Bagaimana muatan dipindahkan ke tiang pancang di dermaga dinding?

Saya telah mengerjakan desain dermaga dinding beton bertulang untuk jembatan tiga bentang. Saya mengacaukan desain berdasarkan sejumlah set contoh rencana dan sekarang saya mengambil celah pada perhitungan desain yang sebenarnya, saya mempertanyakan logika dari contoh rencana. (Plus, saya hanya tidak suka "merancang" berdasarkan "Yah, kami sudah melakukannya dengan cara ini dan belum ada yang jatuh!")

Desainnya demikian:

Pertanyaan saya adalah:

Mengapa tumpukan itu berhenti pendek dari tutup?
Dengan tumpukan yang berhenti dekat tutup, berapakah jalur muatan dari girder ke tiang untuk muatan vertikal dan lateral?

Saya juga bingung dengan fakta bahwa saya biasanya melihat bilah US # 6 untuk bilah (a) (yang tampaknya besar mengingat bahwa tutupnya tidak akan melihat banyak lentur) dan bilah US # 5 untuk bilah (c) ( yang kelihatannya kecil mengingat bahwa palang-palang ini diperlukan untuk memindahkan muatan lateral dari tutup ke dinding).

structural-engineering bridges reinforced-concrete

— CableStay
sumber

Ini adalah tumpukan beton, bukan? Dan hanya dengan melihatnya tumpukan itu terlihat funky. Belum pernah melihat tumpukan topping di level yang berbeda sebelumnya.

— Wasabi

@ Wanabi - Dalam desain saya menggunakan tiang-H (malas dengan sketsa) tapi saya tidak berpikir itu akan membuat perbedaan baja vs beton. Adapun mengejutkan, pikiranku adalah bahwa itu mungkin karena konstruksi dan meninggalkan ruang untuk palu tumpukan karena tumpukan akhirnya menjadi sekitar 4 kaki terpisah.

— CableStay

Pikiran awal saya adalah bahwa tumpukan berada pada ketinggian yang berbeda hanya karena kadang-kadang terjadi seperti itu ketika Anda mengendarainya ... dan tidak ada yang ingin scarf on / trim setiap tumpukan menjadi ketinggian yang persis sama. Juga, # 6s mungkin hanya aturan praktis, atau untuk membuat pile cap cukup kaku untuk secara efektif mentransfer beban secara merata ke semua tumpukan. (Hanya untuk memenuhi syarat pernyataan saya - Saya belum pernah melakukan desain semacam ini sebelumnya, hanya menebak-nebak).

— grfrazee

Pertanyaan ini adalah tab terbuka di browser saya sejak kemarin dan saya mengalami beberapa kesulitan dengan itu. Salah satu informasi yang akan membantu adalah ukuran yang dibahas. Apakah tulangan yang diberikan jauh lebih besar dari tulangan minimum? Berapa ukuran elemen yang terlihat di sini?

— Wasabi

Dari cara ujung tiang ditarik, saya setuju dengan @ grfrazee. Tampaknya ketinggian tiang tidak penting selama terminasi di dalam Dinding (saya berharap melihat pengukuran toleransi untuk penyisipan minimum dan maksimum). meskipun). Saya juga akan percaya bahwa mereka tidak memperpanjang mereka semua ke dalam tutup untuk mencegah beban langsung menuju tumpukan tunggal jika ada beberapa gerakan, dinding memungkinkan untuk pelepasan beban ke dermaga lainnya.

— Dopeybob435

Jawaban:

Seperti @Frank menyebutkan dalam jawabannya, tumpukan tidak berhenti pendek karena tumpukan lebih dari cukup tertanam di dinding. Ini karena itu berarti bahwa gaya melewati balok topping, turun ke dinding dan kemudian ke tumpukan.

Yang sedang berkata, jika Anda akan membuat dinding aksial-beban, saya tidak melihat tujuan untuk menaikkan tiang sejauh ini ke dinding. Tiang baja biasanya hanya membutuhkan sekitar 1-2 kaki panjang embedment ke dalam tutupnya untuk pemindahan muatan yang efektif. Berikut diagram yang disediakan oleh pemasok tumpukan Brasil (Gerdau-AçoMinas):

Sangat sedikit kode yang benar-benar menentukan panjang embedment minimal, tetapi sebagian besar tampaknya berkisar sekitar 1-2 kaki:

Tesis ini menyarankan (untuk tiang baja silindris) 1 kaki dengan tulangan atau 2 kaki tanpa.
Tesis ini memiliki hasil eksperimen yang mengarah ke diameter 1,5 tiang.
Survei negara bagian Amerika ini mencantumkan beberapa saran negara bagian yang berbeda dan sebagian besar hingga 2 kaki (hanya NE, NJ, ND menyarankan 3 kaki).
Laporan ini menyimpulkan bahwa embedment harus sama dengan dua diameter tiang atau ketinggian.

Sekarang, semua ini berasumsi bahwa tiang tersebut tertanam ke dalam tutup yang sebenarnya, yang harus cukup lebar di kedua arah horisontal. Sebagai contoh, inilah diagram lain dari pemasok yang sama (pada dasarnya, harus ada 25 cm beton di sekitar tiang pancang):

Jadi, jika dinding Anda tidak cukup tebal untuk dihitung sebagai tutup standar, saya kira panjang embedment yang diperpanjang memungkinkan kekuatan untuk ditransmisikan ke tiang pancang pada tekanan yang lebih rendah di sepanjang dinding. Tidak tahu bagaimana mengukurnya. Secara pribadi saya lebih suka hanya menebalkan kaki dinding dan meninggalkan tumpukan di panjang embedment minimal.

Jalur beban cukup sederhana. Beban vertikal jelas langsung menuju tumpukan (saya berasumsi balok utama terletak tepat di atas tumpukan). Beban horisontal pergi dari balok penopang ke bantalan bantalan ke balok topping dan kemudian, melalui gesekan geser , pergi ke dinding (seperti yang Anda sebutkan, batang (c) akan bertanggung jawab untuk ini) dan kemudian dipindahkan ke tiang pancang.

Mengenai bala bantuan, sulit untuk mengatakan tanpa dimensi dan memuat: apakah mereka dekat dengan tulangan minimal? Apakah panjang jangkar dari batang (c) cukup?

— Wasabi
sumber

Tumpukan tidak berhenti pendek topi. Tentu saja ini tergantung pada definisi Anda. Dinding dan balok atas membentuk tutup tiang.

Jalur pemuatan adalah apa pun yang Anda inginkan. Itu menyenangkan teknik. Pikirkan tentang model penyangga dan pengikat, atau model rangka. Ikuti beban dan pastikan bahwa bahan mampu menahan tekanan di setiap level. Jika Anda dapat membuat jalur muatan maka Anda akan memiliki struktur yang stabil. Sekarang beton bertulang jauh lebih pintar daripada kita semua, dan itu akan menemukan jalan yang paling efisien, tetapi terserah Anda untuk memberikannya setidaknya satu.

Balok transfer atas membutuhkan setidaknya persyaratan baja minimum. Melihat model dengan cara yang sederhana, orang bisa memperlakukan balok atas sebagai balok kontinu dua bentang antara 3 tiang yang lebih tinggi.

Balok vertikal di dinding juga membutuhkan setidaknya tulangan baja minimum. Jarak dekat bar yang lebih kecil menawarkan kontrol retak yang lebih baik daripada bar besar yang terpisah lebih jauh.

Dua tumpukan luar dihancurkan untuk menawarkan dukungan lateral ke tutup tiang. Saya mengasumsikan bahwa untuk arah lain, kapasitas lentur tiang cukup untuk dukungan lateral, ini perlu ditentukan dan diperiksa dan sarana tambahan disediakan jika diperlukan.

Bagian atas tiang mungkin memiliki pelat bantalan yang dilas kepadanya juga untuk melakukan transfer beban ke tiang.

— jujur
sumber

Ini agak terlambat untuk membantu Anda dengan proyek 2015 Anda, tetapi mudah-mudahan ini bisa memberi sedikit penjelasan tentang apa yang terjadi. Saya seorang PE di FL / GA, yang berspesialisasi dalam desain jembatan.

a) Mengapa tumpukan berhenti pendek dari tutupnya? Sebagian besar kode tidak memiliki persyaratan untuk menempatkan kepala tiang dekat dengan titik bantalan. Embedment umumnya dirinci berdasarkan perbaikan desain yang diperlukan, tetapi konstrukabilitas atau kendala desain spesifik proyek lainnya mungkin juga diperlukan. Untuk tiang pancang di daerah non-seismik, embedment 1-ft ke dalam elemen beton dianggap memadai untuk sambungan yang disematkan, dan 4-ft dianggap memadai untuk sambungan yang sepenuhnya diperbaiki.

Untuk contoh khusus ini, tampaknya perancang cenderung menggunakan tiang yang lebih panjang untuk bertindak sebagai elemen penahan lentur pada sumbu lemah dinding untuk mengurangi kebutuhan akan penguatan lentur. Inilah sebabnya mengapa bar (c) tampak dekat dengan penguatan minimum yang diperlukan untuk temp / penyusutan. Dua tiang yang lebih pendek kemungkinan besar menghindari konflik penggerak tiang dengan tiang yang rusak selama konstruksi, tetapi juga bisa menjadi langkah penghematan karena tiang tidak diperlukan untuk menahan beban lentur. Penumpukan tiang pendek tampaknya ~ 4-ft, yang akan menjadi sambungan tetap, memungkinkan tumpukan ini untuk menahan kelenturan di dasar dinding dan lebih rendah.

b) Apa jalur muatan ke tiang pancang? Hal ini tergantung pada Insinyur untuk menentukan berdasarkan penilaian dan tingkat kenyamanan mereka sendiri, tetapi akan didasarkan pada balok standar atau teori balok dalam. Secara pribadi, saya akan merancang ini sebagai berikut: 1) Tutup sebagai balok terus menerus antara tiga tumpukan teratas, mengabaikan kontribusi dari bagian dinding, karena ini konservatif. Ukuran penguat tipikal untuk tutup batang adalah # 6 hingga # 10 untuk (a) batang, dan # 4 atau # 5 untuk (b) batang. Saya hampir selalu menggunakan # 8 atau # 10 untuk (a) dan # 5 untuk (b) karena baja relatif murah dan ukurannya sangat umum untuk jembatan jalan raya. 2) Mendistribusikan beban vertikal antara semua 5 tiang berdasarkan aturan tuas untuk menanggung beban, dan lebar anak sungai untuk berat dermaga sendiri. Ingat bahwa tumpukan yang babak belur akan memiliki gaya aksial tambahan yang diinduksi dari beban lateral, dan semua kombinasi beban harus diperiksa untuk menentukan apa yang mengontrol desain. Semua tiang harus memiliki ukuran yang sama, dan didorong ke penanaman minimum dan kapasitas bantalan nominal yang sama, terlepas dari tiang mana yang mengontrol desain. 3) Desain lentur dari dinding-dermaga (sumbu lemah) tidak akan menerima kontribusi dari beton / rebar, dan semua lentur ditentang oleh 3 tiang baja panjang. Wall rebar minimum untuk kontrol suhu / penyusutan / retak. Rebar lateral di dinding mungkin perlu sedikit lebih besar untuk menahan gaya horizontal dengan "merentang" di antara 3 tiang, tetapi mungkin masih dikontrol oleh persyaratan minimum. Ukuran bar untuk (c) dan (d) batangan umumnya # 4 atau # 5 untuk mencapai kebutuhan minimum di dermaga dinding, tetapi kadang-kadang # 6 atau # 7 mungkin diperlukan untuk elemen beton yang lebih besar. Saya hampir selalu menentukan # 5 bilah @ 12 " maks sebagai minimum dalam fondasi, terlepas dari apakah # 4s dapat digunakan. 4) Lentur di bagian bawah dinding dermaga dan lebih rendah ditolak oleh semua 5 tiang.

Semoga ini membantu!

— Steve Fowler
sumber