Наклон вверх
Откидная, наклонная плита или наклонная стена — это тип здания и технология строительства с использованием бетона . Хотя это экономически эффективный метод с более коротким временем завершения, [1] Плохая устойчивость к землетрясениям обусловила необходимость проведения значительной сейсмической модернизации старых зданий. [2]
При опрокидывающем методе бетонные элементы (стены, колонны, опоры конструкций и т.п.) формируют горизонтально на бетонной плите ; обычно для этого требуется пол здания как форма здания, но может быть временная поверхность для заливки бетона рядом с основанием здания. После затвердевания бетона элементы «наклоняются» в вертикальное положение с помощью крана и закрепляются в этом положении до тех пор, пока не будут закреплены остальные конструктивные элементы здания (крыша, промежуточные перекрытия и стены). [3] [4]
Подъемно-откидное строительство — распространенный метод строительства в Северной Америке, некоторых странах Карибского бассейна, Австралии и Новой Зеландии . Он практически не используется в Европе или северных двух третях Азии. Он набирает популярность в Южной Азии, на Ближнем Востоке, в некоторых частях Африки, Центральной и Южной Америке.
Бетонные элементы также можно формовать на заводах вдали от строительной площадки. [5] Поворотное устройство отличается от сборных конструкций , или заводских отлитых конструкций, тем, что все элементы изготавливаются на рабочей площадке. Это устраняет ограничение размера, налагаемое при транспортировке элементов с завода на площадку проекта.
Строительство
[ редактировать ]
Подъемно-подъемная конструкция требует серьезной организации и сотрудничества на строительной площадке. Хронологические шаги, которые необходимо предпринять для проекта подъема, следующие: оценка площадки, проектирование, опоры и плиты перекрытия, формирование подъемных панелей, размещение стали, закладные и вставки, укладка бетона, монтаж панелей и отделка панелей. [1] [6] После затвердевания подкладки (поверхности отливки или плиты перекрытия) формы поверх нее строят . Обычно используются объемные пиломатериалы, высококачественная фанера или древесноволокнистая плита, имеющая хотя бы одну гладкую поверхность, хотя также распространены алюминиевые или стальные формы. Плотники работают по чертежам, разработанным для каждой панели или элемента, которые необходимо построить на месте. Они включают в себя все дверные и оконные проемы, а также архитектурные элементы и другие желаемые формы, которые можно отлить в бетон. Шпильки , косынки и крепежные пластины расположены внутри формы для заливки в бетон. Формы обычно прикрепляются к поверхности отливки каменными гвоздями или приклеиваются другим способом, чтобы предотвратить повреждение плиты перекрытия. [7]
Затем на поверхности формы распыляется химически активный разрушитель связей, чтобы предотвратить сцепление литого бетона с плитой. Это позволяет отлитому элементу отделиться от поверхности отливки после отверждения. Это критический шаг, поскольку неправильный выбор или применение химикатов помешает подъему панелей и повлечет за собой дорогостоящий снос и переделку.
Внутри форм сооружают арматурную сетку , после нанесения разделителя формы, отстоящую от отливочной поверхности на нужное расстояние пластиковыми «стульями». Размер и расстояние между арматурными стержнями обычно указываются зарегистрированным инженером. [8]
Затем заливают бетон, заполняя желаемую толщину и окружая все стальные вставки, закладные элементы и арматуру. Затем бетон оседает посредством вибрации, чтобы предотвратить появление пустот или сотового эффекта. Формы снимают после застывания бетона; прикрепляется такелаж, и кран наклоняет панель или поднимает элемент на место. В обстоятельствах, когда пространство ограничено, бетонные элементы можно заливать один на другой или штабелировать. Нередко для этой цели заливают отдельную заливочную подкладку, которая удаляется при монтаже панелей. [9]
Краны используются для наклона бетонных элементов с отливочной плиты в вертикальное положение. Затем плиты чаще всего устанавливаются на фундамент и закрепляются раскосами до тех пор, пока конструкционная сталь и диафрагма крыши не будут на месте.
Структура
[ редактировать ]Бетонные подъемные стены могут быть очень тяжелыми, иногда более 300 000 фунтов (140 т). [10] Большинство откидных стеновых панелей спроектированы так, чтобы работать с конструкцией крыши и/или конструкцией пола, чтобы противостоять всем силам; то есть выполнять функции несущих стен. Соединения с крышей и перекрытиями обычно представляют собой стальные пластины со шпильками с головками, которые закрепляются в опалубке перед заливкой бетона. Эти точки крепления крепятся болтами или сваркой. Верхние точки крепления выполнены к стропильным фермам . При необходимости могут присутствовать внутренние стены для дополнительной жесткости конструкции здания, известные как стены на сдвиг.
Изоляцию можно наносить на любую сторону панели или заливать как неотъемлемую часть панели между двумя слоями бетона для создания сэндвич -панелей. Бетон обладает способностью поглощать и хранить энергию и имеет большую массу, которая регулирует внутреннюю температуру ( тепловую массу ), а также обеспечивает звукоизоляцию и долговечность. [1]
Как и все бетонные конструкции, подъемные здания огнестойки . Кроме того, стеновые панели могут быть спроектированы так, чтобы при повреждении они прогибались внутрь, что сводит к минимуму обрушение (это также можно сделать с помощью сборных панелей). [1]
Использование
[ редактировать ]
Впервые подъемно-подъемное устройство было использовано в Америке примерно в 1905 году. В 1908 году Роберт Акин запатентовал метод бетонной конструкции с наклонными плитами, использованный при строительстве Дома Шиндлера . [11] Первоначально монтаж осуществлялся с использованием наклонных столов, но развитие мобильных кранов и автобетоносмесителей позволило расширить возможности откидывающихся конструкций. Откидные конструкции приобрели широкую популярность во время строительного бума после Второй мировой войны . [12] [13] Подъем вверх не использовался успешно в Австралии до 1969 года. [14] [15]
Большинство ранних откидных зданий были складами . Сегодня этот метод используется практически во всех типах зданий: от школ до офисных построек, от домов до отелей. Они варьируются от одноэтажных до семиэтажных и могут достигать высоты более 29 метров (96 футов). [16]
Ранний пример этого метода можно найти в новаторском Доме Шиндлера, построенном в 1922 году в Западном Голливуде, Калифорния . Архитектор Рудольф Шиндлер утверждал, что с помощью небольшого ручного крана потребовалось всего два рабочих, чтобы поднять и закрепить откидные стены. [ нужна ссылка ]
Первый откидной дом в Онтарио, Канада, был построен в 2017 году. [17]
Появление
[ редактировать ]Ранняя откидная архитектура была очень минималистской и квадратной. Современные методы расширили диапазон внешнего вида и формы.
Подрядчику, занимающемуся подъемом, доступно множество вариантов отделки: от красок и морилок до пигментированного бетона, литых элементов, таких как кирпич и камень, до агрессивной эрозионной отделки, такой как пескоструйная обработка и травление кислотой. Формы также являются особенностью, которая стала доминирующей на рынке подъемно-откидных конструкций: многие панели имеют круглые или эллиптические отверстия, верхние панели имеют фронтон или изогнутую форму, фасады изогнуты или сегментированы и имеют значительные площади остекления или других материалов. .
Ассоциация
[ редактировать ]Ассоциация подъемно-бетонных конструкций (TCA) является международной торговой ассоциацией производителей подъемно-бетонных конструкций. TCA — это членская ассоциация, насчитывающая около 500 членов по всему миру. [18] Членами TCA могут быть подрядчики (генеральные подрядчики или субподрядчики), инженеры, архитекторы, разработчики, консультанты, поставщики, специализированные торговые фирмы, преподаватели и студенты.
TCA предлагает своим членам в первую очередь образовательные, сетевые и рекламные преимущества. TCA также ежегодно предлагает программу Achievement Awards, отмечающую лучшие примеры подъемно-откидных конструкций для различных конечных целей. [19]
Риски
[ редактировать ]После торнадо в Джоплине в 2011 году , в результате которого семь человек погибли в Home Depot , когда панельные стены весом 100 000 фунтов (45 тонн) рухнули после того, как на магазин обрушился торнадо EF5 , инженеры в статье, опубликованной в The Kansas City Star раскритиковал эту практику. Они сказали, что как только одна стена падает, это создает эффект домино . Двадцать восемь человек в неукрепленном тренировочном зале в задней части здания выжили. Согласно исследованию обрушения, торнадо обрушился на южный угол магазина и поднял крышу, в результате чего западные стены обрушились на магазин. Стены на восточной стороне (где выжили люди) рухнули. Уцелели только две стены. Инженеры заявили, что более прочные соединения крыши со стеной могли смягчить обрушение. Два других больших супермаркета на углу, построенных из бетонных блоков ( Academy Sports + Outdoors и Walmart ), лишились крыш, но стены остались нетронутыми. Эти здания не пострадали от торнадо напрямую, но прямое попадание произошло в здание Home Depot. В Walmart погибли три человека, но выжили 200. Инженеры рассказали Star, что когда бетонные блоки выходят из строя, они обычно распадаются на части, а не падают огромными плитами. Home Depot, у которой есть сотни магазинов, построенных с подъемным механизмом, заявила, что не согласна с этим выводом и что будет использовать подъемный механизм при реконструкции магазина в Джоплине. [20]
Вскоре после публикации статьи в Kansas City Star технический комитет Ассоциации наклонного бетона (TCA) сформировал рабочую группу для расследования утверждений, представленных в статье. В сотрудничестве с Home Depot рабочая группа выполнила детальные инженерные расчеты, исследование и расследование претензий, изложенных в статье. Эта целевая группа состояла из общенациональной группы практикующих инженеров-строителей с разнообразным опытом в строительстве откидных конструкций и зданий типа « большого ящика ». Окончательный отчет был опубликован 12 января 2012 года. «Информация, представленная в этих выводах, поможет Ассоциации продвигать преимущества строительства Tilt-Up и оспаривать многие утверждения, представленные в статье The Kansas City Star». [21]
Выводы Целевой группы
[ редактировать ]«Выводы Целевой группы на сегодняшний день включают в себя:
- Разрушение началось с конструкционной стали, стальных балок и системы крыши с широкими ребрами. Эта кровельная система является одной из наиболее часто используемых систем в коммерческих зданиях, в том числе с каменными стенами, сборными железобетонными стенами и почти всеми видами стеновых конструкций.
- Бетонные панели Tilt-Up показали себя очень хорошо и выдержали экстремальные нагрузки во время аварии EF-5, но рухнули после того, как крыша обрушилась из-за отсутствия механизма крепления.
- Методы строительства Tilt-Up не сыграли никакой роли в провале.
- Представление о том, что близлежащий магазин Wal-Mart работал лучше, потому что он был построен из бетона, ошибочно. Wal-Mart получил скользящий удар от урагана, а Home Depot получил прямой удар». [22]
Одним из выводов отчета Целевой группы было: «Рекомендовать ICC и направить владельцам зданий использовать ливневые укрытия вместо проектирования зданий для высоких ветры. TCA должно разработать специальные конструкции штормовых укрытий на основе Tilt-Up для защиты от ветра. со скоростью до 200 миль в час, что могло бы конкурировать с альтернативными каменными, сборными железобетонными или монолитные конструкции. Проектирование штормового убежища рассматривается в IBC 2009 года, раздел 423 и ICC-500». [22]
Галерея
[ редактировать ]-
Литая панель на временной площадке для заливки (на переднем плане), на заднем плане - монтаж панелей. Небольшой розничный магазин, Северная Австралия. -
Штабелированные панели. -
Панель поднимают на место. -
Профиль из экструдированного алюминия. -
Основная деталь наклонной плиты опиралась на ленточные фундаменты. Уровень готового пола будет ок. На 75 мм выше синих вставок. Вставки вставляют арматурный стержень с резьбой в плиту перекрытия.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Гласс, Дж. (август 2000 г.). «Ренессанс стеновых панелей: преимущества подъемной бетонной конструкции» (PDF) . Труды Института инженеров-строителей – сооружений и зданий . 140 (3): 277. doi : 10.1680/istbu.2000.32599 . Архивировано из оригинала (PDF) 28 сентября 2007 г.
- ^ Райтерман, Роберт (2012). Землетрясения и инженеры: международная история . Рестон, Вирджиния: ASCE Press. п. 347. ИСБН 9780784410714 . Архивировано из оригинала 26 июля 2012 г.
- ^ «Лесная строительная компания» . Архивировано из оригинала 22 ноября 2010 г. Проверено 24 октября 2009 г. , Лесная строительная компания, 2010 г.
- ^ «CON/STEEL — О подъеме вверх» . Архивировано из оригинала 25 марта 2009 г. Проверено 24 октября 2009 г. , КОН/СТАЛЬ, 2010
- ^ Коллинз, Дж (2002). «Наклон вверх доминирует в австралийском строительстве». Лондонское бетонное общество . 36 (3): 36–37.
- ^ «Лесная строительная компания» . Архивировано из оригинала 18 июля 2011 г. Проверено 24 октября 2009 г. , Woodland Construction Co., Процесс подъема вверх, 2010 г.
- ^ «Лесная строительная компания» . Архивировано из оригинала 18 июля 2011 г. Проверено 24 октября 2009 г. , Woodland Construction Co., Формирование откидных панелей, 2010 г.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 14 марта 2012 г. Проверено 24 октября 2009 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) , CON/STEEL, Процесс строительства с наклоном вверх, 2010 г. - ^ «Лесная строительная компания» . Архивировано из оригинала 18 июля 2011 г. Проверено 24 октября 2009 г. , Woodland Construction Co., Монтаж панелей, 2010 г.
- ^ «Самая тяжелая откидная панель» . Архивировано из оригинала 26 марта 2007 года . Проверено 13 июня 2007 г.
- ^ Дом Шиндлера
- ^ «Откидное строительство: старая идея для генеральных подрядчиков с новыми инновациями» . Архивировано из оригинала 29 сентября 2007 г. Проверено 13 июня 2007 г.
- ^ «Основы подъемно-откидной конструкции – Компания Корте» . www.korteco.com . 03.10.2018 . Проверено 7 июля 2023 г.
- ^ Дэвис, Малькольм (2005). «Развитие наклона вверх в Австралии». Бетонная инженерия . 9 (1). [ нужна страница ]
- ^ «CON/STEEL — История подъема вверх» . Архивировано из оригинала 14 марта 2012 г. Проверено 24 октября 2009 г. , CON/STEEL, История наклона вверх, 21 октября 2010 г.
- ^ «Самое высокое панно» . Архивировано из оригинала 26 марта 2007 года . Проверено 13 июня 2007 г.
- ^ «Первый бетонный откидной дом в Онтарио: будущее домостроителей?» . Архивировано из оригинала 05.11.2017 . Проверено 2 марта 2017 г.
- ^ «История TCA | Ассоциации по подъемному бетону» . Архивировано из оригинала 21 ноября 2009 г. Проверено 24 октября 2009 г. , Ассоциация производителей бетона с откидным верхом, История, 21 октября 2010 г.
- ^ «Об Ассоциации опрокидывающегося бетона» . Архивировано из оригинала 11 ноября 2009 г. Проверено 24 октября 2009 г. , Ассоциация производителей бетона с откидным верхом, 21 октября 2010 г.
- ^ «Эксперты оспаривают проект здания Home Depot и кодексы после торнадо в Джоплине» . КанзасСити.com. Архивировано из оригинала 27 июня 2011 г. Проверено 28 июня 2011 г.
- ^ «Оперативная группа завершает расследование» . ПОДЪЕМ СЕГОДНЯ . Tilt-up.org. 19 декабря 2011 г. Архивировано из оригинала 11 ноября 2013 г. Проверено 25 апреля 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б Отчет оперативной группы по наклону вверх. Архивировано 4 марта 2016 г. в Wayback Machine , январь 2012 г.