Структурная система Diagrid – типы, материалы и преимущества

Что такое диагональная структурная система?

Решетчатая структурная система может быть определена как диагональные элементы, сформированные как каркас из пересечения различных материалов, таких как металлы, бетон или деревянные балки, которые используются в строительстве зданий и крыш.
Диагональные конструкции из стальных элементов являются эффективным решением как с точки зрения прочности, так и жесткости. Но в настоящее время широкое применение настильная система получила в большепролетных и высотных зданиях, особенно когда они имеют сложную геометрию и криволинейные формы.

Модульная геометрия конструктивной системы Diagrid

1. Оптимальный угол наклона диагонали

Диагональные элементы решетки несут нагрузку как на сдвиг, так и на момент. Поэтому оптимальный угол расположения диагоналей зависит от высоты здания. Оптимальный угол колонн для максимальной жесткости на изгиб в обычном здании составляет 90 градусов, а для диагоналей для жесткости на сдвиг – 35 градусов. Предполагается, что оптимальный угол наклона диагоналей находится между этими двумя значениями. Обычно принимается диапазон 60-70 градусов. С увеличением высоты здания оптимальный угол также увеличивается.

2. Размеры модуля диаграммы

Размеры модуля состоят в основном из двух частей:

Проектирование узлов структурной системы настила

Узлы являются важной частью конструкции решетчатой системы. Все диагональные секции соединяются друг с другом с помощью узлов. Эти узлы рассчитаны на два типа нагрузок: вертикальную нагрузку и горизонтальный сдвиг. Эти узлы соединяются с другими секциями с помощью сварки или болтов.
При этом следят за тем, чтобы при соединении использовалось очень малое количество сварного шва. Вертикальная нагрузка передается в виде осевой нагрузки от элементов настила, расположенных выше узлов, на пластины и ребра жесткости, а затем на элементы настила, расположенные ниже узлов.
Горизонтальный сдвиг также происходит в виде осевой нагрузки в решетке над узлами, но здесь один из них находится в сжатом состоянии, а другой – в растянутом. Передача нагрузки происходит от узла выше узла к ластовице и ребрам жесткости, а затем от ластовицы и ребра жесткости к элементам ниже узла в паре сжатия и растяжения.
Вследствие такого пути передачи нагрузки, сдвиговые усилия, возникающие в месте болтового соединения, очень высоки при боковых нагрузках. Это может быть зоной сдвига или слабой зоной данной конструкции во время землетрясений, поэтому проектирование болтовых соединений должно быть выполнено тщательно.

Типы решетчатых структурных систем и материалы конструкции

Материалы, которые используются в решетчатой конструкции, зависят от следующих факторов.

Материалы, используемые в строительстве настила, являются

1. Стальная конструктивная система настила

Наиболее распространенным и популярным материалом, используемым в строительстве настилов, является сталь. Обычно используются прямоугольные, закругленные и широкие профили из быстрорежущей стали. Вес и размер секций рассчитаны таким образом, чтобы выдерживать высокие изгибающие нагрузки. Их можно быстро возвести, а стоимость рабочей силы для установки невелика.

2. Конструктивная система из бетонного настила

Наиболее часто используемым материалом для изготовления настила является бетон. Бетонные решетки используются в обоих видах – сборные и монолитные. Поскольку сборные бетонные секции гибкие, это позволяет им идеально вписываться в геометрию конструкции. Это также защищает от пожара. Однако сборный бетон создает большую мертвую нагрузку на конструкцию.

3. Конструктивная система из деревянного настила

Наименее используемым материалом при строительстве настилов является древесина. Этот материал имеет больше недостатков. Единственное преимущество этого материала в том, что сечение бруса легко доступно в любой форме и размере. Стоимость установки низкая.
Основные недостатки заключаются в том, что древесина имеет меньшую прочность материала. Долговечность и атмосферное воздействие древесины являются основными проблемами, которые обуславливают недостатки древесины как строительного материала для настила.

Преимущества и недостатки диагридной структурной системы

Преимущества диагрида

Преимущества использования настила в конструкции сооружения в основном улучшают эстетический вид здания. Использование настила позволяет снизить расход стали до 20% по сравнению с рамной конструкцией. Она не требует технического труда, так как технология строительства проста.
Настил позволяет максимально использовать конструкционный материал. Если в конструкции используется стеклянный материал, то он пропускает большое количество света внутрь здания. Эти структуры имеют в основном свободные от колонн экстерьер и интерьер, свободные и ясные, уникальные планы этажей могут быть реализованы.

Недостатки диагридов

Основные недостатки системы диагрид заключаются в том, что она еще не до конца изучена. Эта конструкция требует квалифицированного труда, а нынешняя бригада не имеет ни представления, ни опыта в установке настилов. Поскольку настил полностью забирает на себя эстетический облик здания, дизайн ограничивается только настилом.
Общий язык поэтажного дизайна нарушается, поскольку одна диафрагма укладывает от 2 до 6 этажей. Только в высотных зданиях можно устанавливать настилы. Если решетки спроектированы или установлены неправильно, это влияет на экономичность и безопасность конструкции.

• Виды дефектов древесины как строительного материала.
• Планирование и управление проектами.
• Концепция проектирования высотных зданий из железобетона.
• Характеристики хорошей древесины.
• Пластинчатая балка и ее компоненты.
• Высотные сооружения.
• Методы управления проектами – PERT, CPM и диаграмма Ганта.