Двойной тройник - Double tee

Для логотипа, представляющего Техасский технический университет, видеть Двойной Т.
Схема двутавровой балки

А двойной тройник или же двойной Т балка представляет собой несущую конструкцию, напоминающую две Тавровая балка соединены друг с другом бок о бок. Прочное соединение фланца (горизонтальное сечение) и двух перемычек (вертикальных элементов, также известных как штанги) создает конструкцию, способную выдерживать высокие нагрузки при большом пролете. Типичные размеры двойных тройников составляют до 15 футов (4,6 м) для ширины фланца, до 5 футов (1,5 м) для глубины стенки и до 80 футов (24 м) или более для длины пролета. Двойные тройники предварительно изготовлены из предварительно напряженный бетон что позволяет сократить время строительства.[1]

История

Разработки двойного тройника были начаты в 1950-х годах двумя независимыми инициативами: одна компания Leap Associates, основанная Гарри Эдвардсом во Флориде, а другая - компанией Prestressed Concrete из Колорадо. Они разработали крылья, чтобы расширить структурный канал чтобы покрыть большую площадь с меньшими затратами.[2] В 1951 году Гарри Эдвардс и Пол Зиа разработали предварительно напряженную двойную тройник шириной 1,2 м. Двойные тройники без предварительного напряжения были построены в г. Майами в 1952 году, а в 1952 году последовали предварительно напряженные двойные тройники. Отдельно инженеры компании Prestressed Concrete of Colorado разработали и построили первый предварительно напряженный двойной тройник шириной 1,8 м, который в конце 1952 года был назван «двойным тройником». были от 20 футов (6,1 м) до 25 футов (7,6 м). Эти двойные тройники впервые были использованы для строительства холодильного склада для Беатрис Фудс в Денвер.[3]

Первые двойные тройники длиной 25 футов (7,6 м) быстро выросли до 50 футов (15 м). Институт сборного / предварительно напряженного бетона (PCI) впервые опубликовал расчет грузоподъемности двойного тройника (таблицы нагрузок) в Руководстве по проектированию PCI в 1971 году. В таблицах нагрузок используется код для определения типа пролета двойного тройника с использованием ширины в футах. , за которым следует «DT», за которым следует глубина в дюймах, например, 4DT14 означает двойные тройники шириной 4 фута (1,2 м) и глубиной 14 дюймов (36 см). В первой публикации было семь типов двойных тройников от 4DT14 до 10DT32. В список вошли 8DT24, которые оказались самым популярным типом двойных тройников, используемых для пролетов 60 футов (18 м) в течение нескольких десятилетий. В настоящее время наиболее распространенным типом двойного тройника является 12DT30 с зарезанной поверхностью 4 дюймов (10 см) на фланце. Этот тип включен в Руководство по проектированию PCI с 1999 года.[3]

Первым зданием со всеми предварительно напряженными бетонными колоннами, балками и двойными тройниками было двухэтажное офисное здание в г. Уинтер-Хейвен, Флорида, спроектированный и построенный в 1961 г. Джин Лиди. Лиди экспериментировал при строительстве своего архитектурного бюро, используя конструктивные элементы из предварительно напряженного бетона и создавая новые конструктивные элементы типа «двутавр».[4]

Вначале применение двойных тройников ограничивалось многоэтажная автостоянка конструкции и конструкции крыш зданий, но теперь они также используются в дорожных сооружениях.[1]

Производственный процесс

Двойные тройники производятся на заводах. Процесс такой же, как и в других предварительно напряженный бетон изготовление путем сборки их на станинах предварительного натяжения. Кровати для изготовления двойных тройников имеют типичные размеры для площади, в которой будут использоваться двойные тройники. В большинстве случаев длина станины предварительного натяжения составляет от 200 до 500 футов (от 61 до 152 м).[1]

Приложения

Кровля

Двутавровая конструкция крыши крытого бассейна

В нежилых постройках конструкция крыши может быть плоской. Конструкционный бетон является альтернативой конструкции плоских крыш. Такой метод делится на три основные категории: сборный / предварительно напряженный, монолитный и ракушка. Для кровли из сборного железобетона и предварительно напряженного бетона двойные тройники являются наиболее распространенными изделиями, используемыми для пролета крыши до 60 футов (18 м).[5]

Парковочные конструкции

Сборная стоянка с изображением интерьера столбец который поддерживает два фермы, Лево и право. На балки навешиваются двутавровые балки.

Современное многоэтажная парковка конструкции построены из сборный железобетон /предварительно напряженный бетон системы. Системы полов в основном построены из двойных тройников с перекрытием. Эта система произошла от более раннего использования тройников, в которых фланцы Тавровая балка были связаны. Затем во время строительства на верхнюю часть тройников заливается бетон для создания поверхности пола, поэтому этот процесс называется укладкой бетонного покрытия на месте. В двутавровых конструкциях верхний бетонный слой обычно изготавливается на заводе как составная часть сборной двутавровой конструкции. Двойные тройники соединяются при строительстве без засыпки бетоном для создания поверхности пола конструкции парковки.[6]

Преимущество двойных тройников с предварительно нанесенным верхом - это более качественный бетон для более прочной поверхности, что снижает износ от движения. Заводы могут производить топпинг с минимальным прочность бетона 5000 фунтов на квадратный дюйм. В некоторых областях сила может составлять 6000-8000 фунтов на квадратный дюйм. Это можно сравнить с бетонным покрытием, уложенным в полевых условиях, с более низкой прочностью бетона 4000 фунтов на квадратный дюйм.[6]

Обычно двойные тройники навешиваются на несущую конструкцию. Для этого нужно зарезать концы на перемычках двойного тройника (на фото). В dapped концы чувствительны к образованию трещин на опорной зоне. Рекомендация, чтобы предотвратить образование трещин должны включать арматурную стали в конструкции двойного тройника для передачи нагрузки от площади подшипника (раздел уменьшенной глубины) к секции полной глубины полотна.[6] В случае, если трещины образовались после того, как парковочная конструкция уже используется, необходимы другие методы для обеспечения внешней поддержки двойных тройников. Одна из таких альтернатив - использовать внешне скрепленные полимер, армированный углеродным волокном (FRP) для обеспечения армирования.[7]

Мосты

Первый мост NEXT Beam в Йорк, Мэн, который использует четыре двойных тройника для образования пролета моста

Сборные конструкции мостов использовались во многих мостовых сооружениях для сокращения времени строительства. В США во многих штатах предпринимаются попытки разработать сборные мостовые элементы и системы. Конструкция с двойным тройником является альтернативой для коротких и средних пролетов от 40 до 90 футов (от 12 до 27 м). Стандартов много, например двутавровая балка Департамент транспорта Техаса и Northeast Extreme Tee (NEXT) Луч К северо-востоку.[8]

Преимуществом использования двойных тройников для замены мостов является сокращение времени строительства. Техас ставит перед собой цель сократить замену короткопролетных мостов до одного месяца или меньше вместо 6 месяцев при строительстве традиционных мостов.[9]

NEXT Разработка балок началась в 2006 году Северо-восточным институтом сборного железобетона и предварительно напряженного бетона (PCI), чтобы обновить региональный стандарт на Ускоренное строительство моста (ABC). Дизайн NEXT Beam был вдохновлен конструкциями с двойным тройником, которые использовались для изготовления плит железнодорожных платформ. Использование двойных тройников с широким фланцем позволяет использовать меньшее количество балок и удерживать их на месте для формирования настила, что сокращает время строительства. Первая конструкция под названием «NEXT F», представленная в 2008 году, с толщиной фланца 4 дюйма (10 см) требует покрытия 4 дюйма (10 см). Это было использовано для строительства Маршрут штата Мэн 103 мост, который пересекает Река Йорк. Семипролетный мост длиной 510 футов (160 м) был построен в 2010 году как первый мост NEXT Beam. Второй проект был представлен в 2010 году для моста через пруд Сибли на границе с. Ханаан и Питтсфилд, Мэн. Эта конструкция получила название «NEXT D» с толщиной фланца 8 дюймов (20 см), которая не требует покрытия настила, что позволяет наносить изнашиваемую поверхность непосредственно на балки. Комбинация F и D под названием «NEXT E» была представлена ​​в 2016 году.[10][11]

Проблемы использования двойных тройников в мостовых конструкциях включают: настил моста продольный трещины. Поскольку точки соединения двух тройников расположены в продольном направлении вдоль транспортного потока, любые поперечные движения двойных тройников могут вызвать продольные трещины на поверхности дороги. К ним относятся дифференциальное вращение фланцев с двойным тройником, которые могут вызвать вздыбление или растрескивание асфальтового покрытия. Разделение фланцев может привести к провисанию асфальта в зазоре с образованием отражающей трещины. Чтобы уменьшить эти проблемы, было разработано множество методов управления боковыми соединениями двойных тройников. Материалы, используемые в соединениях: опорные стержни, стальные прутки, сварные пластины и затирки.[12]

Стены

Двойные тройники используются в вертикальных несущих элементах, таких как наружные стены.[3]

Рекомендации

  1. ^ а б c Герли, Эван; Хэнсон, Кайла (13 октября 2014 г.). "Сила двойного тройника". Журнал Precast Solutions. Получено 26 апреля 2015.
  2. ^ Скотт, Норма Л. «Размышления об индустрии раннего железобетона / предварительно напряженного железобетона в Америке» (PDF). Журнал PCI (Март-апрель 2004 г.): 24. Получено 23 октября 2020.
  3. ^ а б c Насер, Джордж Д .; Тадрос, Махер; Севенкер, Адам; Насер, Дэвид. «Наследие и будущее американской иконы: двутавр из предварительно напряженного железобетона» (PDF). Журнал PCI (Июль-август 2015 г.). Получено 23 октября 2020.
  4. ^ «Строительный день: 14 октября 2014 г.». Центр архитектуры Сарасота. 14 октября 2014 г. Архивировано с оригинал 26 мая 2015 г.. Получено 26 апреля 2015.
  5. ^ «Системы бетонных крыш, часть 1: Сборные / предварительно напряженные конструкции» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 26 мая 2015 г.. Получено 26 мая 2015. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  6. ^ а б c Продвижение, Комитет PCI по парковочным сооружениям, Комитет PCI по маркетингу парковок и (1997). Парковочные конструкции из сборного железобетона: рекомендуемые методы проектирования и строительства (PDF). Чикаго: Институт сборного железобетона / предварительно напряженного бетона. С. 1–7, 3–4, 3–5, 4–4, 4–20. ISBN  0-937040-58-4. Архивировано из оригинал (PDF) 26 мая 2015 г.. Получено 27 апреля 2015.
  7. ^ Gold, William J .; Blaszak, Gregg J .; Меттемейер, Мэтт; Нанни, Антонио; Вюртеле, Майкл Д. (8 мая 2000 г.). «Усиление выступающих концов сборных двойных тройников с помощью армирования из стеклопластика с внешней связкой» (PDF). Конгресс структур ASCE 2000. Архивировано из оригинал (PDF) 4 марта 2016 г.. Получено 2 мая 2015.
  8. ^ Сборные / сборные мостовые элементы и системы (PBES) для несистемных мостов (PDF). Инженерный колледж FAMU-FSU. Август 2012. Архивировано с оригинал (PDF) 18 марта 2018 г.. Получено 15 июля 2020.
  9. ^ «Пример 3: Короткопролетные местные мосты в Техасе». Министерство транспорта США. Получено 2 мая 2015.
  10. ^ ABC - Вебинар UTC 2-15-18 Northeast Extreme Tee (NEXT) Луч с примером использования Rochester VT (PDF). Институт сборного / предварительно напряженного бетона Северо-Восток. 15 февраля 2018 г.. Получено 15 июля 2020.
  11. ^ Гарднер, Лорен С .; Ходждон, Стивен М. «Первый мост NEXT балки» (PDF). Журнал PCI. Зима 2013: 55–62. Получено 15 июля 2020.
  12. ^ Джонс, Гарри Л. (апрель 2001 г.). «Боковые соединения для мостов с двойным тройником» (PDF). FHWA / TX-01 / 1856-2. Получено 2 мая 2015.