Kabelbaserte systemer: enhet, fordeler, funksjoner og ulemper

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Hvor mange typer broer finnes det i verden? Dusinvis! Buet, cantilever, justerbar, is, pontong, uttrekkbar, flombar, løftende, roterende, hengende, bjelke, bordlignende og mange andre. Men i denne artikkelen vil vi snakke med deg om en estetisk verifisert og pålitelig variant - med hengende kabelkonstruksjoner av tak, så vel som om slike systemer i seg selv.

Kablets og nedhengte systemer

Hengende konstruksjoner er stålkonstruksjoner, hvis bærende komponenter er rettet mot strekk. Her er de:

• ståltau;
• flat eller rundt stål;
• membraner (spesielle stålplater);
• valsede profiler (for presentasjon - hardmetalltråder), i stand til ikke bare å strekkes, men også bøye.

Kabelstrukturer har, i motsetning til de forrige, ikke bare strukket gjenger i belegget, men også stive elementer. Sistnevnte fungerer bare for å bøye, det er mulig å legge gjerder på dem, inkludert de som inkluderer taktekking og gulv.

Både hengende og kabelstagssystemer er i stand til å blokkere spennetavstand opp til 200 m. Gjennomsnittlig lengde varierer imidlertid i praksis mellom 50-150 m.

Designfordeler

La oss liste opp fordelene med hengende og skråstilte strukturer:

• Skaper et gunstig grunnlag for synlighet, akustikk, belysning.
• En rekke ulike strukturelle former for kabelstagshengende strukturer kan brukes, noe som fører til en rekke arkitektoniske variasjoner.
• Broer av denne typen er i stand til å dekke imponerende spenn.
• Under byggingen av anlegget kan man ikke unngå å legge merke til den gode transportabiliteten til strukturene som brukes - fleksible bånd og tau kan rulles inn i ruller eller spoler.
• Prosessen med å bygge en bro er forenklet av det faktum at det ikke er behov for å installere plattformer, stillaser.
• Når en last mottas i en oppspent bærende konstruksjon, fungerer hele tverrsnittsarealet. Ved bruk av høyfast stål i produksjonen, på grunn av denne kvaliteten, er det mulig å redusere forbruket av dette metallet betydelig.

Designfeil

La oss ta på ulempene med hengende tak og skråtak:

• Det er økt grad av deformasjon av strukturen - dette gjelder spesielt for hengende varianter, fordi der er det nødvendig å sette en forspenning for å stabilisere gjengene.
• For å oppfatte spredningen av de strakte bærende komponentene, kreves det en rekke støttekonturer.
• I noen tilfeller er det vanskeligheter med å installere et dreneringssystem.

Funksjoner til kabelstagssystemer

Sammensetningen av staghengende konstruksjoner er bærende rette strakte tau eller kabler, samt stive komponenter - stativer, bjelker, etc. Gitt at guttene er rette, kan de bestå av stripeprofiler eller stenger. Det er viktig å merke seg at helningsvinkelen til vantene ikke skal nå 25-30 grader.

Det enkleste opplegget med skråstagssystemer er en skråstagsbjelke. Det er typisk for den at karene på ett eller flere steder støtter avstivningsbjelken. Samtidig stråler de selv enten fra toppen av pylonene, eller ligner konturene til en harpe når de går parallelt med hverandre.

varianter av hengesystemer

Etter kabelsystemene, la oss se på variantene av hengende systemer:

• Enkelt belte. De utføres over rom med både runde og rektangulære former. Oppfatningen av utvidelsen av metalltråder er gitt av pyloner, karer, utvidelser til bygningen, etc. Bruken av fleksible tråder eller buer som mellomstøtte er typisk. Belegget er stabilisert med takplater av armert betong, innstøpte sømmer.
• Tobelter. I tillegg til bærende tau har de også stabiliserende, som kobles til bærende strekkmerker eller avstandsstykker. Minst av alt oppdages ulempene med hengende systemer ved bruk av et konveks-konkavt kombinert belegg.
• Kabelnett (en slags to-belte). Deres udiskutable fordeler er mangfoldet av forming og arkitektoniske fordeler oppnådd meddyktig design.
• Membranbelegg. Dette er sammenhengende enkeltlagsbelegg bestående av ark eller strimler, som kuttes og kobles på en slik måte at de danner en forhåndsplanlagt overflate med dobbel eller enkel krumning. De skiller seg fra bakgrunnen til andre hengende strukturer ved oppfyllelsen av omsluttende og bærende oppgave. Men de betydelige ulempene med membranbelegget er lav brannmotstand på grunn av de store overflatene av utsatt metall, eksponering for korrosjon, som et resultat av at minimumstykkelsen på stålplaten bør være innenfor 4-5 mm med en tillatt 1-2 mm. Membranene kan være sylindriske, sirkulære, teltformede.

La oss gå spesifikt til henge- og skråstagsbroer.

Stagbro

Denne varianten er preget av en spesiell type lagersystemer - kabelstoler, som er dannet av strakte fleksible stenger (gutta). Noen ganger er det kombinerte variasjoner der de nedre delene av disse takstolene erstattes av avstivningsbjelker. Arbeidet til sistnevnte er rettet mot bøying, og funksjonen er å støtte plattformen til kjørebanen. Gutta her er høystyrketråd, formet til bunter, eller ståltau.

Både kabelstoler og kombinerte systemer i denne strukturen er støttet opp av pyloner. Fra stedene der kablene er hengt opp på pylonen, overføres den horisontale komponenten av deres støttetrykk til ankrene ved hjelp av et system med ledninger. Hvis det er en avstivningsbjelke, er endene av seler festet på den, og det er grunnen til at systemet blir til et eksternt romløst. Veibanebygginger allerede festet til nodene til kabelstagstolpene.

Den første skråstagsbroen i Sovjetunionen ble bygget i 1932 over Magana-elven (moderne Georgia). Den første broen til det moderne kabelstagsystemet dukket imidlertid opp først i 1956 - dette er det svenske Stomsund. Pioneer kabelstagsjernbaneanlegget ble bygget i 1979 i Beograd.

Den første skråstagsbroen på territoriet til det moderne Russland er Oktyabrsky over elven Sheksna (Cherepovets). Byggingen ble avsluttet i 1979. I den russiske føderasjonen er det også en stativholder med kabelstag. Dette er den russiske broen i Vladivostok, som blokkerer den østlige Bosporos. Den utmerker seg ved det lengste spennet - 1104 m (total lengde er 1886 m), som støttes av to pyloner.

Fordeler og ulemper med en skråstagsbro

La oss vurdere fordeler og ulemper med slike broer. For en bedre forståelse bestemte vi oss for å presentere dem for deg i form av en tabell nedenfor.

Dignity	Flaws
Lette bærende konstruksjoner	Redusert stivhet - bare brukt som by- eller veibroer
Den overlappende kapasiteten er stor nok	I sjeldne tilfeller kan den brukes som jernbanebro - bare med en viss avstivningsbjelkedesign
Materialforbruket er minim alt, dessuten er det ikke nødvendig å kjøpe dyre strukturer
Mulighet for overflatemontering
Arkitektonisk estetikk
I motsetning til hengende, er de mer urørlige

Til avslutning, la oss se på hengebroer.

Suspension Bridge

Hengebro (ellers hengebro) - en konstruksjon hvis bærende hovedstruktur er fleksible elementer (tau, kjetting, kabler, etc.) som opererer i strekk, og veibanen er i hengende tilstand. Slike broer er et virkelig funn i tilfeller der det kreves stor dekning, og det er farlig eller umulig å installere mellomstøtter (for eksempel på en seilbar elv).

Bærende konstruksjoner er hengt opp mellom pyloner bygget på begge bredder. Vertikale bjelker er allerede festet til disse kablene, som veidelen av hovedspennet er direkte opphengt til. En konsentrert belastning gjør at bærekonstruksjonen endrer form, noe som reduserer stivheten til broen. For å hindre at dette skjer, er veibanen forsterket med langsgående bjelker.

De første hengebroene ble bygget av de gamle egypterne, inkaene og andre folkeslag i Sentral- og Sør-Amerika, Sørøst-Asia. Konstruksjoner av den moderne typen begynte å dukke opp i XVII-XVIII århundrer. i Spania, Frankrike, Storbritannia og senere i USA. I Russland ble den første hengebroen bygget i 1823 i Ekateringof-parken i St. Petersburg. En av de mest kjente innenlandske hengebroene i dag kan hete Krymsky i Moskva, bygget i 1938

Fordeler og ulemper med hengebruer

Vurder fordelene og ulempene med disse suspenderte strukturene, som er presentert i tabellennedenfor.

Dignity	Flaws
Relativt lite materiale kreves for å bygge et langt hovedspenn	Utilstrekkelig stivhet - broen er farlig å betjene, for eksempel under storm
Lett egenvekt av struktur	For påliteligheten til pylonstøtter kreves det et kapitalfundament
Broer av denne designen kan bygges høyt over vannoverflaten, noe som er veldig nyttig for navigerbare reservoarer	Med svært ujevn belastning har lerretet til hengebroen en tendens til å bøye seg, noe som forhindrer bruken som jernbane
Ingen mellomstøtte kreves
Under den sterke påvirkningen av elementene eller seismiske belastninger, kan disse broene bøye seg uten å forårsake skade på strukturen som helhet

Det var alt vi ønsket å fortelle deg om opphold, stag, broer. Nedhengte tak og skråtak er enkle å bygge, de kan dekke store spenn, ser harmoniske ut og gir rom for designløsninger. Men de har også sine ulemper, som pålegger begrensninger for for eksempel å bygge visse typer broer.