פרטי חיבור פלדה עבור טיםבר ומבנה פלדה

עץ-האדמה (CLT) ומבנים היברידיים פלדה מייצגים סינרגיה משכנעת של חומרים טבעיים ומונדסים.השילוב מנף את הכוח, הנוקשות והדוכסיות של פלדה עם קיימות, חום אסתטי, ונכסים של פחמן-החיבוקים של עץ המוני.המערכות ההיברידיות הללו מאומצות יותר ויותר בבניינים גבוהים, מתקני חינוך, מרכזי בריאות ואפילו ביצועים תעשייתיים, כגון אלה, המבטיחים פעולות אחסון של מבנים חזקים, אך ורק על גבי כלי רכב מאובטחים, אך ורק על גבי מבנים מדויקים, אך ורק על גבי מבנים מדויקים, אשר אינם ממושכים, אלא גם על גבי מבנים מדויקים, אשר אינם מתאימים היטב, אלא גם על גבי מערכות אבטחה גבוהה.

תפקיד החיבורים במערכות טיםיבר-סטל היברידיות

חיבורים במבנים היברידיים הם ממשקים מכניים שבהם העומס מועבר בין חומרים נפרדים.בניגוד למבנים הומוגניים, היברידיות CLT-steel מציג מורכבות עקב הבדלים בנוקשות, חסכוניים בהתרחבות תרמית, תנועה מושרה לחות, והתנהגות מצמררת. Steel isotropic, דוקטריה, ויציבות ממדית, בעוד CLT הוא אורתרפי, יחסית, גלימה, ויכולה יותר לפעול עם לחות נמוכה יותר.

עיצוב קישורים חומריים

טיםבר - Cross-Laminated Timber Characteristics

CLT מורכב משכבות מרובות של זיהומים אוטגוניים, בדרך כלל באמצעות ספירה-פיין-פיר או נקניקיות אחרות. תכונות מפתח המשפיעות על קשרים כוללים:

• (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : (הדברים הבאים: ⁇ ) ⁇ (ב) נוטה להראות כשל במתחים, לגרגר ובמסלולה של עשבים, יש לתכנן כדי להימנע ממצבים כשלים כאלה או להפעיל את ייצור הפלדה הדלונות.
• (ב) ⁇ :0) רגישות ממאירה: 1FLT:1 נפיחות וצמצום יכול לגרום לאבדון כוח משוחרר או קלפיד ביחסים משוררים.
• (FLT:0) ביצועי FLT:1 chars בקצב צפוי; יש לפרט חיבורים כדי לשמור על שלמות מבנית במהלך החשיפה באש, או על ידי הטמעת רכיבי פלדה בתוך אזורים מוגנים או באמצעות ציפויים אינפומנטליים.

פלדה Component Characteristics

פלדה בשימוש בחיבורים בדרך כלל נע בין ציון 50 (345 MPa) לבריונים גבוהים (A325 או A490).

• (ב) ניתן לספק את הדוקטרינה העיקרית במערכת היברידית.
• (FLT:0Corrosion Protection: FLT:1 Galvanization, פלדה מזג אוויר, מערכות צבע או נירוסטה הם נפוצים. in Tree Contact Zone, לכידת לחות היא דאגה; פלדה עמידת קורוזיה או בידוד קרומברנס משמשים.
• (FLT:0) ההשמצה: FLT:1 פלדה יכול ללבוש חום, שעלול להשפיע על ביצועי האנרגיה ולגרום למיזוג.

סוגי פרטי חיבור פלדה עבור CLT

סוגים מסוימים של חיבור זמינים, כל אחד מתאים נתיבי עומס מסוימים ומגבלות בנייה.

חיבורים בולודים

קשרים בולודים הם בין הנפוצים ביותר בשל הפשטות שלהם, בדיקת יכולת, והתאמה. פרט טיפוסי כרוך צלחת פלדה (צלחת גוסט, בסיס או חרטה) על פני השטח CLT או מוטבעת בקופה, עם הברגים העוברים דרך הצלחת ולוח CLT. Bolts בדרך כלל מצוידים עם כיפות כדי להפיץ מתחים.

• (FLT:0) מרחקים וספאם: קיד 1 (Perpendicular-to-grain edge Distances) חייבים להיות נדיבים כדי למנוע פיצול.
• (FLT:0) כיתה טמבל ו preload:FLT:1 חיבורים קריטיים עשויים לדרוש ברגים מועתקים כדי למנוע תנועה תחת עומסי שירות.עם זאת, עומס CLT יכול לגרום למצוץ או להטמיע הרפיה; לכן, כמה עיצובי חיבור מאפשרים להחליק כמנגנון דוקטרי.
• (ב) [ה]הכוח: [ה] [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]], [ה], [ה]הההההההההתחבולות], ניתן להוסיף סביב החורים.

Shear Connectors

Shear מחברים העברה בעיקר כוחות Shear (למשל, בממשק בין קרן פלדה לבין CLT SLT קקב או קיר) דוגמאות נפוצות כוללות זוויות פלדה, ערוצים, או T-סעיפים מעוגן לתוך CLT עם ברגים, ברגים, או perimeter U-brackets. in CLT-bracks רצפה, כולל לוחות מתוחכמות, אך לעתים קרובות הם משמשים את CLT-bracks כדי להחזיק את העורקים דמויי עץ.

חיבורים מזוהמים

ברגים עצמיים הפכו לאלטרנטיבה פופולרית לבריונים לחיבור פלדה ל-CLT, במיוחד עבור חזיונות קטנים יותר או היכן צורך בהתקנה מהירה. Screws ניתן לנהוג ב-45° עד 60 מעלות כדי להגביר את ההתנגדות למשיכה.

• לא נדרש מראש (אם הצלחת הפלדה היא דקת או יש חורים מחוסנים).
• נוקשות גבוהה בשל מעורבות של חוט-לווד.
• • רגיעה עם כלים ללא כבל.

עבור עומסים גדולים יותר, ברגים מרובים מסודרים טבעות או רשתות ניתן להשתמש.אפשר עיצוב נקבע על ידי נסיגת בורג, ראש משיכה דרך, ו צלחת פלדה מתפתל.

ג'וינט רודס

מוטות פלדה Glued-in פלדה (נקרא גם מזרז dowel-type עם epoxy או פוליאורטן דבקים) לספק כוח גבוה ונוקשות, במיוחד עבור חיבורי מתח perpendicular גרגר. A חור הוא קידוח ב CLT, מלא עם דבק מבני, וניתן להכניס מוטמעה חוטף, לאחר ריפוי, מעשים כמו עוגן זה משמש לעתים קרובות עבור הופעת מוטה או הגנה.

מקררים

חיבורים קלמפנזים מחזיקים את פאנל CLT ללא חתימה, ובכך לשמר את שלמות העץ ולהימנע חדירה לחות.בדרך כלל ערוץ פלדה או זוג זוויות משתרע סביב קצה הפאנל, מגובה על ידי דרך-בולטים. קומפרסיון מועבר באמצעות חיכוך או נושא.קשרים אלה שימושיים שבו dismbly צפוי או איפה קידוח הוא בלתי רצוי (למשל, שימור היסטורי או למנוע קלפטציה מספיק כדי למנוע קלושים).

תגיות: Steel-CLT Connections

עיצוב קשרים למבנים היברידיים דורש גישה הוליסטית המשלבת ניתוח מבני, מדעי החומר ולוגיסטיקה בנייה.

המונחים: transfer mechanisms

קישורים חייבים להתנגד למתח אקסילי, דחיסה, כישוף, רגעים מתפתלים, ו torsion. כל סוג לטעון דורש גיאומטריה חיבור שונה.לדוגמה, חיבור רגע (למשל, במפרק של קרן) עשוי לדרוש חזיות של בברך פלדה, צלחות מתוחות, או חלקי חיבור מובנה.

תנועות מתמזגות

הרחבה שונה והתכווצות בין פלדה ו- CLT יכול לגרום ללחץ.המקדם של פלדה של התרחבות תרמית הוא בערך 12 × 10-6 / ° C, בעוד CLT הוא בערך 3-5 × 10-6 / ° C. שינויים טמפרטורה יכול ליצור דרישות עקירה, במיוחד בחיבורים ארוכי טווח.בנוסף, CLT מכווץ יכול לגרום פערים או רופפת. Solutions כוללים חורים עבור מצעים, כלומר, כדי למלא את המשטחים בטווח הארוך, כדי להשתמש בחומרים גמישים, כדי למלא אחר כך, כדי ליצור ריצוף גבוה יותר.

דיסוציאציה ודיסיפוציה אנרגיה

באזורים סיסמיים, קשרים חייבים לספק דיקטיביות ודיסיפוציה אנרגיה.רכיב הפלדה הוא האלמנט הדלקטיווי המועדף.אסטרטגיות עיצוב כוללות:

• ייצור פלדה בכתף או מתח לפני כישלון עץ (עיצוב עריות).
• שימוש בלחצנים חיכוך או קשרים מכווצים עם בלוויל כביסה.
• שילוב של פלדה חלופית "עתידים" שניתן לבדוק ולהחלפה לאחר רעידת אדמה.

גורמים דונטיביים (μ) לחיבורים הם לעתים קרובות נמוך יותר מאשר עבור כל מערכות סטפל; בדיקות קפדניות והכישורים נדרשים. יצרנים עשויים לספק פרטים הקשורים מראש בהתבסס על בדיקות בקנה מידה מלא.

התנגדות אש

אש היא שיקול עיצוב קריטי עבור מבנים היברידיים. Steel מאבד כוח במהירות מעל 400 מעלות צלזיוס, בעוד CLT chars לאט. קישורים חייבים להיות מוגנים כדי לשמור על דירוג ההתנגדות האש הנדרש (FRR).

• החלפת רכיבי פלדה בלוח גיפסום או צבע אינפומנטרי.
• החזרת צלחות פלדה בתוך CLT כך עץ מספק בידוד.
• שימוש בחלקים גדולים יותר כדי לאפשר אובדן של שטח צלב (פלדה הקרבית).

בדיקת אש לפי הסטנדרטים כמו ASTM E119 או EN 1995-1 צריכה לאמת את ביצועי החיבור.החיבור צריך למנוע התפשטות להבה באמצעות מפרקים ולשמור על יכולת העומס למשך הזמן הנדרש.

יציבות והגנה על קורוזיה

Moisture הוא האויב של חיבורי עץ. Steel צריך להיות חם-dip galvanized (מינימום 85 מיקרונים עבור ASTM A 123) או מכוס עם מערכת צבע עמיד. באזורים עם לחות גבוהה או חשיפה מלחים (למשל, סביבות חוף), נירוסטה (304 או 316) או מזג אוויר פלדה (ten) עשוי להיות מוגדר.

הפרקטיקה הטובה ביותר לבנייה

יישום שדה חייב להתאים עם כוונה עיצוב.מלכודות נפוצות כוללות אי-השג של חורים, overtightening גרימת ריסוק, ואיטום לא תקין.

• (FLT:0)Prefabricationment: 1FLT 1 פלדה לוחיות צריך להיות prefabricated עם חורים מתאימים פריסת החור CLT. CNC קידוח של לוחות CLT לייצר דיוק גבוה.
• (ב) רצף ההסתה:0) רצף: 1 במערכות היברידיות, מסגרת הפלדה לעתים קרובות הולך ראשון, ואז לוחות CLT מוקצים למקום.
• (FLT:0) בקרת איכות: 1FLT:1 Torque wrenches עבור ברגים, נהגים מכווצים עבור ברגים, ו דבקים מוחלים בתוך חיי סיר ומגבלות טמפרטורה.
• ניהול:0 (Moisture Management): 1 במהלך הבנייה, יש לשמור על לוחות CLT יבשים.
• (FLT:0) התקנת הגנת אש: 1FLT:1 יש ליישם ציפויים אינפומונים לאחר ההרכבה ו לרפא כהמלצות של היצרן.

קודים ועיצוב

עיצוב חיבורי פלדה-CLT נשלט על ידי סטנדרטים לאומיים ובינלאומיים.מהנדסים צריכים להתייעץ:

• (FLT:0)Eurocode 5 (EN 1995-1)03-1)031) עיצוב חיבור עץ, שהושלם על ידי רכיבי פלדה בשנת 1993.
• (FLT:0) תקנים לאומיים: NDS (National Design Specification for Wood Construction)Fevolveve:1FIRLT עם CLT Handbook (APA - איגוד עץ המהנדס).
• (ב) ⁇ (ב"א) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ (ב"א) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) (קוד בניין בינלאומי) ,1) , בהתייחסות למבנים היברידיים.

עבור עיצוב סיסמי, ASCE 7 בארה"ב, או NBCC בקנדה, לספק שילובי עומס וגורמי דוקטרקטיות.הוראות מיוחדות עבור מבני עץ המוני (למשל, 2021 IBC Type IV-B Code) כוללים דרישות מפורטות חיבור.

הערכה טכנית אירופית (ETA) מסמכים עבור מערכות חיבור קנייניות (למשל, Rothoblaas, SFS, Simpson Strong-Tie) מספקים יכולות עיצוב עבור מוצרים ספציפיים.

מחקר מקרה: CLT-Steel Hybrid Building בפורטלנד

בניין אלבינה יארד כולל מסגרת פלדה עם CLT הרצפה ופאנלים גג.קשרים בממשק פלדה beam-to-CLT השתמש קונגור זוויות מתכת עם חורים מלוטשים כדי לאפשר יחסית לבנות סובלנות ותנועה תרמית.החיבור תוכנן להעביר diaphragm Shear תוך מתן אפשרות למעצבים CLT להחליק במהלך ריפוי של ריצוף לפרטי שדה.

מגמות מתפתחות ומחקר

המחקר הנוכחי מתמקד בשיפור ביצועי החיבור ויעילות:

• ייצור:0 (הייצור התוספתי: 1FLT:1) 3D-printed פלדה אולמות שנועדו להשתלב בצורה חלקה עם CLT, צמצום הקידוח באתר.
• (ב) ,0) חיבורים ממוקדים: FIRLT:1 (שימוש בכבלים פלדה לאחר לחץ דם או בצורת ⁇ זיכרון כדי לשחזר את ההיערכות לאחר אירועים סיסמיים.
• (FLT:0) חיבורים עם ממריצים חדשניים:03FLT) 1:1 הרחבת דומגבת, שילובים של ברגים, ומחברים בצורת טבעת.
• אינטגרציה של תאום וחיישן:0 (Digital Twin and חיישןאינטגרציה:FreaLT:1) , Embedding Stress Measures in Connection for Real-time Structure Health Monitoring.
• (FLT:0) אופטימיזציה של אחריות: FLT:1 שימוש פלדה ממוחזר עץ פחמן נמוך, עם עיצובים הקשורים המאפשרים דיסבוענות ו reuse בסוף החיים.

מחקר מתמשך יחדד שיטות עיצוב, יפחית עלויות, וירחיב את הכדאיות של היברידיות CLT-steel למבנים גבוהים יותר ומורכבים יותר.

מסקנה

פרטי חיבור פלדה הם אבני החן של עץ מחוסנים ומבנים היברידיים פלדה.הם חייבים לאזן ביצועים מבניים, בנייה, עמידות ובטיחות אש תוך שמירה על התנהגויות נפרדות של שני החומרים. על ידי בחירת סוגי חיבור מתאימים - מבולגן, מבולגן, דבק, או מחוספס - וליישם עיצוב קפדני ושליטה איכותית, מהנדסים יכולים ליצור מערכות היברידיות כי הם בטוח, יעיל, מתמשך, וקבועים, כמו מהלכים מתקדמים יותר של מבנים יציבים של תעשיות עץ.

עוד קריאה

• (ב) ,0) – איגוד העצים המהנדסים: CLT ResourcessFLT 1
• המכון האמריקאי לבנייה פלדה (AISC) - מדריך עיצוב היברידי של סטרקטיל (Ructural Design Guidesph:1).
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇