Визначення властивостей членів історичних структур


8

Час від часу мені доручають доповнення чи зміни старих будівель чи споруд. Мені потрібно встановити структуру "як побудована" і з цього аналізу побачити, як змінена / нова структура відповідає існуючим структурним компонентам.

Завдання полягає в припущеннях, які змушені робити. З роками все змінюється, так само змінюються властивості матеріалу та стандартні розміри елементів. Наприклад, я натрапив на обстріл мосту, який довелося реабілітувати в Анголі. Міст був побудований урядом Португалії за деякий час до війни в Анголі. Міст був побудований із великих сталевих I-балок як основних носіїв. Ми не змогли встановити тип сталі, що використовується для I-балок, і властивості перерізу, які ми встановили, вимірюючи балки рулеткою.

Як інженери визначають матеріальні властивості членів старих чи історичних споруд? Мені не відомий жоден документ або база даних, яка б фіксувала всіх виробників сталі (або арматури) зі своїми відповідними списками товарів та матеріальними властивостями з часом, або які стандарти дизайну історично застосовувались у різні періоди в різних регіонах світу.

Відповіді:


7

Я ніколи не стикався з ресурсом, який збирав би всесвітню базу даних історичних структурних даних. Але окремі країни мають певні ресурси.

У обмеженій роботі з історичними структурами (у Великобританії) я використав ці ресурси:

У посібнику зі сталевих конструкційних металоконструкцій містяться властивості матеріалів та секцій для британських та європейських чавунних, кованих та сталевих секцій з середини 19 століття Він також включає посилання на історичні будівельні норми, а також інформацію про завантаження та іншу проектну інформацію.

і

TR70 Історичні підходи до проектування бетонних будівель та споруд, які містять історичні властивості армування та бетонної суміші, а також історичні рекомендації щодо проектування.

Однак зазвичай потрібні додаткові дослідження. Національні бібліотеки часто містять історичні копії будівельних норм та інших рекомендацій щодо проектування. Такі установи, як Інститут інженерів-конструкторів та Інститут цивільних інженерів у Великобританії, часто мають історичну інформацію про будівництво.

Я думаю, що за межами Західної Європи та Північної Америки знайти подібні вказівки буде дуже складно чи неможливо.

Цей документ може бути корисним для початку історичних досліджень: Хріміс, М. Історичні дослідження: посібник для інженерів-будівельників, цивільне будівництво, Праці Інституту будівельних інженерів, Том 159, Випуск 1, лютий 2006, стор 42–47 .


7

На жаль, мої знання історичної праці поширюються лише на межі Сполучених Штатів.

Однак, для роботи в США, Американський інститут сталевого будівництва (AISC) публікує історичну базу даних фігур, що показує різні розміри, використовувані протягом останніх 80 років або близько, та деяких виробників, які виготовляли сталеві елементи. Якщо ви можете зробити вимірювання розмірів променя, можливо, ви зможете зробити зворотний облік, якого розміру він повинен бути. З огляду на те, що якщо форма більше не виготовлена, ви можете визначити, коли вона була зроблена, і співвіднести її із загальними специфікаціями матеріалу того часу.

Зрештою, якщо у вас немає доступу до проектних креслень або технічних характеристик, які використовуються для спорудження мосту, і ви абсолютно повинні знати тип матеріалу, я не бачу, як можна обійтись, щоб взяти пробу і протестувати її в лабораторії. . Щось таке критичне для безпеки людини, як міст, я особисто вважаю це виправданою вартістю, особливо з огляду на деякі збої на мосту, які сталися в останнє десятиліття.


5

Що стосується бетону та сталі, то до 1920 року було мало стандартів щодо матеріалів та дизайну, і ви, можливо, не знайдете жодного до 1905 року, принаймні, це мій досвід. Технологія залізобетону була значною мірою власницькою приблизно до 1910 року - як така перша будівля у Великобританії із багатоповерхового залізобетону (я вважаю, склад Weaver's 1897 - 1906) була побудована за ліцензією.

Посібник з цивільних інженерів у Великобританії може бути хорошим посібником щодо того, що відбувалося в перші дні (Великобританія та Співдружність), а бібліотека Інституту цивільних інженерів має старіші примірники цього. Наприклад, співвідношення вода та цемент було знайдено у версії Посібника 1923 р. У Великобританії вперше (відоме як коефіцієнт Абрамса і виражалось як об'єм цементу до об'єму води, а не сьогоднішнє відношення w / cm / m ).

Конструкція Складу Ткачі вказувала, що використання арматури в цей час призводило до того, що навантаження підтримуються ефектом «вигину», а не підходом дизайну «пластичності». Це означає, що в старих структурах може бути підвищений ризик крихкого виходу з ладу. Я підозрюю, що це тому, що до 1930 року було мало знань про довжину вкладання і т. Д., А сталь часто «фіксувалася» на кінцях. Власний процес будівництва цього проекту вимагав, щоб плити / балки були випробувані навантаженням під час побудови конструкції.

З пам’яті перші коди для сталі та цементу (наприклад, BS 12) у Великобританії були випущені на початку 1900-х років, приблизно біля 1906 року або близько того, я не маю точних дат. Цементи були набагато грубішими в ті часи, і хімічно дуже сильно відрізнялися. C3A і гіпсу, наприклад, було приблизно до 1920 року, оскільки він був представлений пізніше, коли виробники виявили, що це може знизити енергію та витрати на виробництво. Крім того, оскільки мало відомо про з'єднання арматурної сталі та довжину котловану, до 1920 року вона часто була гладкою, не деформованою.

З іншого боку Атлантики, Американський інститут бетону був заснований близько 1904 р., А перші будівельні норми були прийняті близько 1910 р. З рядом стандартів, що діяли близько 1912 р. Портлендська цементна асоціація, а Дафф Абрамс пізніше був її першим головним інженером , Абрамс повинен був створити метод проектування бетонної суміші ACI, концепцію співвідношення вода до цементу та посилення здатності сталевих з'єднань у США.

Що я знайшов у США та Європі щодо споруд, що починаються приблизно з 1910 року (але в основному протягом 1920-х років), це те, що ви можете знайти майже все, що завгодно, і тестування настійно рекомендується. Незвичайно знайти бетон, як правило, розроблений і виготовлений на сипучих обсягах (тобто совками або лопатою 1: 2: 4 і відсутність співвідношення вода / цемент). Один проект, який ми розглядали, старіший мостовий фундамент і палуба, мав суміш бетонної суміші, яка змінювалася від одного кінця мосту до іншого: агрегати - це округлий річковий гравій з одного кінця, а другий кінець - подрібнений граніт, і вони змішавшись разом, коли вони дійшли до центру.

Ще одне важливе питання - це проектування та будівництво фундаменту. Ви можете знайти що завгодно. Я бачив споруди, що успішно перевозять навантаження протягом 50 і більше років, але з палі деревини, які були розташовані лише наполовину під ковпаком (тобто виходили за краї). Отже, знову немає заміни для дослідження та / або тестування.

Для бетону існує міжнародний стандарт BS EN 13791, який включає статистичну оцінку міцності конструкцій, де не відома історія споруди. Це може бути корисно для порівняння бетону з сучасними структурними нормами. Але якщо має бути змінена умова навантаження, тоді немає заміни для визначення глибини покриття та геометрії сталі / секції за допомогою неруйнівних випробувань. І звичайно посилення корозії сталі може бути суттєвим фактором.

Для конструкційної сталі часто важливою проблемою є болти / зварні шви, а також секції. Оцінка тут є великим мистецтвом, і вона може зажадати рентгенографічного / ультразвукового / крутного моменту, якщо ситуація цього вимагає. Дуже старі сталеві конструкції часто заклепуються, що вносить подальшу складність. Наскільки мені відомо, немає жодних історичних посібників щодо болтів та заклепок. Попередні публікації давали кілька посилань, які можуть бути корисними для розділів. Якщо ви сумніваєтесь у сталевій конструкції, ви можете отримати талони з секцій та перевірити їх на міцність на розрив та пластичність.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.