Beton Blok Duvarlarının Arkasındaki Yapısal Mühendislik Prensiplerini Anlayın

Beton Blok Duvarlarının Arkasındaki Mühendislik Bilimi

CMU (koncrete Masonluk ünitesi) duvarları olarak da bilinen beton blok duvarları, hem konut hem de ticari inşaatta bir temeldir, çünkü bunlar olağanüstü sıkıştırıcı güç, yangın direnci ve uzun vadeli dayanıklılık sağlarlar. Ancak, performansları yığınlama bloklarından çok daha fazlası gerekir - yapısal mekanikler, materyal bilimi ve geoteknik ilkelerin derin bir anlayış gerektirir.

Beton Blok Duvarlarının Temelleri

CMU duvarı, her elementin uyum içinde çalışması gereken bir kompozit sistemdir. birincil bileşenler şunlardır:

• [FONT:0)Concrete Masonry Birimleri (Blocks): ) Genellikle Portland çimento, agresyon ve su, bu bloklar çeşitli şekillerde gelir - standart boş, sağlam, lintel, bağ kirişleri ve köşe birimleri.
• [FONT:0]Mortar: [Dönetici: [Döntgen: [Düzg: 1) Çimento, kir, kum ve su blokları birbirine bağlayan su. Mortar yeterli işlenebilirliği, su tutma ve bağ gücü vardır. Type N, S ve M mortars, yapısal duvarlar için en yüksek bağı sunuyor.
• [FONT:0)Reinforcement:[Dönetici: [Dönetici: 0,3|Sürekli Sınıf 60) dikey ve yatay olarak, zayıf olan güç sağlar.
• [FONT:0)Grout: [Dönetici: [Dönetici: 0,4] Çimento, kum ve suların boş çekirdeklerini yeniden barın etrafında dolduran bir sıvı karışımı. Grout kolayca akmalıdır ve tam bir takviye sağlamak için düşük bir küçülme sahip olmalıdır.
• [FONT:0)Bond Beams:[Dönetici:[Dönetici:0) [Dönderilmiş bloklar, duvarı birbirine bağlayan ve daha sonra dağıtan yarı-kırlar. Sık sık sık kat seviyelere, çatı seviyelerinde yerleştirilmiştir ve uzun duvarlarda aralıklarda yer almaktadır.
• [FONT:0]Connectors ve Anchors:[Döneticiler, Metal bağlar, demir cıvatalar veya duvarı temel, zemin plakaları, çatı yapısı ve herhangi bir bitişik Masonluk boşluk duvarlarına bağlayanlar.

Her bileşen, mühendisileştirilmiş özelliklere göre seçilmelidir ve kurulmalıdır, küçük sapmalar bile yük yolunda süreklilik sağlayabilir.

Temel Yapısal Prensipler

Dikey Yük Dağıtımı

Beton blok duvarları öncelikle kompresyona karşı tasarlanmıştır. Bir dikey yük olduğunda - çatı havuzundan, zemindeki çöp veya üst duvarlardan - uygulanan, bloklardan geçer ve temele dağıtılır. Yük yolu düz ve kesintisiz olmalıdır. herhangi bir yanlışlık, harç eklem kalınlığı veya boşluklar, kırılıştayan çatlakları çatlakları çatlakları çatlakları çatlakları çatlakları çatlakları çatlakları çatlakları çatlakları kırabilir.

dikey yükün eksantrikliği de önemlidir. Bir kirişin merkezinden ziyade bir duvarın iç yüzündeki bir duvar ayıysa, ortaya çıkan bükme anı, takviye veya duvar kalınlığı ile karşılanmalıdır.Bu nedenle, taşıma plakaları ve merkezi cihazlar genellikle kullanılır.

Daha sonra Yük Direnişi

Duvarlar ayrıca rüzgar, depremler ve topraktan yatay kuvvetlere de karşı direnmeli ( duvar uygulamaları muhafaza etmelidir) Beton blok duvarları dikey cantilevers veya bir hear duvar sisteminin bir parçası olarak hareket ederler.

• [FONT=0) Bending Direnişi: [Dönetici: [Dönetici: 0,3] Duvarın gerilim kapasitesinde dikey takviye sağlar. varsayım, Masonluk kompresyon ve rebarın gerginlik gerektirdiğidir, iç bir çift oluşturur.
• [FONT:0)Shear direniş:[Dönetici] Masonry'nin kendisi sınırlı güçlere sahiptir. yatay güçlendirme, bağ kirişleri ve grod çekirdekleri, hear kapasitelerini arttırır. Birçok kodlar sismik bölgelerde minimum yatay takviye gerektirir (örneğin, her ikinci bir şekilde sürekli yatay bir bar).
• [FONT:0]Diaphragm eylemi: [Dönetici: Bir binada, çatı ve zemin plakaları (koncrete or wood) daha sonra duvarlara transfer eden diyaframlar olarak hareket eder.

Daha sonra yüklerin tasarımı sınır devlet ilkelerini takip eder: duvar, hizmet yükleri altında uygulanabilir stresin aşılması ve nihai başarısızlıklara karşı güvenlik marjına sahip olmamalıdır.

Dondurma ve Ductness

Güçsüz Masonluk, aniden dondurabilir ve başarısız olabilir. Dondurma, betonarme kapasitesini kaybetmeden önce çelikte meydana getirme yeteneğiyle ortaya çıkmaktadır.Bu, sismik bölgelerdeki mühendisler tarafından güçlendirilen Masonluk duvarlarına (örneğin 2 ila 4) tasarım sismik kuvvetini azaltır.

• Asgari takviye oranları ( koduna bağlı olarak brüt duvar alanının% 0,7'den% 0,3'e kadar ayarlanır).
• Rebar'ın (hooks veya düz gömülme) tam verim gücü geliştirmek için geliştirme uzunluğu.
• Barlar arasında grout akışına ve toplu geçişe izin vermek için açık bir spacing.
• Lap splices sadece izin verilen ve yeterli uzunlukta.

Grout, yeniden çubuğun korozyonu önlemek ve kompozit eylemi sağlamak için tamamen tahsis edilmelidir.ETHFLT:0) Amerikan Beton Enstitüsü (ACI) 530/TMS 402) güçlendirilen Masonluk için kapsamlı tasarım gereksinimleri sunar.

Gelişmiş Tasarım

Duvar Yükseklik, Slenderness ve Buckling

Duvar yüksekliği arttıkça, aksiyel yük altında boğak riski büyür. Mühendisler, beton veya spor salonundakiler gibi - kapasiteyi belirlemek için etkili yükseklikler ile bölünmüşlerdir. Masonluk duvarları genellikle non-sway (braced) veya sway (unbraced) veya sway (unbraced yükseklikleri azaltmak için tasarlanmıştır.

Masonluktaki Buckling hesaplamaları gerginlik geliştikten sonra çatlak bölümü göz önünde bulunduruyor; inertianın azaltıldığı an, sıkıştırma yüzünde ek güçlendirme, ağırlama direncini geliştirmeye yardımcı olabilir.

Seismic Design

Depremler, shear slide, rocking veya tersleştirmeye neden olabilecek döngü daha sonra yükleri yükler. Beton blok duvarları için Anahtar sismik tasarım hükümleri şunları içerir:

• [FONT:0)Minimum dikey takviye:[Dönetici:[Dönetici:0)En sık, en az bar büyüklüğü ve spacing olarak belirtilmektedir, örneğin #4 48 inç veya daha yüksek açılışlar.
• [FONT:0]Horizontal güçlendirme:[Dönetici:[Dönetici: 1) Her derste veya diğer her derste yüksek sismik alanlarda sürekli olmalıdır.
• [FONT:0)Shear duvarları: [Döntilmiş Duvarlar, sisteme karşı tam bir dahaki kuvvetin parçası olarak tasarlanmalıdır. Aspect orans, hear power veplace kapasite kontrol edilir.
• [FONT:0]Flexible vs. sert olmayan spamlar: [Dönerge 1] Zemin inşaatı, güçlerin duvarlarına nasıl dağıtıldığını etkiler. Ritüel diyaframlar (koncrete plakalar) kuvvetler, duvar sertliklerine orantılı olarak dağıtılır; esnek diyaframlar (sonra heathing) tributary alana göre dağıtılır.
• [FONT:0]Drift limitleri:[Dönetici:[Drift:[Döntilmiş değerlerin kodlanmış değerlerin ötesine geçmemelidir (tipik olarak 0.007 ila 0.025 kez hikaye yüksekliği) hasarları yapı dışı elementlere önlemek için.

[0]ACI 530-13/TMS 402-13[[Dönetici: 1), duvar yüksekliğinin orta üçte birinde takviye ve duvarların sonunda bağlantı güçlendirmesi gibi belirli sismik detaylandırma gereklilikleri içerir.

Rüzgar Yük Tasarımı

Kasırgalar ve kasırgalar gibi yüksek rüzgar olayları önemli dış (suksiyon) ve zarf (baskı) kuvvetlere bağlı olarak rüzgar ve yerçekimine karşı çıkan yüzeylere karşı ek bir takviye gerektirir.

Çatıdaki SMT'ye bağlantılar için özel dikkat gereklidir: demir cıvataları, grod hücrelere gömülü olmalıdır ve üst bağ kirişinde sürekli yatay takviyeye bağlanır.

Termal ve Moisture Effects

Beton blokları, mortar ve tüm genişleyen ve sıcaklık ve nem değişiklikleri ile sözleşmeyi zorlayın. Kurun küçülme özel bir endişedir çünkü duvarın kısıtlanmasına neden olabilir. Mühendisler, doğal olarak bir çatlakların (vertical boşlukları) düzenli olarak 20 ila 25 feet arası olarak doldururlar -özellikle de şişirme stresleri.

Freeze-thaw dayanıklılık başka bir kritik konudur. Bloklar düşük bir absorpsiyon oranına sahip olmalıdır (tipik olarak ağır hava kirliliği için ağırlıktan% 5'den daha az). Air-entrained mortar ve grout ayrıca don-thaw direnişini de geliştirmek. )

Vakfı ve Soil Interaction

Kapasite ve Çözüm

Beton blok duvarının altındaki temel, tüm duvarı artı herhangi bir süperiposed yükleri desteklemek için yeterli taşıma kapasitesine sahip olmalıdır. Mühendisler, düşük riskli topraklarda, basit bir şerit ayağı betonun tipik; çamur veya geniş topraklarda, daha derin temellere veya matkaplara ihtiyaç duyulabilir arazilerin belirlenmesi için toprak testleri gerçekleştirmelidir.

Diferansiyel yerleşim - bir duvarın bir parçası başkasından daha fazla yer alır - çünkü oar çatlakları ve reçemed kapılar / rüzgarows. Bunu azaltmak için, vakıflar mümkün yumuşak noktalara kadar takviye ile tasarlanmıştır.

Daha sonra Dünya Basınç (Rezergâhlar)

Beton blok duvarı, dünyayı korumak için kullanılırken (taraf duvarları, bahçe duvarları vs.), duvarın arkasında yatay toprak baskısına karşı direnmeli; yüzeysel duvarlar ve kantilever (reinforced) duvarı tersine çevirebilecek kadar yaygındır.

Frost Heave Önleme

Soğuk iklimlerde, ayaklamalar don heave'nin duvarı kaldırmasını engellemek için don çizgisinin altında genişlemeli ve eğimli duvarlar için (kahkahalar veya bahçe duvarları gibi), ayaklamanın etrafındaki derin bir temel veya bir indüktör tabakası gerekli olabilir. Frost heave

Yapı Uygulamaları Yapısal Dürüstlük Etkileyen Yapı Uygulamaları

Mortar Ortak Kalite

mortar eklemleri tamamen doldurulmalıdır ve üniformalı kalınlık (tipik olarak 3/8 inç) Frog mortar eklemleri (endüstri) veya aşırı derecede kalın eklemler sıkıştırıcı gücü azaltır.Fed eklemler (konuşturucu, V- şeklinde) mortar yüzeyini sıkıştırır, su direncini arttırır.

Grouting Prosedürleri

Grouting, hiçbir boşlukların kalmasını sağlamak için dikkatli yapılmalıdır. Duvarın üst kısmındaki açılışlar, bir sonraki dökmeden önce sertleştirilmesine izin verilir; çok ıslak, sert bir şekilde yıkanmalıdır. Low-lift grout duvarların etrafından 12 feet daha yüksek duvarlar için yaygındır; yüksek kaldırmalar daha büyük limanlara ihtiyaç duyar ve özel adlar dökmeye izin verilir.

Eğri ve Koruma

Taze Masonluk en az 24 saat boyunca uygun hidrasyona izin vermek için moist olmalıdır. Sıcak havalarda, hızlı kurutma, plastik levha ile duvarı kapatıp ıslak zuhurma kullanarak standarttır.

Ortak Başarısızlık Moduları ve Onların Önlemleri

İyi tasarlanmış duvarlar bile inşaatın rigor eksikliği olup başarısız olabilir: Ortak konular şunlardır:

• [FONT:0)Vertical çatlakları:[Dönetici:[Dönder:) Farklı bir çözüm veya termal hareket kısıtlamaları ile ilgili olarak, temel tasarımı kontrol edin.
• [FONT:0]Horizontal, baza yakın bir şekilde kırılır: Genellikle daha sonra dünya baskısından veya don heave çözümünden gelir: yeterli takviye ve drenaj.
• [FONT:0)Diagonal çatlaklar:[Dönemli yüklerden (proks veya yüksek rüzgardan) genellikle aşırı hear yüklerinden (projektif veya yüksek rüzgardan) oluşur.
• [FONT:0)Kuralların güçlendirilmesi: [Dönetici: 1) Occurs ne zaman ne zaman ne zaman ne zaman ne zaman ne zaman ve oksijen çatlaklar yoluyla çelike ulaşırsa veya göz ardı edilebilir mortar. Çözüm: uygun kapak (1 inç dış duvarlar için minimum) ve agresif ortamlardaki tozlu barlar kullanın.
• [FONT:0)Bulging veya yaying: Indicates buckling failure under sıkıştırıcı yükler veya aşırı daha sonra baskı altında. Çözüm: daha sonra ölçek oranını azaltır veya daha sonra destek ekleyin.

İnşaat ve periyodik bakım sırasında düzenli denetim (göçücü mortar eklemleri, çatlakları, drenajı) beton blok duvarının hayatını önemli ölçüde genişletir.

Beton Blok Duvar Mühendisliğinde Modern Yenilikler

Son gelişmeler performans geliştirdi:

• [FONT:0)Segmental duvarları (SRW): ), Bu, toprakta geogrid takviyeli bloklar kullanarak, büyük beton temelleri olmadan uzun duvarlara izin vermek.
• [FOF: [DÜDÜDÜ: 0] [DÜDÜDÜ:0) Sürekli yalıtım ve yapısal güç sağlayan beton formlarıyla dolu politle biçimler genişletilir.
• [Uygunluk:0) Otomatikkökeli beton (AAC) bloklar: [Dönetici: 1) Daha hafif, geleneksel CMU'ya alternatif yaratmak, ancak mükemmel termal özellikler ve yük taşıma duvarlarında veya çelik çerçevelerde kullanılır.
• [FONT:0]Fiber-reinforced mortar ve grout:[Döneticileri ekleyen sentetik fiberler çatlakları çatlakları ve bağ gücünü artırır, bazı geleneksel takviye ihtiyacını azaltır.
• [FONT:0]Seismic baz izolasyonu: [Dönetici bölgelerinde, tüm blok binaları, yapının hasarsız hareket etmesine izin veren taşlardan izole edilebilir.

Okuyucu bu konuları, beton Masonluk sistemleri üzerindeki kaynaklar aracılığıyla daha fazla keşfedebilir:0)FHWA'nın el elektründe yer duvarlar ) veya “Uygunluk duvarları için) veya “Uygunluk Masonluk sistemleri üzerine kılavuzluk.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Beton blok duvarları, basit bir yığından çok daha fazla Masonluk birimleri. Güvenli ve verimli tasarım, on yıllar boyunca güvenilir bir şekilde duvar inşa eden duvarları içeriyor. Uygulamanın daha sonra yük yolları, toprak etkileşimi, güçlendirme, beton tasarımı ve değiştirilmesi ile ilgili ilkeleri uygulayarak, beton tasarımı ve değiştirilmesi için geliştirilmiş olan ilkeleri uygulamak, beton bloklar için güvenilir bir şekilde inşa etmek için mühendisler, ancak uygulama yeni bir duvar, daha uzun bir uygulama yapısı veya daha uzun bir uygulama yapısı, dikkat edin.