סדקים rivet נגד הצלחת, חומר הצלחת יכול להניב ולעבור את החור, להגדיל את ההנקה ופוטנציאל להפחית את יעילות החיבור.

בטעינה סיסמית, אי ספיקת הנושא יכולה לצבור יותר ממחזורים מרובים כמו rivet שוב ושוב נושאת נגד הצלחת בכיוונים משתנים שינוי.ההמשך הפרוגרסיבי של חורים רפלקטים יכול להוביל לעיוות הקשר משמעותי והפחתה בנוקשות.מהנדסים להעריך קשרים מוצפים להתנגדות הסיסמית'ית צריכים לבדוק את יכולת ההצלחות כדי להבטיח שהם יכולים לעמוד בפני הכוחות המרשימים ללא עיוות מוגזם.

Fatigue Cracking

סדקים שומניים הם מצב כשל המתרחש כאשר נזלת או סביב חוויות חומר צלחת חוזרת מחזורי מתח כי לגרום קרידק ו propagation. טעינה סיסמית בדרך כלל כרוך במחזור נמוך, עייפות בלחץ גבוה, שבו רק כמה מאות מחזורים עשויים להיות מספיק כדי לגרום סדקים.קשרים רטיביים יכולים לחוות סדק במעבר ראש פגום, שבו מתחים הם הגבוהים ביותר.

ההתנגדות של קשרים מוצפים מושפעת מהאיכות של ההתקנה rivet. rivet מונעים באופן לא אימפולסיבי שלא ממלאים את החור במלואו או כי יש ראשים שנוצרו בצורה גרועה יכול להפחית את החיים עייפות.conversely, מותקנים כראוי rivets עם כוח קלפי מתאים מספיק יכול להשיג התנגדות דומה לזה של קשרים מכוערים.

חידוש מודרני של מבנים מוצפים עבור חוסן סיסמי

מבנים קיימים רבים עם מסגרות פלדה סחבות תוכנן לפני קודים סיסמיים מודרניים פותחו.התחלו מבנים אלה כדי לעמוד בסטנדרטים הסיסמית הנוכחיים של ביצועים סיסמית כרוכים לעתים קרובות בשיפור הקשרים הקיימים או משלימים אותם עם אלמנטים נוספים.המטרה של רטרופיטינג היא להגדיל את הכוח של הבניין, הנוקשות או הדלקטינות כדי להבטיח כי היא יכולה לעמוד בפני רעידת האדמה הצפויה ללא קריסת.

שיטות הערכה

לפני תכנון רטרופיט, מהנדסים חייבים להעריך את המצב הקיים של הקשרים הנחשקים.בדיקה חזותית יכול לזהות סימנים של קורוזיה, עיוות או סדק שעלול להצביע על מצוקה.בדיקות אולטרה סאונד יכולות לזהות פגמים פנימיים ב rivets והצלחות, בעוד בדיקות חלקיקים מגנטיות יכולות לזהות סדקים בראשי צלעות וחומרים שמסביב.

שיטות הערכה אנליטית, כולל יסוד סופי מודלים, יכול לדמות את ההתנהגות של קשרים מוצפים תחת טעינה סיסמית לזהות מצבי כשלון פוטנציאליים.ה-FLT:0FEMA P-75003FLT:1 מסמך מספק הנחיות להערכת הסיסמית ו רטרוfit של מבנים קיימים, כולל אלה עם מסגרות פלדה סחבות.

טכניקות חיזוק

כמה טכניקות זמינות לחיזוק הקשרים הנחשקים בבניינים הקיימים, הוספת צלחות כיסוי או קשיחות מכווצות מכווצות יכול להגדיל את יכולת החיבור ואת הפשטות. זוויות פלדה או ערוצים ניתן לבריכה לדבורים קיימות ולעמודות כדי ליצור נתיבי עומס נוספים אשר להפחית את הביקוש במפרקים המקוריים. במקרים מסוימים, להחליף צלעות נבחרות עם מברגים גבוהים יכול להגדיל את החוזקות ואת יכולת הדגימה של החוזקה.

גישה אחת משותפת רטרופיטית לחיבורים הרגעיים היא להוסיף haunches או ribs משונים באזור החיבור.אלמנטים אלה להגדיל את עומק הדבורה בהקשר, להפחית את הלחץ ב rivets ודוחפים את הפלסטיק להתרחק מהפנים של הטור.טכניקה זו שימשה בהצלחה במבנים רבים באזורים פעילים מבחינה סיסמית, כולל קליפורניה ויפן אחרת היא להתקין חיכוך או לפירוק אנרגיה.

החלת מבנים היסטוריים מסובכים דורש איזון של בטיחות סיסמית עם שיקולי שימור.ניתן לשמר קשרים רישויים ולהתחזק באופן שמכבד את האופי ההיסטורי של הבניין תוך עמידה בסטנדרטים הבטיחותיים המודרניים.

שיטות עבודה טובות למהנדסים עובדים עם חיבורים רטיביים

מהנדסים האחראים לתכנון, הערכה, או רטרופיט של גורדי שחקים סחבת צריכים לעקוב אחר שיטות הטובות ביותר מבוססות כדי להבטיח בטיחות מבנית במהלך רעידות אדמה. פרקטיקות אלה כוללות שמירה על תיעוד מדויק של קשרים קיימים, באמצעות תכונות חומריות מתאימות בניתוח, ובהתחשב בהתנהגות הייחודית של מפרקים מפוצצים תחת טעינה מחזורית.

המסמכים צריכים לכלול את הגודל והציון של צלעות, עובי וציון של צלחות מחוברות, דפוס וחיתוך של צלעות, וכל שינויים שנעשו לחיבורים על חיי הבניין.ציורי בנייה מקוריים, כאשר זמינים, יכול לספק מידע חשוב על הכוונה עיצוב ותכונות של חומרים המשמשים.

תכונות חומריות עבור ריאליות היסטוריות ניתן לקבל מן הפניות שפורסמו או ממבחנים על דגימות הוסרו מבניין. Rivet פלדה בדרך כלל יש כוח תשואה בין 200 ל 350 MPa וכוח רבון האולטימטיבי בין 400 ל 500 MPa, אם כי ערכים אלה יכולים להשתנות במידה רבה בהתאם לעידן ויצרן. ⁇ AISC מספק ערכי עיצוב עבור rivets כי ניתן להשתמש כאשר נתונים ספציפיים בדיקה אינם זמינים.

כאשר ניתוח קשרים מוצפים להטען סיסמית, מהנדסים צריכים לשקול את ההשפעות המשולבות של שר, נושא, וכוחות פילים שיכולים להתרחש בו זמנית במהלך רעידת אדמה.האינטראקציה בין כוחות אלה יכולה להפחית את יכולת החיבור בהשוואה להטעה בכיוון אחד. משוואות אינטראקציה מבוסס קוד מספקים שיטה רציונלית לבדיקת תנאי טעינה משולבים.

עיצוב עתידי בRiveted Seismic Design

בעוד שריצה היא כבר לא השיטה העיקרית של חיבור פלדה בבנייה חדשה, המחקר ממשיך להודיע כיצד מבנים פגומים ניתן לשמר ולתאושש.התקדמות בחומרים מדע מודלים מבניים מספקים תובנות חדשות להתנהגות של קשרים מוצפים תחת עומס קיצוני.חוקרים גם חוקרים בודקים את השימוש בחומרים מתקדמים, כגון פולימרים בעלי כוח סיבים, כדי לחזק קשרים קיימים ללא תוספת משמעותית או משקל.

הדגש ההולך וגובר על עמידות וקיימות בסביבה הבנויה חידש את העניין בשימור המבנים הקיימים. Retaining ושיפוץ של גורדי שחקים היסטוריים שמוסיפים את ההשפעה הסביבתית הקשורה להריסה ובניה חדשים תוך שמירה על המורשת התרבותית של הבניין. asערים נוספות ברחבי העולם מאמצות קודים בנייה המבוססים על חוסן, הקהילה להנדסה תצטרך כלים מתוחכמות יותר ויותר להערכת וביצועים של מבנים משקעים.

מסקנה

ריטינג שיחק תפקיד בסיסי בבניית גורדי שחקים וממשיך להשפיע על הבטיחות המבנית שלהם במהלך רעידות אדמה. המאפיינים המכניים של מפרקים מפוצצים, כולל את המיומנות שלהם, יכולת הניתוק אנרגיה, התפלגות עומס, ו אדמוניות, לספק התנגדות סיסמית מוטעית אשר כבר מאומתה על ידי הביצועים של מבנים היסטוריים רעידות אדמה בפועל.

מדע הכישלון הרציני במהלך האירועים הסיסמיים מובן היטב, וטכניקות רטרוספקטיביות יעילות קיימות כדי לשפר את הביצועים של מבנים קיימים.מהנדסים אשר מעריכים ועיצוב לחיבורים סחבו צריך להסתמך על סטנדרטים עיצוביים מבוססים, שיטות בדיקה יסודיות והבנה מקיפה של קשר תחת עומס אופניים.על ידי שילוב ידע מסורתי עם כלים אנליטיים מודרניים, הקהילה יכולה להבטיח כי גורדי שחקים סחבתים נשארים בפני רעידות אדמה.