Сдвиговые шпонки проектируются и устанавливаются в различных конструкциях для обеспечения сопротивления боковым нагрузкам, таким как нагрузки при землетрясении и силы скольжения в различных конструкциях, таких как мосты, подпорные стены, подвалы жилых зданий, сборные здания и водопропускные трубы, каменные стены в сейсмических районах и стальные колонны.
Сдвиговые шпонки могут быть изготовлены из бетона, как в сборных конструкциях, подвалах жилых зданий, или из стали, как в случае опорной плиты стальной колонны, а иногда стальная арматура используется для выполнения роли сдвиговой шпонки, например, между стеной подвала и фундаментом.
Они могут играть жертвенную роль в конструкции, например, в мостах, или предотвращать движение различных компонентов конструкции, как в сборных конструкциях. Подводя итог, можно сказать, что назначение сдвиговых шпонок заключается в повышении устойчивости конструкций.
Назначение срезного ключа
Сдвиговые шпонки обеспечивают устойчивость к боковым силам, таким как давление земли и воды, землетрясения и ветер.
Сдвиговые ключи в различных конструкциях
Различные типы конструкций нуждаются в применении срезных шпонок для сопротивления определенным силам, таким как сдвиговые силы, боковые силы и давление грунта. Ниже рассмотрены и представлены функции и расположение срезных шпонок в различных конструкциях:
1. Мостовая конструкция
Сдвиговые шпонки устанавливаются в примыканиях малых и средних мостовых конструкций для обеспечения поперечной поддержки надстройки при боковых нагрузках. Сдвиговые ключи в мостовой конструкции играют важную роль в сопротивлении сейсмическим нагрузкам.
Во время сильного землетрясения срезные ключи должны функционировать как жертвенный структурный элемент для предотвращения передачи больших сейсмических сил на сваи опор. Существует два типа сдвиговых ключей в мостовых конструкциях: наружные и внутренние сдвиговые ключи. Недостатком первого является простота осмотра и ремонта.
Бетонный срезной ключ, стальной срезной ключ и срезной ключ для сборных железобетонных балочных мостов
2. Подпорные стенки
Для увеличения сопротивления скольжению в основании подпорных стен предусмотрены срезные шпонки. На практике удобно размещать срезной ключ под стержнем подпорной стены, так как это упрощает размещение арматуры, которая может быть протянута от стержня непосредственно в стержень.
Срезная шпонка должна иметь такую пропорцию, чтобы ее ширина была как минимум в два раза больше глубины для развития прочности шпонки на сдвиг, а не на изгиб, согласно ACI 318-17. Сдвиговая шпонка сооружается на расстоянии 0,91 м от носка фундамента, ее ширина и глубина составляют 0,508 м и 0,381 м, соответственно.
Сдвиговая шпонка в подпорной стене
3. Стенка между основанием и фундаментом
На стыке между фундаментом и стеной подвала предусмотрены шпонки. Сдвигающая шпонка отливается как часть стены, выступающая в шпоночный паз или канавку, сформированную в фундаменте. Различные формы шпонок на стыке между фундаментом и стеной подвала показаны на рис. 3.
Иногда устанавливаются вертикальные арматурные стержни или комбинация шпонки и стержней, как показано на рис. Перевернутая шпонка, отлитая как часть фундамента, иногда используется, но обычно не в жилых домах. Арматурные стержни предназначены для сопротивления изгибу, но стержни в количестве, превышающем необходимое для изгиба, могут противостоять сдвигу, поэтому стержни могут быть использованы в качестве замены срезного ключа.
Сдвиговые соединения между стеной подвала и ее основанием
4. Соединение основания стальной колонны с основанием
Для сопротивления сдвигу в основании колонны используется специальная шпонка, например, блок двутаврового или таврового сечения или стальная накладка, приваренная к нижней части опорной плиты.
Шпонка сдвига в месте соединения опорной плиты стальной колонны с поверхностью фундамента
5. Соединения сборных железобетонных элементов
Сдвиговые шпонки используются в сборных конструкциях для соединения двух отдельных сборных элементов и для увеличения сопротивления сдвигу поверхностей соединения.
Ключ сдвига в сборных железобетонных панелях
6. Каменная стена
В сейсмических регионах кладочные блоки оснащаются сдвиговыми шпонками при изготовлении, чтобы противостоять внеплоскостным силам между соседними блоками во время землетрясений.
Ключи сдвига в блоках каменной кладки для противодействия внеплоскостным силам во время землетрясений
- Концепция проектирования высотных зданий из железобетона.
- Концептуальный сейсмический проект моста с вантовой опорой и его компоненты.
- Как справиться с влажным подвалом?.
- Принципы проектирования подпорных стен.
- Типы подпорных стен, материалы, экономика и применение.
- Типы мостов по пролетам, материалам, конструкциям, функциям, полезности и т.д..
- Типы сборных элементов и систем для строительства мостов.