Стеки прямых веб -листов: Дизайн и приложения
Введение в кучи прямых веб -листов
Стеки прямых веб-листов представляют собой специализированные стальные секции, предназначенные для образования цилиндрических или диафрагмных конструкций, обычно используется в гражданском строительстве для удержания почвы или воды в сложных условиях. В отличие от традиционных шпунтовые сваи, которые зависят от изгибания и жесткости, Сваи с прямыми веб -листами функционируют как гравитационные ячейки, сдерживается растягиванием силы их блокировки. Эти структуры особенно подходят для проектов, где слои скалы находятся рядом с поверхностью, глубины раскопок значительны, или привязки нецелесообразно, например, в Coffferdams, стены набережной, и конструкции портов. Большой диаметр клеток и содержащая масса почвы обеспечивают стабильность через свой вес, сделать их идеальными как для временных, так и для постоянных применений.
Дизайн свай прямых веб -листов фокусируется на горизонтальных силах тяги, Требование блокировки с высоким сопротивлением облучения. Эти блокировки позволяют вращение до 4.5 градусы на блокировку, с особым изгибом, позволяющим 12 степени, обеспечение гибкости при формировании круглых или диафрагмных клеток. Производители, такие как Arcelormittal и Nippon Steel, производят свай прямые веб -листы с надежными конструкциями блокировки, придерживаться таких стандартов, как en 10248 для геометрических допусков и en 12063 Для сварных соединений. Их высокая прочность на растяжение, часто превышающий 5,500 кн/м, делает их подходящими для клеточных сооружений, таких как выводы и искусственные морские дамбы. Эта статья исследует дизайн, механические свойства, химический состав, Приложения, и размерные допуски прямых свай веб -листов, Предоставление комплексного ресурса для инженеров и подрядчиков.
Интегрируя идеи от лидеров отрасли и стандартов, Эта статья направлена на то, чтобы подчеркнуть уникальные преимущества прямых свай веб -листов, их роль в современном строительстве, и их сравнение с другими решениями по склону, including those specified in EN10219-1 and API 5L standards for pipe piling. Подробные таблицы суммируют ключевые параметры, Обеспечение четкой ссылки на практические применения.
Прямой куча веб -листа
Раздел | Размеры | Периметр одиночной кучи |
Раздел область |
Масса | Раздел модуль |
Момент инерции |
||
б | т | Для свай | Стена | |||||
мм | мм | см | см2 | кг/м | кг/м2 | см3 | см4 | |
Гс 500 - 9.5 | 500 | 9.5 | 138 | 81.3 | 63.8 | 128 | 178 | 56 |
Гс 500 - 11.0 | 500 | 11.0 | 139 | 89.4 | 70.2 | 140 | 196 | 59 |
Гс 500 - 12.0 | 500 | 12.0 | 139 | 94.6 | 74.3 | 149 | 206 | 61 |
Гс 500 - 12.5 | 500 | 12.5 | 139 | 97.2 | 76.3 | 153 | 211 | 61 |
Гс 500 - 12.7 | 500 | 12.7 | 139 | 98.2 | 77.1 | 154 | 214 | 61 |
Гс 500 - 13.0 | 500 | 13.0 | 140 | 100.6 | 79.0 | 158 | 223 | 64 |
Проектирование и механические свойства
Сваи с прямыми веб -листами спроектированы, чтобы выдерживать горизонтальные растягивающие силы, прежде всего через силу их блокировки, Вместо изгибающих моментов, таких как листы Z-типа или u-типа. Механические свойства этих свай определяются их способностью противостоять разбалванию под натяжением, с сильными сторонами блокировки 5,880 кн/м, как предлагается прямые серии Nippon Steel.. Обычно используются стальные оценки, такие как S355GP или S430GP за EN 10248, обеспечить минимальную силу доходности 355 N/мм² и 430 N/мм², соответственно, Обеспечение надежных производительности в клеточных структурах. Прочность на растяжение этих сортов варьируется от 490 к 600 N/мм², с удлинением, как правило, превышающим 20%, обеспечение пластической деформации без сбоя.
Сеть плава листа разработана с униформанной толщиной, Часто включает в себя свернутый конус для повышения пластической способности деформации при динамических нагрузках, такие как воздействие корабля или землетрясения. Эта функция, Запатентованные в дизайнах, подобных описанным в US20070127991A1, гарантирует, что паутина деформируется до сбоя блокировки, Улучшение устойчивости кучи в Cofferdams, подвергшихся воздействию высоких стрессов. Блокроты имеют решающее значение, разработан для сопротивления горизонтальным силам, соответствующим растягивающей нагрузке в Интернете, с номинальной нагрузкой, как правило, меньше, чем 90% гарантированной прочности блокировки растяжения. Это позволяет провести расстояние смещения пластика, по крайней мере, на 1% ширины кучи, Усиление поглощения энергии.
Стабильность конструкций свайного веб -листа гарантируется весом внутренней массы почвы и большого диаметра ячеек, который может достигать значительных высот и выдержать существенное давление. Эти свойства делают их идеальными для глубоководных применений и сейсмических регионов, где традиционное якорь сложно. Механический дизайн обеспечивает соответствие стандартам, таким как EN 1993-5, который регулирует сопротивление сбою блокировки и ползук..
Химический состав
Химический состав свай прямых веб -листов адаптирован для обеспечения высокой прочности, свариваемость, и коррозионной стойкости, обычно придерживается стандартов, таких как EN 10248 для горячих листовых свай. Общие стальные оценки, такие как S355GP и S430GP, иметь максимальное содержание углерода в 0.27%, Марганец до 1.70%, Фосфор и серная крышка 0.05%, и кремний до 0.55%. Следы, такие как азот, ограничены 0.011% Чтобы предотвратить охлаждение, В то время как эквивалентное значение углерода (Служить) контролируется, обычно ниже 0.45%, Для обеспечения сварки. Эти композиции обеспечивают баланс силы и пластичности, критическое для выявления растягивающих сил в клеточных структурах.
Compared to pipe piling grades like those in EN10219-1 (например, S355JOH с 0.22% углерод, 1.60% марганец) или API 5L PSL1 (например, X52 с 0.26% углерод, 1.40% марганец), Сваи с прямыми веб -листами имеют сходное содержание углерода и марганца, но часто включают в себя более высокий кремний для повышенной прочности. Низкое содержание фосфора и серы сводит к минимуму включения, Улучшение выносливости во время вождения в кучах. Микроплавные элементы, такие как Niobium и Vanadium, обычно отсутствуют или ограничиваются следовыми количествами, упрощение производства при сохранении производительности. Контролируемый CEV гарантирует, что сварка, часто требуется для свай или ремонта соединения, может быть выполнен без чрезмерного риска растрескивания.
Химический состав также способствует коррозионной стойкости, Адекватно для морских средств с защитными покрытиями. Хотя и не такой коррозионный резистентный, как сплавы, такие как INCOLOY 901 (40–45% никель), Композиция стали, в сочетании с гальванизирующими или эпоксидными покрытиями, обеспечивает долговечность при воздействии почвы или воды. Это делает прямые веб-листы экономически эффективным решением как для временных, так и для постоянных структур, такие как Coffferdams и стены набережной.
Приложения свай прямых веб -листов
Сваи с прямыми веб -листами широко используются в проектах гражданского строительства, требующих устойчивого удержания земли или исключения воды, Особенно в условиях, где традиционное якорь нецелесообразно. Их основное применение - круговые кофердамсы, Используется для морских строительных проектов, таких как фонды мостов, портовые разработки, и монтажные ветряные турбины. Эти временные конструкции создают сухую рабочую среду, образуя водонепроницаемый барьер, разрешение раскопок и фундаментальных работ в условиях разграбления. Высокая прочность на сварки и большие диаметры клеток обеспечивают стабильность в отношении давления воды и нагрузки на почву, сделать их идеальными для глубоководных применений.
Постоянные структуры, такие как стены набережной, волнорезы, и искусственные островные морские дамбы, Также используйте прямые куча веб-листов из-за их долговечности и несущей грузоподъемности. Например, Arcelormittal's As 500 Серии используются в клеточных структурах для высокопоставленных работ и длинных структур, выступая в качестве самоотверженных гравитационных стен без дополнительного привязки. Конфигурации ячейки диафрагмы используются в проектах с определенными ограничениями сайта, такие как наклонная корова, где круглые клетки могут быть менее возможными. Сваи также используются в сейсмических регионах, Где их способность поглощать динамические напряжения, например, от землетрясений или воздействия кораблей, повышает безопасность.
Другие применения включают временные стены, восстанавливающие Землю, и основополагающие системы в неглубоких породах или высоких глубинах раскопок. Универсальность свай прямых веб -листов, с переключающими 12.5 градусы и длину до 38 метры, Позволяет индивидуальным конфигурациям для удовлетворения требований проекта. Их простота установки, Использование вибрационных или ударных молотков, и адаптивность к различным условиям почвы делает их предпочтительным выбором как для подрядчиков, так и для дизайнеров.
Размерные допуски
Размерные допуски для свай прямых веб -листов имеют решающее значение для обеспечения надлежащего взаимодействия с блокировкой, структурная целостность, и простота установки, обычно регулируется en 10248 стандарты. Внешняя допуск ширины составляет ± 2% от номинальной ширины, с максимум ± 10 мм, Обеспечение последовательной геометрии клеток. Допуск толщины стенки составляет ± 1 мм для толщины до 8 мм и ± 1,5 мм для более толстых срезов, поддержание единой силы. Прямо ограничена 0.2% по длине кучи, предотвращение чрезмерного отклонений во время вождения. Допуски с блокировкой плотно контролируются, чтобы обеспечить водонепроницаемость, с максимальным углом отклонения 4.5 градусы на блокировку, расширяется до 12 градусы со специальным изгибом.
Compared to pipe piling допуски (например, EN10219-2 с допуском диаметра ± 1%, ± 10% толщина стенки), Сваи с прямыми веб -листами имеют более строгую ширину и допуск с блокировкой из -за их зависимости от прочности с блокировкой растяжения. Высота сварной шерсти ограничена 3.5 мм для толщины ≤13 мм и 4.8 мм для более толстых секций, Подобно стандартам API 5L, Обеспечение плавных поверхностей для сварки или покрытия. Массовые допуски обычно ± 5%, Обеспечение согласованности в крупномасштабных проектах. Для развязки, сваренный в соответствии с En 12063, Геометрические допуски подтверждаются для поддержания структурной целостности.
Эти допуски гарантируют, что прямые кучи веб -листа можно точно управлять, формирование стабильных клеточных структур с минимальной утечкой. Производители, такие как Arcelormittal и Shunli Steel, придерживаются этих стандартов, Предоставление свай с точными размерами для таких приложений, как Coffferdams и Breaktaters, где надежность имеет первостепенное значение.
Механические свойства таблица
В следующей таблице приведены механические свойства общих стальных сортов, используемых для свай прямых веб -листов, на основе en 10248 стандарты, Предоставление ссылки для инженеров и дизайнеров.
Марка стали | Минимальная сила reh n/mm² | Мин конечная прочность на растяжение rm n/мм² | Мин удлинение % | Прочность на блокировку Kn/M. |
---|---|---|---|---|
С355ГП | 355 | 490–600 | 20 | Вплоть до 5,500 |
S430GP | 430 | 510–630 | 19 | Вплоть до 5,880 |
Эта таблица подчеркивает высокую прочность на растяжение и емкость блокировки прямого веб -листа., критическая для их эффективности в клеточных структурах. Обратите внимание, что прочность на блокировку зависит от производителя и дизайна, со значениями до 5,880 KN/M, достижимый в премиум.
Химический композиционный таблица
Химический состав свай прямых веб -листов приведен ниже, на основе en 10248 стандарты, Обеспечение сварки и коррозионной стойкости.
Марка стали | С макс % | Мн Макс % | П Макс % | С Макс % | Си Макс % | Н Макс. % | ЦЕВ Макс. % |
---|---|---|---|---|---|---|---|
С355ГП | 0.27 | 1.70 | 0.05 | 0.05 | 0.55 | 0.011 | 0.45 |
S430GP | 0.27 | 1.70 | 0.05 | 0.05 | 0.55 | 0.011 | 0.45 |
Эта таблица обеспечивает четкое сравнение химических композиций, помощь в выборе оценки для конкретных экологических и структурных требований.
Размерные допуски таблица
Размерные допуски для свай прямых веб -листов, для 10248, суммированы ниже, обеспечение точности в производстве и установке.
Параметр | Толерантность |
---|---|
Наружная ширина | ± 2% максимум ± 10 мм |
Толщина стен | ≤8 мм: ± 1 мм >8 мм: ± 1,5 мм |
Прямолинейность | 0.2% общей длины |
Угол отклонения блокировки | 4.5° (до 12 ° с изгибом) |
Масса | ± 5% |
Высота сварной шерсти | ≤13 мм: 3.5 мм >13 мм: 4.8 мм |
Эти допуски обеспечивают надежную производительность в клеточных структурах, Минимизация проблем во время вождения и взаимодействия с блокировкой.
Сравнение с накапливаемыми трубками и кучами листа Z-типа
Стеки прямых веб -листов значительно отличаются от накапливания труб (например, EN10219-1 и оценки API 5L) и платы листа Z-типа в дизайне и применении. Скала труб, такие как S355JOH (предел текучести 355 N/мм²) или API 5L x52 (предел текучести 360 N/мм²), полагается на сжатие и прочность на сдвиг для глубокой поддержки фундамента, с круглыми или трубчатыми фигурами, обеспечивающими высокую устойчивость. Стеки прямых веб -листов, с сильными сторонами урожайности, такими как S355GP (355 N/мм²), Сосредоточьтесь на прочности блокировки растягивания для удержания почвы или воды в клеточных структурах, Предоставление гибкости при формировании клеток большого диаметра, но снижением устойчивости к изгибе по сравнению с кучами z-типа.
Шпунтовые сваи Z-типа, обычно используется для подпорных стен, полагаться на изгиб прочность и жесткость, с блокировками, предназначенными для сопротивления сдвига, а не натяжного. Они не подходят для заполненных ячеек, По мере того, как их блокировки могут растягиваться или сгладить под растягивающими нагрузками, В отличие от прямых веб -кучей, которые преуспевают в таких условиях. Например, Z-пили не хватает высокой силы блокировки (вплоть до 5,880 кн/м) прямые веб -кучи, Сделать их менее эффективными для Coffferdams или Breaktaters. Однако, Z-пили более универсальны для линейных подпорных стен, где доминируют изгибные моменты.
По сравнению с INCOLOY 901 (предел текучести 900 N/мм², используется в высокотемпературных приложениях), Стеки прямых веб-листов более экономически эффективны для общего строительства, предлагая адекватную коррозионную стойкость с покрытиями. Выбор между этими решениями зависит от требований проекта, С прямыми веб -кучами, предпочтительными для клеточных структур в настройках морских или глубоких раскопок.
Проблемы и соображения
Использование свай прямых веб -листов представляет несколько проблем, которые требуют тщательного планирования. Установка сложна, особенно для клеток диафрагмы на воде, Требование точных шаблонов и методов вождения для обеспечения выравнивания блокировки. Вибрационные или ударные молотки используются, Но обструкции почвы могут вызвать отклонения, требует управления направляющими или методов вождения панелей. Коррозия вызывает беспокойство в морской среде, Требование покрытий или катодной защиты, Поскольку врожденное сопротивление стали ниже, чем у сплавов, таких как INCOLOY 901. Сокращение толщины из -за коррозии должно быть учтено в расчеты срока службы проектирования.
Сила блокировки имеет решающее значение, и любой сбой может поставить под угрозу водонепроницаемость структуры. Производители, такие как ArcelorMittal, обеспечивают надежные блокировки, Но динамические нагрузки (например, воздействие корабля, землетрясения) Требование осторожно дизайн, с конусными в Интернете, повышающей способность деформации. Почвенные условия, такие как сплоченные почвы с низкой способностью, может потребовать улучшения с подходящей засыпкой. Эффекты землетрясения, включая давление в поре воды в связных почвах, должен быть проанализирован для обеспечения стабильности. Высокая стоимость прямых веб -кучей, по сравнению с Z-типом или накапливанием труб, это соображение, Но их способность формировать самоотверженные гравитационные стены часто оправдывает расходы в сложных условиях.
Эти проблемы смягчаются через тщательные оценки сайта, Правильный выбор сваи, и приверженность стандартам, таким как en 1993-5 и 12063, Обеспечение надежной эффективности в требовательных приложениях.
Будущие тенденции и инновации
Будущее свай прямых веб -листов обусловлено достижениями в материалах, производство, и устойчивые методы строительства. Инновации в производстве стали, такие как термомеханический прокат, улучшают прочность урожая и долговечность блокировки, позволяя быть более тонким, более легкие кучи с уменьшенными затратами на материал. Аддитивное производство появляется для свай на заказ, Включение сложных геометрий для уникальных требований проекта. Исследования в высокую силу, Коррозионные покрытия продлевают срок службы, Сокращение технического обслуживания в морской среде.
Растущий спрос на возобновляемую энергию оффшорных возобновляемых источников, такие как ветряные фермы, увеличивает использование свай прямых веб-листов в Coffferdams с большим диаметром.. Цифровые инструменты, Как мониторинг вождения и структурных работ в режиме реального времени, повышают точность установки и безопасность. Устойчивость - это ключевое внимание, С такими производителями, как Shunli Steel, исследуют переработанную сталь и низкоуглеродистое производство, чтобы соответствовать экологическим целям. Эти тенденции гарантируют, что прямые кучи веб -листа остаются жизненно важным решением для морских и глубоких раскопок.
Сотрудничество между лидерами отрасли, такими как ArcelorMittal и исследовательские институты, стимулируют развитие листовых свай следующего поколения, с улучшенными конструкциями блокировки и динамическим сопротивлением нагрузки. Поскольку инфраструктурные проекты расширяются во всем мире, Стеки прямых веб -листов будут продолжать играть важную роль, предлагая инновационные, надежные решения для проблем современного строительства.
Стеки прямых веб -листов являются краеугольным камнем гражданского строительства, Предлагая уникальное решение для сохранения почвы и воды в сложных условиях с помощью высокой прочности блокировки и клеточного дизайна. С механическими свойствами, такими как прочность урожая до 430 N/мм² и переключение сил превышают 5,500 кн/м, Они преуспевают в таких приложениях, как Coffferdams, стены набережной, и вздор. Их химический состав обеспечивает сварку и коррозионную стойкость, в то время как строгие допуски в размере 10248 Гарантия точности в установке. Compared to pipe piling and Z-type sheet геморрой, Прямые веб -кучи специализируются на растягивающих нагрузках в сотовых структурах, обеспечение стабильности без привязки.
Такие проблемы, как коррозия, сложная установка, и стоимость снижается через передовые покрытия, Точные методы вождения, и надежные стандарты дизайна. Будущие инновации в материалах, производство, и устойчивость повысит их производительность, Обеспечение актуальности в морских и инфраструктурных проектах. Подробные таблицы, представленные в этой статье, руководство инженерами в оптимизации безопасности и эффективности. Используя их уникальные свойства, Стеки прямых веб -листов будут продолжать поддерживать строительство устойчивого, Устойчивые структуры по всему миру.