Железобетонные безраскосные фермы: Серия 1.463-1 Железобетонные предварительно напряженные безраскосные фермы для покрытий зданий со скатной кровлей пролетами 18 и 24 м с шагом ферм 6 м, возводимых в V районе снеговой нагрузки (зональные северные) / 1 463 1

Фермы железобетонные

Вернуться на страницу»Железобетонные конструкции»

Рис. 1. Железобетонные стропильные фермы покрытия: а — сегментная; б — с параллельными поясами; в — полигональная; г — арочная безраскосная.

Железобетонная ферма – это конструкция каркасного типа, состоящая верхнего пояса, нижнего пояса, решетки, места, в которых соединяются наклонные раскосы и вертикальные стойки, называются узлами железобетонной фермы.

Типы железобетонных ферм.

Железобетонная ферма может быть сборной монолитного типа (имеют целостную конструкцию, производится в промышленных условиях) или составной (состоит из ряда конструкционных элементов).

Производство ферм из железобетона

Изготовление железобетонных ферм регламентирует – ГОСТ 20213 – 89. Для изготовления ферм используют бетон классов от В30 до В50. Армирование конструкций выполняют из арматуры АIV и AтV, а также арматурная проволока Вр2. Фермы больших пролетов армируют предварительно напряженной арматурой.

Железобетонные фермы выполняют двух видов:

— железобетонные стропильные фермы;

— фермы подстропильные железобетонные.

По форме различают следующие группы ферм:

первая группа — железобетонные сегментные фермы;

вторая группа – изделия арочного типа;

третья группа – фермы из железобетона полигонального типа.

Наиболее распространенные типовые фермы имеют следующие обозначения:

ФС – раскосные фермы для скатных крыш;

ФБС – безраскосные для скатных крыш;

ФП – под покрытия из плит, равных по длине пролету;

ФПМ – для малоуклонной кровли без преднапряжения;

ФПН – для малоуклонных крыш с преднапряженными стойками;

ФБМ – безраскосные для малоуклонной скатной крыши;

ФПС – для скатной;

ФТ – безраскосные треугольного очертания для скатной

ТИПОВЫЕ СЕРИИ

При проектировании железобетонных ферм могут быть полезны следующие серии:

№ п/п	Номер	Наименование	Примечания
1	Серия 1. 063.1-4	Фермы стропильные железобетонные пролетом 6; 9; 12; 15 и 18 м для покрытий зданий с уклоном асбестоцементной кровли 1:4.	Смотреть
2	Серия 1.463.1-1/87	Фермы стропильные железобетонные безраскосные пролетом 18 и 24 м для одноэтажных зданий с малоуклонной и скатной кровлей для V снегового района.	Смотреть
3	Серия 1.463.1-3/87	Фермы стропильные железобетонные безраскосные пролетом 18 и 24 м для одноэтажных зданий с малоуклонной и скатной кровлей.	Смотреть
4	Серия 1.463.1-15	Фермы подстропильные железобетонные пролетом 12 м с провисающим нижним поясом для зданий с покрытием из плит длиной на пролет.	Смотреть
5	Серия 1.463.1-16	Фермы стропильные железобетонные сегментные для покрытий одноэтажных производственных зданий пролетами 18 и 24 м (в опалубочных формах серии ПК-01-129/78).	Смотреть
6	Серия 1.463.1-17	Фермы стропильные железобетонные полигональные пролетом 18 и 24 м для покрытий зданий с малоуклонной кровлей.	Смотреть
7	Серия 1.463.1-19	Фермы подстропильные железобетонные предварительно напряженные пролетом 12 м для покрытий зданий со скатной кровлей.	Смотреть
8	Серия ПК-01-27	Сборные железобетонные предварительно напряженные сегментные фермы для покрытий зданий с пролетами 18, 24 и 30 м с шагом ферм 6,0 м.	Смотреть
9	Серия 1.463-3	Железобетонные предварительно напряженные безраскосные фермы пролетом 18 и 24 м для покрытий зданий со скатной кровлей.	Смотреть
10	Серия 1.466.1-5	Железобетонные многоволновые оболочки положительной кривизны размерами 18х24, 18х30 и 18х36 м из плит 3х6 м.	Смотреть
11	Серия ПК-01-129	Сборные железобетонные предварительно напряженные сегментные фермы для покрытий зданий пролетами 18, 24 и 30 м с шагом ферм 6 и 12 м.	Смотреть
12	Серия ПК-01-129/68	Сборные железобетонные предварительно напряженные сегментные фермы для покрытий зданий пролетами 18, 24 и 30 м с шагом ферм 6 и 12 м.	Смотреть

 

Фермы стропильные железобетонные безраскосные пролетами 18 и 24 м для одноэтажных зданий с малоуклонной и скатной кровлей

Железобетонные фермы – это специальные несущие элементы для разных типов кровли, которые применяются в каркасных сооружениях и зданиях. Основная функция фермы – создание опоры для кровли, а также равномерное распределение общей нагрузки на фундамент и колонны здания.

Фермы ЖБИ рассчитываются и производятся в условиях заводов, так как даже минимальные неточности в столь грандиозных конструкциях могут привести к непоправимым последствиям и стать причиной обрушения здания. Монтируются фермы с привлечением специальной строительной техники, так как обладают огромным весом.

Что представляют собой фермы

Железобетонная ферма – это конструкция специального назначения из бетона и соединенных между собой стержней стальной арматуры, которая предназначена для монтажа крыши и выступает каркасом для будущего здания.

Находящиеся вверху прутья называются верхним поясом, нижние стержни – нижним поясом. Элементы конструкции, которые располагаются в вертикальной плоскости, называются стойками.

Находящиеся под определенным углом части – это раскосные элементы. В свою очередь, стойки и раскосные элементы формируют решетку всей конструкции. Места соединения расположенных вертикально стоек и раскосных блоков называются узлами железобетонной балки.

Основные преимущества, которые обеспечивает железобетонная ферма:

• Высокий уровень прочности и надежности всего здания
• Железобетонный каркас создает жесткую структуру, гарантирует способность выдерживать серьезные нагрузки на протяжении долгих лет
• Бетон и сталь не боятся неблагоприятных химических, климатических воздействий, не меняют характеристик под ультрафиолетом, дождем, на морозе и т. д.
• Стропильный элемент полностью отвечает наиболее строгим требованиям стандартов пожарной безопасности

Благодаря современному оборудованию на заводах создают железобетонные фермы в четком соответствии с нормативными требованиями и в минимальные сроки. Вес конструкции с пролетом 18 м составляет больше 7 тонн, если же пролет 24 метра – около 12.3 тонн. Поэтому монтировать фермы можно исключительно с привлечением специальной техники.

Фермы железобетонные бывают двух типов:

1. Монолитный элемент с целостной структурой, который создается только в заводских условиях.
2. Составная конструкция – включает несколько частей, которые собираются непосредственно на объекте.

Основные виды ферм

В современном строительстве используют фермы двух типов – стропильные и подстропильные. В работе с фермами самым важным этапом считается проектирование – правильные расчеты обеспечат качество монтажа и способность конструкции выдерживать установленные нагрузки, а вот просчеты в проекте нередко приводят к обрушению зданий.

Стропильные конструкции

Стропильная ферма железобетонная – самый сложный вариант. На рынке можно найти и стропильные конструкции, сделанные из металла, бруса (дерева), которые пользуются большей популярностью. Железобетонные конструкции обычно используют лишь там, где другой материал не подходит ввиду недостаточности характеристик и показателей по устойчивости, защите.

Для стропильных конструкций из дерева основным параметром является площадь, на которой планируется размещать объект. Для обеспечения прочности и жесткости строения, исключения риска его обвала под своим весом, важно верно рассчитать площадь, определить устойчивость ферм. Деревянные фермы нужно правильно крепить – для этой задачи обычно привлекают специалистов, не рискуя реализовывать самостоятельно.

Железобетонные фермы – самые надежные и долговечные в сравнении с другими вариантами. Они обладают огромным весом, поэтому используются достаточно редко – в конструкциях с огромными площадями, в регионах со специфическим климатом, в промышленных зданиях и т. д.

Подстропильные конструкции

Эти конструкции применяются не так часто, как стропильные. Они актуальны в строительстве мансард при условии, что величина колонн превышает размер несущей конструкции. В данном случае основой фермы выступает подстропильная балка, длина которой составляет от 12 до 24 метров.

Этот тип ферм выполняется с арматурой пучковой формы, что значительно уменьшает вес, повышает надежность всей конструкции. Фермы устанавливают непосредственно на колонны стропильного типа, соединяют выбранными инструментами. Для железобетонных и металлических конструкций понадобится дополнительно обустроить сварные соединения.

Данные типы ферм применяют там, где внутри здания идут поперечные несущие стены или же все стены поперечные. Только балки подстропильные могут использоваться в возведении мансардных крыш. Стойки вводят непосредственно под ноги (колонны) и тогда конструкция дает меньше давления на здание, оставаясь устойчивой и надежной по максимуму.

Размеры ЖБ ферм

Изготовление бетонных и железобетонных изделий осуществляется в соответствии с ГОСТами, принятыми в стране. Естественно, что железобетонные фермы не являются исключением. В соответствии с установленными нормативами определяются основные размеры элементов, выполняется маркировка.

Основные размеры железобетонных ферм:

• Раскосные – длина от 18 до 24 метров, высота от 2.6 до 3.2 метров, ширина от 0.2 до 0.3 метров.
• Безраскосные – длина 18-24 метра, высота 2.6-3.2 метра, ширина 0.2-0.3 метра.
• Треугольные безраскосные – длина от 2 метров, высота 1.2-2.7 метров, ширина 0.2-0.25 метров.
• Для скатной кровли – от 1 метра длина, высота 2.2 метра, ширина 0.5 метров.
• Для плиточной кровли – с длиной от 1 метра, высотой 3.3 метра, шириной 0.5 метров.

Самые распространенные размеры – 18/24/36 метров. Максимально допустимый вес элемента, в соответствии с ГОСТом, может составлять 6-50 тонн. В Москве и регионах можно найти железобетонные фермы любых размеров и параметров.

Маркировка дает практически все главные характеристики и показатели ферм – размеры, тип, конструктивные особенности, свойства. Маркировка включает несколько наборов букв и цифр, которые расшифровываются по ГОСТу 23009.

Как расшифровать маркировку изделия:

• 1 группа значений – номер типоразмера, тип изделия, длина (с округлением до метров).
• 2 группа значений – числовой индекс несущей способности, указывается класс арматуры (если она предварительно напряжена), тип бетона (указывается лишь для изделий из легких типов бетона).
• 3 группа значений – есть не всегда, указывает на стойкость к сейсмическим толчкам, агрессивным средам, говорит про наличие закладных, дополнительных отверстий и т.д.

Пример расшифровки маркировки: железобетонная ферма 3ФС длиной 18 метров, с несущей способностью 6 типа, напряженной арматурой А600, залитой легким бетоном, с наличием закладных, обозначается как 3ФС18-6А600Л-1. Типоразмеры и формы разных железобетонных ферм (стропильных/подстропильных), как правило, указываются в специальных таблицах.

Как изготовить конструктивный элемент?

Данное изделие производится строго по ГОСТу с помощью необходимого оборудования.
Основной нормативный документ на который опираются при выпуске таких конструкций из железобетона ГОСТ 20213–89. Процесс производства проходит в одно- и двухъярусных стенд-камерах. Проволоку натягивают гидравлическими домкратами, заливают бетон с помощью бетоноукладчика. Заключительный этап — термическая обработка. Если железобетонное изделие длиной более 9 метров, то следует армировать его с применением напряженного арматурного металлопроката для повышения прочности. Если короче 8, 96 метра, в основном изготавливают ферму с ненапряженной арматурой.

Наиболее легкий процесс изготовления арочного безраскосного типа, внутреннее пространство которого отводится для различных систем коммуникации. Нижний пояс выполняют из арматурных канатов, высокопрочной проволоки или стержневой арматуры. Если вся технология выполнена правильно, на выходе получают морозостойкий, прочный, водонепроницаемый железобетонный продукт с устойчивостью к коррозии и трещинам.

Сфера применения

Железобетонные фермы, как и конструкции из других материалов, применяются в возведении разнообразных объектов – пролетов мостов, установки крыши разного типа сооружений, гидротехнических затворов, опор для линий электропередачи.

Ввиду того, что конструкции отличаются целым рядом выгодных преимуществ (защита от трещин, стойкость к морозу и агрессивным воздействиям, прочность и надежность, долговечность и высокая несущая способность), фермы актуальны в самых разных зданиях. Они могут поддерживать кровли, перекрывать пролеты, колонны, служить для создания промежуточных опор для установки последующих конструкций.

Бывает, что фермы используют и в открытом виде – в строительстве промышленных сооружений, участков. Жилое строительство не использует железобетонные фермы вообще.

Классификация ЖБ ферм

По форме конструкции железобетонные фермы бывают раскосными, безраскосными (они же арочные), полигональными. Часто упоминается и такая классификация: типовые, раскосные/безраскосные. Типовых вариантов достаточно много, тут все зависит от числа этажей и величины пролетов.

Особенности применения разных типов ЖБ ферм:

• Безраскосная ферма используется в случае, когда кровля имеет уклон небольшой. Также данный тип ферм актуален для здания с системами коммуникаций, шаг составляет 6/12 метров.
• Объекты без отопления, с крышей из асбестоцементных листов, предполагают использование безраскосных ферм, с пролетом 9/18 метров.
• Сегментные безраскосные и раскосные фермы всегда применяют для создания скатных кровель.

При создании ферм учитывают такие самые важные характеристики: реакция материалов на низкие/высокие температуры, плотность и прочность бетона в смеси, марка стали, реакция на коррозию. В частных домах конструкции не используются, так как самостоятельно их установить невозможно, да и вес элементов такой, что ни один малоэтажный дом не выдержит.

Особенности производства и выбора железобетонных ферм:

• Общий вес системы включает массу стропильной фермы и покрытия кровли.
• Основные нагрузки учитывают: сильный ветер, осадки, снег. Есть также периодические – землетрясения и другие форс-мажорные обстоятельства.
• Каркас фермы включает массу армированных стальных элементов, что обеспечивает максимальную устойчивость.
• С целью уменьшения веса изделия могут использоваться легкие бетоны, что на качестве не сказывается никак.
• Перед заливкой стальная арматура покрывается специальными пропитками, исключающими раннюю коррозию, что делает кровлю стойкой ко влаге, снегу, морозу, ультрафиолету, перепадам температуры.
• Контур фермы включает два пояса для формирования прочного изгиба, а решетка состоит из раскосов и стоек.
• Фермы могут быть полигональными и сегментными, все они отличаются по уклону и форме пояса.

Советы по выбору качественного профиля

Прежде чем возводить любую конструкцию, следует определиться с выбором материала. При покупке металлического профиля или труб следует внимательно осмотреть заготовки – нет ли трещин, раковин, наплывов, нестыковок по шву, большого количества помятых и погнутых заготовок. При покупке оцинкованных материалов – желательно убедиться в качестве покрытия – нет ли отслоений и наплывов.

При покупке необходимо потребовать копию сертификата и чек. Обязательно нужно убедиться в соответствии толщине стенки трубы заявленной в документах. Трубы в гараже на коленке не сделаешь, и подделок не бывает, но на плохое качество материала можно натолкнуться, поэтому покупать лучше в достаточно крупных магазинах.

Какой материал выбрать для каркаса

В большинстве случаев для каркаса усадебных построек или кровли дома выбирают сталь. Для очень небольших конструкций иногда используют алюминиевые и стеклопластиковые профиля – обычно в покупных изделиях (тентах, качалках). Для возведения металлоконструкций можно использовать трубы полого сечения и профиля сплошного сечения (круг, полосу, квадрат, швеллер, двутавр).

Огромным преимуществом прямоугольных и квадратных труб по сравнению с профилем того же веса является высокая устойчивость к смятию и другим деформациям. Поэтому сплошные профиля можно заменить гораздо более легкими профтрубами – это очень значительно облегчает (в 2 раза и больше) и удешевляет конструкцию трубчатого типа.

Размеры сечения труб выбирают в зависимости от длины пролета и расстояния между опорами и фермами. В частных усадьбах навесы и другие конструкции не очень большие, и можно воспользоваться советами специалистов или найти готовые чертежи в интернете.

При расстоянии между опорами до 2 м для небольших навесов с пролетами длиной до 4 м подойдут профиля 40×20х2 мм, при пролетах до 5 м – 40×40х3, 60×30х3 мм; пролетах длиннее 5 м – 60×40х3, 60×60х3 мм. Если планируется автомобильный навес на две машины шириной 8-10 м, то профиль потребуется от 60×60 до 100×100 с толщиной стенки 3-4 мм. Размеры профиля зависят от расстояния между фермами.

Профтрубы поступают в продажу отрезками длиной 6 и 12 м. При длине 12 м металл расходуется экономнее, но для транспортировки таких труб нужен длинномер. Перед покупкой материалов следует продумать, как вы будете отрезать заготовки и сколько их разместится в трубе длиной 6 м или 12 м, и подсчитать, сколько отрезков профтрубы Вам понадобится.

Ориентироваться на номинальный вес нельзя – вес 1 м.п. в конкретной партии будет отличаться от номинального, и скорее всего в сторону увеличения (изготавливать изделия с более толстой стенкой выгоднее продавцам – цена идет за тонну). При покупке по весу материал придется докупать и довозить – а это лишние расходы.

Преимущества и недостатки разных металлов

Практически для конструкционных профильных труб используются стали следующих видов: углеродистые обыкновенного качества и качественные, конструкционные, легированные. Трубы бывают с защитным цинковым покрытием. Используют и алюминий – но редко, для небольших, чаще сезонных конструкций. Алюминиевые профиля применяют для небольших конструкций.

Традиционно для небольших конструкций в частной усадьбе для возведения стальных конструкций с фермами применяют углеродистую сталь Ст3сп, Ст3пс, иногда оцинкованную. Такая сталь имеет достаточную прочность для обеспечения надежности конструкции, разницы по коррозионной стойкости у всех трех типов сталей практически нет.

Если на конструкции будут попадать осадки, рано или поздно проржавеют и изделия из конструкционных и изделия из легированных сталей. Небольшое количество легирующих элементов от коррозии не защищают (для конструкций можно применять низколегированные стали типа 30ХГСА, 30ХГСН, 38ХА – в содержание легирующих элементов в них 2-4 %, и на коррозионную стойкость это количество не влияет).

По прочности конструкционные и легированные стали должны быть немного долговечнее углеродистых – они более устойчивы к циклическим нагрузкам. Но это качество у сталей проявляется после термообработки – а закалка с отпуском могут покоробить трубы, и обычно такую термообработку на готовых изделиях никто не делает. На бесшовных трубах может быть проведен отжиг – после отжига в металле снимаются остаточные напряжения (наклеп), но он становится более мягким.

Конструкционные стали (20А, 45, 40, 30А) имеют более высокое качество и более высокую цену. Легированные стали еще дороже (и есть вероятность, что Вам продадут трубы из стали 3 взамен легированной). Поэтому при монтаже конструкций шириной менее 20 м не имеет смысла покупать профтрубы из легированной или конструкционной стали. Применять оцинкованную профтрубу однозначно имеет смысл, если монтаж будет производиться при помощи краб-систем.

. Но если тщательно следить за швами, регулярно проводить антикоррозионную обработку (очистку, грунтовку, окраску), то оцинкованная труба предпочтительней. Если же Вам нужен временный навес на 10 лет для стройматериалов, а затем Вы навес будете сносить – тем более не заморачивайтесь, покупайте обычные трубы из углеродистой стали без покрытия.

Если Вы планируете возводить на участке очень большой навес или ангар с большой длиной пролета, стоит обратиться к профессиональным строителям и сделать проект – они определят, какую сталь Вам выбрать.

Процесс изготовления ферм из металла и железобетона

Проще всего производятся безраскосные арочные конструкции – узлы ферм легко армируются, незаполненное пространства закрывают отводами (для проводки, систем коммуникации). Чаще всего такие изделия применяются для обустройства кровли плоской, скатной, с малым уклоном.

Для заливки железобетонных ферм используют бетон В30-В60, который демонстрирует высокий уровень прочности. Из готового бетонного раствора формируют большие каркасные конструкции или детали сборных элементов. Потом их транспортируют на место проведения работ с использованием специальной техники. Для этой цели пригоняют фермовозы – специальные машины, перевозящие фермы в готовом виде на объект.

Ввиду того, что ферма представляет собой несущий элемент крыши, до проведения установки осуществляют массу расчетов, все четко проектируют. Ведь даже при малейших погрешностях огромный вес фермы может стать причиной разрушения всего здания.

Как правило, для проектирования и реализации расчетов привлекают архитекторов, инженеров, проектировщиков, монтажников.

Установка железобетонных ферм выполняется также профессионалами – своими руками тут ничего не удастся реализовать. Только при условии верно выполненных расчетов и правильного монтажа ферм можно гарантировать прочность, надежность, долговечность конструкции.

Вывод

Приведенные в статье конструкции относятся к массивному строительству, которое не получиться осуществить своими руками, лучше для этого использовать специальную технику. Изготовление данных изделий также следует отдать профессионалам, использующих современные материалы и технологии расчета нагрузки (см.также статью «Бетонная брусчатка или как недорого обустроить место на участке»).

Данные ЖБИ незаменимы при возведении зданий, требующих широкие пролеты. Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

Что такое Space Roof Truss Systems?

21 августа 2019 г.

Новости

В настоящее время важно, чтобы структура влияла на вкусовые ощущения наших глаз, а также была прочной и долговечной. Если здания, сохранившиеся в течение многих лет без износа, сочетаются с эстетической архитектурой, они созданы из долговечного мастерства. . Структуры, которые выжили в течение многих лет, не изнашиваясь, вместе с эстетической архитектурой и надежностью больше не просто груда бетона и железа и обретают индивидуальность.

В настоящее время, благодаря простоте изготовления и монтажа, а также долговечности, SPACE ROOF , который часто предпочитают, поражает своей эстетической архитектурой. Когда мы говорим о названии, давайте рассмотрим космическую крышу, которая пробуждает воображение будущего.

Существует множество методов строительства, которые можно использовать при строительстве здания, а также различные методы, которые можно применять на этапе строительства крыши. Одним из таких способов является объемная крыша, которая достаточно широка в применении благодаря простоте монтажа и эстетичной конструкции. Небольшое изменение крыши может полностью изменить воздух в здании.

Коррозия и подобные экологические проблемы не возникают, если в строительстве космической крыши используются качественные материалы, также известные как системы пространственной решетчатой ​​крыши. Космическая крыша легче, чем другие кровельные системы. Пространство может быть установлено без вертикальных несущих систем высотой до 100 метров, кровля обладает высокой сейсмостойкостью.

Одним из преимуществ космической крыши является то, что при желании ее можно демонтировать и установить в другом месте. Космическая крыша экономична для работодателя, а этап монтажа выполняется в короткие сроки.

Установка космической крыши очень практична. Двухконусные стержневые стальные трубы соединяются друг с другом с образованием пространства, образуемого кровлей. Поскольку пространство создает интересную архитектуру в самом потолке крыши, потолок не нужно покрывать дополнительным материалом. В этом отношении он предотвращает возможные расходы и экономит деньги. Будучи подходящей для различных конструкций, космическая крыша была помещена в часто предпочитаемые открытые крыши. Космическая крыша, которая летом радует глаз, в зимние месяцы покрыта брезентом и подобными материалами и адаптирована к сезонным условиям. Таким образом, можно использовать четыре времени года.

Стильный и инновационный, а также преимущества, предлагаемые космической крышей;

• Подходит для больших площадей.
• Он легкий, простой в установке и переносной по сравнению со многими другими типами крыш.
• Фаза производства и сборки выполняется быстро.
• Подходит для всех типов вентиляции и кондиционирования воздуха.
• Эстетично.
• Благодаря своей структуре они являются легконесущими крышами.
• Может быть собран и собран любой формы.
• Это недорогое исследование.

Компания INTAÇ на сегодняшний день успешно реализовала множество проектов космических крыш.

Проектирование и строительство интегрированных курортных комплексов Сентоза в Сингапуре с использованием мегастальных ферм с использованием китайской конструкционной стали Академический исследовательский документ по теме «Гражданское строительство»

Доступно на сайте www.sciencedirect.com

ScienceDirect

ProcediaEngineering 14 (2011) 1089- 1097

Процессия Инжиниринг

www.elsevier.com/locate/procedia

Двенадцатая Восточно-Азиатско-Тихоокеанская конференция по проектированию и строительству

Проектирование и строительство интегрированных курортных комплексов Сентоза в Сингапуре с использованием ферм Mega Steel

Китайская конструкционная сталь

H. Y. LEE1ab и Z. X. HOU2b

1AECOM Building Engineering, Специальный административный район Гонконг, Китай 2 Центр научно-исследовательского института строительства, Пекин, Китай

Резюме

В этом документе описывается строительство комплекса Sentosa Integrated Resort Development в Сингапуре, который является одним из основных проектов, привлекающих посетителей со всего мира. Первая фаза развития завершена в течение 3 лет за счет использования сборных железобетонных и стальных конструкций. Кроме того, тяжелые стальные мегафермы изготавливаются из китайских стальных материалов, и весь процесс изготовления, транспортировки и монтажа оказался очень успешным благодаря внедрению систем управления обеспечением качества.

© 2011 Издательство Elsevier Ltd.

Ключевые слова: крупномасштабное строительство, быстрое строительство, китайская сталь, контроль качества.

a Автор, ответственный за переписку: [email protected] b Докладчик: [email protected] и hzxlxl@sina. com

1877-7058 © 2011 Опубликовано Elsevier Ltd. doi:10.1016/j.proeng.2011.07 .137

1. Введение

Как показано на Рисунке 1, комплекс комплексного курортного строительства Сентоза расположен на северо-востоке острова Сентоза в Сингапуре с прибрежной полосой длиной около 650 м, выходящей на Круизный залив, и общей площадью территории. около 49гектаров. Он включает в себя набор тематических отелей-курортов, тематических парков для семейного отдыха, музей, казино, магазины и другие развлекательные заведения. Он включает в себя строительство двухуровневого подвального строения, шести отелей на 1800 номеров, а именно: i) Hard Rock Hotel, ii) Festive Hotel, iii) Crockfords Hotel, iv) Hotel Michael, v) Equarius Hotel и vi ) Виллы ESPA. Другие достопримечательности включают тематический парк Universal Studio Singapore с 22 аттракционами. Следует отметить, что 2-х уровневое подвальное основание имеет размеры приблизительно 375 x 818 м на уровне B1 и 353 м x 39 м.5 м на уровне B2, как показано на рис. 2. Ключевые особенности строительно-конструкторского проекта Комплекса включают:

• Мелиоративные работы на 2-х участках.

• 2-х уровневое цокольное основание на ростверке с дренажными покрытиями.

• Подпорные системы для открытых выемок грунта с грунтовыми гвоздями.

• Работы по укреплению и укреплению существующей монорельсовой дороги Sentosa Express.

• Мега-фермы с пролетом 74 м образуют бальный зал без колонн внутри отеля Hard Rock с площадью около 7 000 м2.

• Мегафермы с пролетом 58 м, образующие демонстрационный зал без колонн внутри отеля Festive площадью около 5 000 м2.

• Верхние строения для шести отелей, в которых используется смесь железобетона и сборного железобетона, а также несколько 20-метровых пролетных балок и плит для поддержки надстроек.

• Более 80 видов стальных крыш и козырьков.

• Часть тематического парка USS находится на электронной палубе подвала, поддерживающей эко-лагуну.

• Большинство крытых аттракционов размещены внутри длиннопролетной стальной конструкции со сборными панелями и зелеными крышами.

• Навесы из ETFE с большим пролетом, обеспечивающие защиту от непогоды для посетителей парка.

Следует отметить, что строительная площадка была сдана заказчику в декабре 2006 года, а завершить проект планировалось к началу 2010 года. При таком огромном объеме строительства и сжатых сроках проектирования и строительства заказчик определился как можно быстрее. дорожная конструкция во всех структурах и

здания. В этом документе описываются некоторые из ключевых конструктивных особенностей Комплекса, в частности, Праздничный зал, а также проектирование и строительство гигантских стальных ферм для выставочного зала Le Vie внутри отеля.

Фермы Balfroom — пролет 74 м

Фермы выставочного зала Le Vie — пролет 58 м

Рис.этажная башня, ряд переходных конструкций на уровнях L3 и L5, а также двухуровневый цокольный этаж (уровни B2 и B1). Кроме того, в центральной части отеля на уровне B1 расположен выставочный зал размером 60 х 80 м, а именно Le Vie Showroom. Под демонстрационным залом есть еще один подвал глубиной 10 м для использования в помещениях. Следует отметить, что плавательные бассейны и благоустроенная площадка на уровне L3, показанные на рис. 3а, расположены непосредственно над демонстрационным залом, которые поддерживаются несколькими гигантскими стальными фермами длиной 58 м, так что выставочный зал может предоставить 5000 м2 площади. площадь пола без колонн для пользователей парка, показанная на рис. 3b.

(a) Плавательные бассейны и благоустроенная палуба на уровне L3 (b) Демонстрационный зал LV с пространством без колонн и полом

площадью 5 000 м2

Рисунок 3: Нагрузка и условия поддержки гигантских стальных ферм длиной 58 м

2.1. Рассмотрение проекта

Конструктивные формы различных несущих систем всего здания отеля «Праздник» представлены в последующих разделах вместе с некоторыми краткими описаниями практических соображений строительства здания.

2.2. Поддерживающая система гравитационных нагрузок

Гравитационные нагрузки зданий включают собственный вес конструкций, наложенные постоянные нагрузки (такие как отделка, услуги и коммунальные услуги и т. д.) и приложенные нагрузки. Эти нагрузки воспринимаются железобетонными плитами перекрытий на типовых этажах, которые, в свою очередь, поддерживаются несущими стенами или стенами жесткости на типовых этажах гостевых комнат на расстоянии 4,1 м от центра к центру.

Несущие стены или стены жесткости поддерживаются несколькими колоннами на переходных уровнях, т. е. на уровнях L5 и L3, и эти колонны будут спускаться на цокольный уровень. В конечном итоге гравитационные нагрузки передаются через подиум и колонны в подвале, стены сдвига лифтовых шахт, а также лестницы на твердые грунтовые слои через ростверк и систему свай.

2.3. Система поддержки боковой нагрузки

Поскольку высота здания всего 9 этажей, ветровая нагрузка составляет всего 0,65 кПа. Боковые нагрузки, воздействующие на здание, воспринимаются поперечными стенками типового этажа через переходные плиты на рамы балочных колонн, а также поперечными стенками лифтовых шахт на уровне подиума цокольного строения. Наконец, боковые нагрузки окончательно передаются на фундамент через балочно-колонные рамы подвального основания и поперечные стены лифтовых шахт.

2.4. Общая конструктивная схема

Поскольку гостиница «Праздничный» имеет более 400 номеров, а остальные отели также имеют такое же количество номеров, для проектирования и строительства принята следующая схема с точки зрения повторения количества единиц, а также для ускоренного строительства.

• Для типового пола гостевых комнат используются полусборные плиты перекрытий, а также сборные или полусборные ванные комнаты.

• Плиты коридоров, несущие стены, переходные плиты, колонны, а также лестницы отлиты на месте.

2.5. Система переходных плит

Ступенчатая система переходных плит предусмотрена на уровнях L5 и L3 в соответствии с архитектурной планировкой здания. Передаточная плита передает все нагрузки от помещений для гостей на уровнях L5 и L3 выше соответственно на колонны ниже, а затем, в свою очередь, переносится на фундамент. Толщина передаточной пластины составляет 700 мм на уровне L5 и 850 мм с локализованным падающим напором 1350 мм на уровне L3. Система переходных пластин способна предоставить большое пространство для банкетных залов и других гостиничных услуг на уровне подиума.

Для этого ускоренного проекта реализованы следующие концепции структурного проектирования:

• Применение полусборных конструкций к типовым плитам перекрытий на уровне номеров, чтобы свести к минимуму монтаж опалубки и организовать выполнение строительных процедур. вне площадки и в то же время параллельно с работами на площадке, что приводит к значительной экономии времени строительства.

• Использовать сборные конструкции для ванных комнат, чтобы сократить время строительства. При этом качество готовой продукции полностью гарантируется заводскими мастерами или представителями генподрядчика до доставки на объект.

В целом, из-за относительно высоких местных затрат на оплату труда и материалов внедрение сборных конструкций значительно снижает стоимость строительства, и эти работы выполняются в Малайзии, где затраты на рабочую силу и материалы низкие.

Кроме того, большие стальные фермы с пролетом 58 м на уровне L3, поддерживающие несколько тяжелых плавательных бассейнов и тяжелую ландшафтную зону на вершине ферм, а также для обеспечения пространства без колонн с площадью пола 5 000 м2 а также высокий и чистый потолок до выставочного зала Le Vie внизу. Кроме того, для обеспечения ступенчатого переноса уровня для одной стороны L-образного здания предусмотрена переходная плита на уровне L5 и n-образная передаточная плита на уровне L3.

Рис. 4: Конструктивная форма сдвоенной фермы

3. Стальные фермы MEGA на уровне L3 для выставочного зала LV

Для выставочного зала Le Vie на уровне B1 требуется пространство без колонн с большой свободной площадью над головой. Размеры выставочного зала составляют около 60 х 85 м, и он расположен прямо под бассейнами и благоустроенной площадкой на уровне L3. Следовательно, семь рядов мега стальных ферм глубиной 6,25 м, каждая с пролетом от 43 до 58 м, предназначены для поддержки плавательных бассейнов с высотой воды 1,8 м и ландшафтного настила с почвой 1,2 м и насаждениями на уровне L3. На обоих концах ферм в качестве опор предусмотрены две колонны диаметром 2 м.

Как показано на рис. 4, используется двойная сталебетонная композитная ферма в форме фермы Пратта, и они спроектированы так, чтобы иметь непрерывный пролет с фиксированными рамными соединениями с колоннами с дополнительным вылетом 2 м на каждой заканчиваются как в верхней, так и в нижней хордах. Поскольку сдвоенные фермы ведут себя аналогично неразрезным балкам, размеры поперечного сечения как верхнего, так и нижнего поясных элементов

ферм оптимизированы в соответствии с их конструктивным назначением, т. е. прочностью и прогибом, для обеспечения рентабельности. дизайн.

Эти фермы поддерживаются железобетонными колоннами из бетона класса 55 и сидят по обеим сторонам стальных стоек, вставленных внутрь железобетонных колонн. Во время возведения металлоконструкций стальные мега-фермы и стальные стойки устанавливаются вместе, а части колонн со вставленными стальными стойками на уровне ферм затем заливаются бетоном. В гигантских стальных фермах элементы верхнего пояса спроектированы таким образом, чтобы они взаимодействовали с плитой перекрытия, в то время как нижние пояса заполнены бетоном. Таким образом, составное действие в мега стальных фермах легко разрабатывается, чтобы не только повысить устойчивость элементов к продольному изгибу, но и улучшить их общие динамические характеристики. Кроме того, конструкция гигантской стальной фермы избавляет от необходимости поднимать одну тяжелую стальную ферму во время строительства и обеспечивает большое пространство над головой для создания роскошных пространств для развлекательных заведений.

Рис. 4: Железобетонные колонны, поддерживающие стальные мега-фермы

Конструктивный проект стальных мега-ферм удовлетворяет различным требованиям как по предельному состоянию, так и по эксплуатационным предельным состояниям. Для предельного состояния предела прочности комбинация нагрузок соответствует британскому стандарту BS 5950 (BSI 2000). Для предельного состояния эксплуатационной пригодности предельные критерии стальных ферм указаны в таблице 1 следующим образом:

Сборные коробчатые секции используются в качестве элементов верхнего и нижнего пояса мега стальных ферм, тогда как сборные двутавровые секции используются как для вертикальных, так и для наклонных элементов пояса.

Толщина стальных листов составляет от 30 до 60 мм для коробчатых профилей и от 16 до 40 мм для двутавровых профилей. В первоначальном проекте все гигантские стальные фермы были спроектированы по стандарту BS5950 из стали марки 355 (1) в соответствии со стандартом BS EN. Однако позже конструкция была изменена, поскольку заказчик использовал китайские стальные материалы для стальных конструкций, а также сталь марки Q345 (2,3). Поскольку конструкция фермы, как правило, зависела от критериев эксплуатационной пригодности, т. е. прогиба и вибрации пола, или, точнее, жесткости или жесткости ферм на изгиб, снижение класса материала не привело к увеличению общего тоннажа стальных ферм. В таблице 2 приведены марки материалов и расчетная прочность стальных элементов и болтов для ферм.

Таблица 1: Предельные критерии стальных ферм

Прогиб балки Собственный вес влажного бетона при строительстве 35 мм

Предварительный изгиб к балкам с прогибом под действием собственного веса влажного бетона от 10 до 75 мм

Прикладываемые нагрузки L / 250

Полный прогиб 110

Собственная частота балки перекрытия менее 5 Гц

Таблица 2: Марки материала и расчетная прочность стальных элементов и болтов для ферм БС5950 Толщина листа китайской стали в соответствии со стандартами GB Прочность (Н/мм2)

Q345-B < 40 мм 325

Q345-C < 45 мм 295

Q345GJ-C < 60 мм 325

Высокопрочные болты, разработанные в согласно BS5950 Расчетная прочность Прочность (Н/мм2)

Китайский (GB) Класс 8. 8 Прочность на сдвиг, ps 250

Прочность на смятие, pb 720

Прочность на растяжение, pt 400

Китайский (GB) Класс 10.9 Прочность на сдвиг, ps 310

Прочность на смятие, пб 930

Прочность на растяжение, pt 500

4. Изготовление и монтаж стальных мега-ферм

Стальные мега-фермы были изготовлены в Китае, отправлены навалом в Сингапур, а затем собраны сваркой на месте, как показано на рис. 5. Был составлен комплексный план проверки и испытаний с критическими точками удержания во время изготовления металлоконструкций, который был записан в контракте для обеспечения качества изготовления. Все сварные секции были осмотрены визуально, а выбранные образцы были протестированы независимым испытательным агентством, которое было согласовано между подрядчиком и консультантами. Чтобы соответствовать ограничениям наземного транспорта, стальные мегафермы были разделены на пять-восемь сегментов с максимальной длиной 13,3 м.

Всего было возведено 13 гигантских стальных ферм, и основными препятствиями, с которыми пришлось столкнуться, были доступ на площадку, пределы подъема и охват крана. В соответствии с условиями площадки, как показано на рис. 5, в качестве временных подъездных дорог для двух гусеничных кранов грузоподъемностью 150

тонн с основной стрелой 48 м было установлено несколько решетчатых колонн, фундаментных коробов и распорок. Следует отметить, что на строительство временного подъездного пути для кранов ушло около 400 тонн стальных профилей и листов.

Рисунок 5: Сборка стальных мега-ферм на месте

Кроме того, из-за ограниченной грузоподъемности подъемных кранов, стальные мега-фермы нельзя было поднимать как единое целое за один монтажный процесс. Вместо этого на сборочные платформы в разных зонах поднимали несколько сегментов фермы. Следует отметить, что перед подъемом каждый из сегментов фермы был осмотрен и проверен персоналом площадки, а также независимым агентом по испытаниям, а затем они были собраны сваркой на месте в горизонтальном положении на специально отведенных сборочных площадках. Средний строительный цикл для возведения одной гигантской стальной фермы составлял семь дней, включая установку временных подходов для кранов, временных опор и второстепенных стальных балок, протянутых между фермами. Весь процесс возведения занял около трех месяцев, включая перемещение всех временных конструкций и монтажных площадок.

5. Выводы

В этом документе описывается строительство интегрированного курорта Сентоза в Сингапуре, и первая очередь проекта завершена в течение 3 лет за счет использования сборных железобетонных и стальных конструкций. Следовательно, важно использовать эффективные сборные и стальные конструкции, чтобы обеспечить завершение строительства в рамках жесткой программы проектирования и строительства. Более того, передовые технологии стальных конструкций китайских строительных компаний считаются весьма удовлетворительными. Тяжелые мега стальные фермы изготавливаются из китайских стальных материалов, и все производство, транспортировка,

, и процесс монтажа оказался очень успешным благодаря внедрению систем управления обеспечением качества.

Ссылки

[1] Британский институт стандартов, BS 5950-1. Использование металлоконструкций в строительстве.