Diafragmų ir šlyties sienelių vaidmuo kuriant elastingas konstrukcijas
Projektuodami pastatą šoninėms apkrovoms, tokioms kaip vėjas ar žemės drebėjimai, inžinieriai turi keletą galimybių. Šoninės apkrovos gali būti perkeliamos į pamatą sutvirtintais arba momentiniais rėmais; įstrižainės strypai arba plokščios įstrižinės tvirtinimo detalės (įskaitant įleidimą tvirtinimas medinio karkaso konstrukcijai), be kitų metodų. Kur medinės konstrukcinės plokštės yra naudojami pastato stogui, grindims ar sienoms, naudojant šiuos įprastus sienų elementus galima atlaikyti šonines apkrovas. Šio tipo konstrukcija yra pritaikoma gyvenamosiose patalpose naudojama įprastinė medinio karkaso konstrukcija, daugiabučiai namai ir biurai. Pastatai gali būti suprojektuoti taip, kad atlaikytų horizontalias apkrovas dėl didelio vėjo ar žemės drebėjimų, taikant sienoms, grindims ir stogams diafragmos projektavimo principus.
Čia pateikiama diafragmų ir šlyties sienų apžvalga ir tai, kaip jas galima įtraukti į kitą pastato projektą.
Apibrėžtos diafragmos ir šlyties sienelės
Diafragma yra plokščias struktūrinis vienetas, veikiantis kaip gilus plonas sija. Terminas „diafragma“ dažniausiai taikomas stogams ir grindims. Tačiau šlyties sienelė yra vertikali, konsolinė diafragma. Šoninė pastato sistema atsiranda, kai vertikalios ir horizontalios diafragmos yra tinkamai surištos, kad sudarytų struktūriškai stabilų vienetą. (Žr. 1 pav.) Kada diafragmos ir šlyties sienelės yra naudojami statinio šoniniam projektavimui, konstrukcinė sistema vadinama „šonine laikančiųjų sienų sistema“. Šlyties sienos perduoda reakcijas iš stogo ir grindų diafragmų ir siunčia jėgas į pamatą. Tikslus inžinerinių diafragmų metodas išsivystė iš analitinių modelių ir išsamių bandymų. Tai leidžia inžinieriams už mažą kainą tiekti klientams pastatą, atsparų atšiaurioms oro sąlygoms ir seisminiam aktyvumui.
Pastatų konstrukcijų projektavimas naudojant diafragmas yra nesudėtingas procesas, jei inžinieriai atsižvelgia į bendrą konstrukcinės diafragmos veikimo koncepciją. Laikantis įprastos geros statybos praktikos, bet koks pastato apvalkalo elementas suteikia konstrukcijai daug tvirtumo. Taigi, jei sienos ir stogas yra apklijuoti plokštėmis ir tinkamai surišti kartu su pamatu, tenkinami daugelis diafragminės konstrukcijos reikalavimų. Tai paaiškina plokščių apvalkalų pastatų patvarumą uraganų ir žemės drebėjimų sąlygomis, net jei jie nebuvo sukurti kaip diafragmos. Norint sukurti visą diafragmą, taip pat būtina išanalizuoti stygų įtempius, jungtis ir surišimus.
Skydinės diafragmos buvo plačiai naudojamos stogams, sienoms, grindims ir pertvaroms naujos statybos ir senesnių pastatų renovacija. Diafragma veikia kaip gili sija arba sija, kur plokštės veikia kaip „tinklas“, atsparus šlyčiai, o diafragmos briaunos atlieka „flanšų“ funkciją, atsparios lenkimo įtempiams. Diafragmos konstrukcijose šios briaunos paprastai vadinamos „stygais“ ir gali būti sijos, sijos, santvaros, jungiamosios sijos, smeigės, viršutinės plokštės ir kt.
Nukirpta sienelė yra tiesiog konsolinė diafragma, kuriai apkrova taikoma sienos viršuje ir ta apkrova perduodama išilgai sienos apačios. Tai sukuria apvirtimo galimybę, į kurią reikia atsižvelgti. Bet kokiai apvertimo jėgai paprastai atsispiria prispaudimai arba pririšimai kiekviename šlyties elemento gale.
Diafragmų keliamoji galia labai skiriasi, priklausomai nuo to, ar jos yra „užblokuotas“ arba „atblokuotas“. Blokavimą sudaro lengvas rėmas, paprastai 2x4s, apimantis tarp sijų arba kitas pirminis konstrukcinis rėmas, skirtas plokščių kraštams palaikyti (žr. 2 pav.). Sistemos, kurios užtikrina atraminį rėmą visuose plokščių kraštuose, pavyzdžiui, skydiniai stogai, taip pat laikomos užblokuotomis. Kita blokavimo forma šlyties perdavimo tikslais yra su metalinis karkasas prisukamas prie gretimų plokščių, kad būtų užtikrintas šlyties perdavimas tarp plokščių. Neblokuotos diafragmos apkrovos kontroliuojamos neatremtų plokščių briaunų sulenkimu, todėl tokie mazgai pasiekia maksimalią apkrovą, kurią viršijus padidėjęs vinis nepadidins talpos. Taikant tą patį atstumą tarp nagų, projektinės apkrovos blokuotai diafragmai yra 1 1/2–2 kartus didesnės už neblokuotų analogų projektines apkrovas. Be to, maksimalios apkrovos, kurioms gali būti suprojektuota užblokuota diafragma, yra daug kartų didesnės nei membranų be blokavimo.
Keturios pagrindinės diafragmos dalys yra tinklas, stygos, rinktuvai ir jungtys. Kadangi atskiros tinklo dalys turi būti sujungtos, kad veiktų kaip vienetas, jungtys yra labai svarbios norint užtikrinti gerą diafragmos veikimą. Jų pasirinkimas tampa pagrindine projektavimo procedūros dalimi.
Medinės diafragmos dizaino pranašumai
Konstrukcinės medienos plokščių diafragmos išnaudoja medienos gebėjimą atsispirti staigioms ir ciklinėms apkrovoms. Jie išlaiko didelį stiprumą projektavimo diapazone ir, jei jie yra išstumti iki didžiausios galios, palaipsniui nusileidžia ir toliau neša apkrovą. Atsižvelgdami į pastato dangos stiprumą ir standumą, inžinieriai gali pašalinti beveik visus brangius ir neefektyvius įstrižainius, kurių kitu atveju prireiktų. Medines diafragmas lengva statyti ir prijungti prie kitų konstrukcijos dalių. Pagrindiniai sistemos komponentai yra konstrukcinės plokštės, konstrukcinė mediena, vinys ir metalinės jungtys.
Skydinės diafragmos konstrukcija buvo įrodyta per kai kuriuos ekstremaliausius oro ir seisminius įvykius. Medinės šoninės sistemos leidžia inžinieriams už mažą arba be jokių papildomų išlaidų pagaminti pastatą, kuris būtų atsparus didelėms vėjo ir seisminėms apkrovoms.
Daugiau informacijos apie diafragmas ir kirpimo sienas rasite APA svetainėje, įskaitant naują internetinį seminarą pagal poreikį: „Inžinerinių medinių diafragmų sistemų projektavimas. Sužinokite geriausios praktikos pavyzdžius, vadovaudamiesi paprastais dizaino pavyzdžiais APA inžinieriniai medienos specialistai.
Norėdami gauti išsamesnių nurodymų, atsisiųskite nemokamą APA Diafragmų ir nukirptų sienelių projektavimo ir konstravimo vadovas. Šiame 37 puslapių leidinyje yra daug dizaino pavyzdžių, iliustracijų ir formulių, skirtų įlinkiui ir kitoms svarbioms detalėms apskaičiuoti.
