Определение свойств членов исторических структур


8

Время от времени мне поручают дополнения или изменения старых зданий или сооружений. Мне нужно будет установить структуру «как построено» и из этого анализа увидеть, как измененная / новая структура соответствует существующим структурным компонентам.

Проблема заключается в предположениях, которые каждый вынужден делать. С годами все меняется, как и свойства материалов и стандартные размеры элементов. Например, я натолкнулся на взорванный мост, который нужно было реабилитировать в Анголе. Мост был построен португальским правительством за некоторое время до ангольской войны. Мост был построен из больших стальных двутавровых балок в качестве основных опор. Мы не могли установить тип стали, используемой для двутавровых балок, и свойства сечения, которые мы установили путем измерения балок с помощью рулетки.

Как инженеры определяют свойства материала членов старых или исторических сооружений? Мне неизвестен какой-либо документ или база данных, в которых собраны все производители стали (или арматуры) в мире с соответствующими списками продуктов и свойствами материалов с течением времени, или какие стандарты дизайна были исторически применимы в разное время в различных регионах мира.

Ответы:


7

Я никогда не сталкивался с ресурсом, который составлял бы всемирную базу данных исторических структурных данных. Но у отдельных стран есть некоторые ресурсы.

В ограниченной работе, которую я сделал с историческими структурами (в Великобритании), я использовал эти ресурсы:

Исторический стальная конструкция Справочник содержит материал и раздел свойств для Великобритании и европейского чугун, кованое железо и стальных профили с середины 19 - го века. Он также включает ссылки на исторические строительные нормы, а также загрузку и другую информацию о конструкции.

а также

TR70 Исторические подходы к проектированию бетонных зданий и сооружений, которые содержат исторические свойства арматуры и бетонной смеси, а также исторические рекомендации по проектированию.

Однако обычно требуется дополнительное исследование. Национальные библиотеки часто несут исторические копии строительных норм и правил. Такие учреждения, как Институт инженеров-строителей и Институт инженеров-строителей в Великобритании, часто имеют историческую информацию о строительстве.

Я полагаю, что за пределами Западной Европы и Северной Америки найти подобное руководство было бы очень сложно или невозможно.

Эта статья может быть полезна для начала проведения исторических исследований: Кримс, М. Исторические исследования: руководство для инженеров-строителей, Гражданское строительство, Труды института гражданских инженеров, том 159, выпуск 1, февраль 2006 года, с. 42–47. ,


7

К сожалению, мои познания в исторической работе распространяются только на границы Соединенных Штатов.

Однако для работы в США Американский институт стальных конструкций (AISC) действительно публикует базу данных исторических форм, показывающую различные размеры, использовавшиеся за последние 80 лет, а также некоторых производителей, которые изготавливали стальные элементы. Если вы можете измерить размеры луча, возможно, вы сможете подсчитать, какого размера он должен быть. Учитывая, что если форма больше не создается, вы можете определить, когда она была сделана, и сопоставить ее с общими техническими характеристиками материала того времени.

В конечном счете, если у вас нет доступа к проектным чертежам или спецификациям, использованным для строительства моста, и вам абсолютно необходимо знать тип материала, я не понимаю, как вы можете обойтись, взяв образец и испытав его в лаборатории. , Для чего-то столь же важного для безопасности человека, как мост, я лично считаю, что это оправданная цена, особенно учитывая некоторые из поломок моста, которые произошли в последнее десятилетие или около того.


5

Когда речь шла о бетоне и стали, до 1920 года было мало стандартов на материалы и дизайн, и вы можете не найти ни одного до 1905 года, по крайней мере, таков мой опыт. Технология железобетона была в значительной степени запатентована примерно до 1910 года - как таковое первое многоэтажное железобетонное здание в Великобритании (Waver's Warehouse 1897–1906, я полагаю) было построено по лицензии.

«Справочник гражданского инженера» в Великобритании может послужить хорошим руководством для того, что происходило в первые дни (Великобритания и Содружество), а в библиотеке Института гражданских инженеров есть более старые копии этого. Например, соотношение воды к цементу было впервые найдено в британской версии Руководства 1923 года (известное как соотношение Абрамса и выражено как объем цемента к объему воды, а не как сегодняшнее соотношение вес / см / м). ).

Конструкция склада Уивера показала, что использование арматуры в то время приводило к тому, что нагрузки поддерживались эффектом «изгибания», а не подходом к конструированию «пластичности», существующим в настоящее время. Это означает, что старые структуры могут подвергаться большему риску хрупких режимов разрушения. Я подозреваю, что это связано с тем, что до 1930-х годов было мало знаний о длине закладных и т. Д., И сталь часто «фиксировалась» на концах. Запатентованный процесс строительства этого проекта требовал, чтобы плиты / балки подвергались нагрузочным испытаниям при сооружении конструкции.

По памяти первые коды для стали и цемента (например, BS 12) в Великобритании были выпущены в начале 1900-х годов, около 1906 года или около того, у меня нет точных дат. Цементы были гораздо более грубыми в те времена, и химически очень сильно отличались. Например, до 1920 г. было добавлено мало C3A и гипса, так как он был введен позднее, когда производители обнаружили, что он может снизить энергозатраты и стоимость производства. Кроме того, поскольку было мало известно о связывании арматурной стали и длине закладной, до 1920 года она часто была гладкой, а не деформированной.

На другой стороне Атлантики Американский институт бетона был основан примерно в 1904 году, а первые строительные нормы были приняты примерно в 1910 году, а в 1912 году был принят ряд стандартов. Цементная ассоциация Портленда, позже Дафф Абрамс стал ее первым главным инженером. , была основана около 1917 года. Абрамс должен был создать метод проектирования бетонной смеси ACI, концепцию соотношения воды и цемента и усиление способности стальной связи в США.

Что я обнаружил в США и Европе в отношении конструкций, построенных примерно в 1910 году (но в основном в 1920-х годах), так это то, что вы можете найти практически все, и тестирование настоятельно рекомендуется. Нет ничего необычного в том, что можно найти бетон, который обычно проектируется и производится на объемной основе (например, с помощью совка или лопаты 1: 2: 4 и без соотношения воды и цемента). Один из проектов, который мы рассмотрели, основание и палуба старого моста, имел состав бетонной смеси, который варьировался от одного конца моста до другого: агрегаты представляли собой закругленный речной гравий на одном конце, а на другом конце был раздробленный гранит, и они смешались вместе, когда они достигли центра.

Еще одной важной проблемой является проектирование и строительство фундамента. Вы можете найти что угодно. Я видел конструкции, несущие нагрузку успешно в течение 50 или более лет, но с деревянными сваями, которые были расположены только наполовину под крышкой (то есть простирались за края). Итак, опять же, нет никакой замены для расследования и / или тестирования.

Для бетона существует международный стандарт BS EN 13791, который включает статистическую оценку прочности конструкций, в которых история конструкции неизвестна. Это может быть полезно для сравнения бетона с современными конструкционными нормами. Но если должно произойти изменение условий нагружения, тогда ничто не заменит определение глубины покрытия и геометрии стали / сечения с помощью неразрушающих испытаний. И, конечно, усиление коррозии стали может быть существенным фактором.

Для конструкционной стали критической проблемой часто являются болты / сварные швы, а также секции. Оценка является в значительной степени искусством и может потребовать радиографического / ультразвукового контроля / испытания крутящего момента, если того требует ситуация. Очень старые стальные конструкции часто клепают, что создает дополнительную сложность. Насколько я знаю, на болтах и ​​заклепках нет никаких исторических руководств. Предыдущие сообщения дали некоторые ссылки, которые могут быть полезны для разделов. Если у вас есть сомнения по поводу стальной конструкции, вы можете получить купоны из секций и проверить их на прочность на разрыв и пластичность.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.