Hệ thống dây văng: thiết bị, ưu điểm, tính năng và nhược điểm

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Có bao nhiêu loại cầu trên thế giới? Hàng chục! Hình vòm, công xôn, có thể điều chỉnh, băng, phao, có thể thu vào, có thể ngập nước, nâng, quay, treo, dầm, giống bàn và nhiều loại khác. Nhưng trong bài viết này, chúng tôi sẽ trao đổi với bạn về một biến thể đáng tin cậy và đã được xác minh về mặt thẩm mỹ - với cấu trúc cáp treo của mái nhà, cũng như về bản thân các hệ thống như vậy.

Hệ thống dây văng và hệ thống treo

Kết cấu treo là kết cấu thép, các thành phần chịu lực của chúng được hướng tới lực căng. Chúng đây:

• dây thừng thép;
• thép phẳng hoặc thép tròn;
• màng (tấm thép đặc biệt);
• cấu hình cán (để trình bày - chỉ kim loại cứng), có khả năng không chỉ kéo dài mà còn có thể uốn cong.

Cấu trúc cáp, không giống như các cấu trúc trước, không chỉ kéo căng các sợi trong lớp phủ mà còn có các phần cứng. Công việc thứ hai chỉ để uốn cong, có thể áp đặt hàng rào lên chúng, bao gồm cả những thứ bao gồm tấm lợp và sàn.

Cả hệ thống treo và hệ thống dây văng đều có thể chặn nhịpkhoảng cách lên đến 200 m. Tuy nhiên, chiều dài trung bình của chúng trong thực tế dao động trong khoảng 50-150 m.

Ưu điểm về thiết kế

Hãy liệt kê những ưu điểm của kết cấu treo và dây văng:

• Tạo cơ sở thuận lợi cho tầm nhìn, cách âm, ánh sáng.
• Có thể sử dụng nhiều dạng kết cấu của kết cấu treo dây văng, dẫn đến nhiều kiểu kiến trúc khác nhau.
• Cầu kiểu này có khả năng che nhịp ấn tượng.
• Trong quá trình xây dựng cơ sở, người ta không thể không lưu ý đến khả năng vận chuyển tốt của các cấu trúc được sử dụng - băng và dây linh hoạt có thể cuộn thành cuộn hoặc cuộn.
• Quá trình xây dựng một cây cầu được đơn giản hóa do không cần lắp đặt bệ, giàn giáo.
• Khi nhận tải trọng trong kết cấu chịu lực căng, toàn bộ diện tích mặt cắt ngang sẽ hoạt động. Khi sử dụng thép cường độ cao trong sản xuất, do chất lượng này, có thể giảm đáng kể lượng tiêu thụ kim loại này.

Lỗi thiết kế

Hãy cùng tìm hiểu những nhược điểm của mái treo và mái dây văng:

• Mức độ biến dạng của cấu trúc tăng lên - điều này đặc biệt đúng đối với các giống treo, vì ở đó cần phải đặt ứng suất trước để ổn định các sợi.
• Để cảm nhận sự lan rộng của các thành phần chịu tải kéo dài, cần có một số đường viền hỗ trợ.
• Trong một số trường hợp, có khó khăn trong việc lắp đặt hệ thống thoát nước.

Đặc điểm của hệ thống dây văng

Thành phần của kết cấu treo dây văng là dây hoặc cáp căng thẳng chịu lực, cũng như các thành phần cứng - giá đỡ, dầm, v.v. Cho rằng các kẻ thẳng, chúng có thể bao gồm các cấu hình dải hoặc thanh. Điều quan trọng cần lưu ý là góc nghiêng của tấm vải liệm không được đạt 25-30 độ.

Sơ đồ đơn giản nhất của hệ thống dây văng là dầm dây văng. Nó là điển hình cho nó rằng các kẻ ở một hoặc nhiều nơi hỗ trợ dầm tăng cứng. Đồng thời, bản thân chúng hoặc tỏa ra từ đỉnh của giá treo hoặc giống như đường viền của một cây đàn hạc khi chúng đi song song với nhau.

Các loại hệ thống treo

Sau hệ thống cáp, chúng ta hãy xem xét các loại hệ thống treo:

• Đai đơn. Chúng được thực hiện trên các phòng có cả hình tròn và hình chữ nhật. Cảm nhận về sự mở rộng của các sợi kim loại được cung cấp bởi giá treo, kẻ, phần mở rộng của tòa nhà, v.v. Việc sử dụng các sợi hoặc vòm linh hoạt làm giá đỡ trung gian là điển hình. Lớp phủ được ổn định bằng các tấm bê tông cốt thép lợp mái, các đường nối.
• Hai-đai. Ngoài dây chịu lực, chúng còn có dây ổn định, được kết nối với các vết rạn hoặc miếng đệm chịu lực. Trên hết, các nhược điểm của hệ thống treo được phát hiện khi sử dụng sơ đồ phủ kết hợp lồi-lõm.
• Lưới cáp (một loại hai đai). Lợi thế không thể chối cãi của họ là sự đa dạng của các lợi thế về hình dáng và kiến trúc đạt được vớithiết kế lành nghề.
• Chất phủ màng. Đây là các lớp phủ một lớp liên tục bao gồm các tấm hoặc dải, được cắt và kết nối theo cách mà chúng tạo thành một bề mặt được hoạch định trước có độ cong kép hoặc đơn. Chúng được phân biệt với nền của các kết cấu treo khác bởi việc hoàn thành nhiệm vụ bao bọc và chịu lực. Nhưng nhược điểm đáng kể của lớp phủ màng là khả năng chống cháy thấp do bề mặt kim loại tiếp xúc lớn, dễ bị ăn mòn, do đó độ dày tối thiểu của tấm thép phải trong khoảng 4-5 mm với 1-2 cho phép. mm. Màng có thể có hình trụ, hình tròn, hình lều.

Hãy chuyển cụ thể sang cầu treo và cầu dây văng.

Cầu dây văng

Giống này được đặc trưng bởi một loại hệ thống chịu lực đặc biệt - giàn cáp, được hình thành bởi các thanh (kẻ) dẻo được kéo căng. Đôi khi có các biến thể kết hợp trong đó các phần dưới của các giàn này được thay thế bằng các dầm tăng cứng. Công việc của phần sau là nhằm mục đích uốn cong, và chức năng là hỗ trợ nền đường. Những người ở đây là dây có độ bền cao, được tạo thành bó hoặc dây thép.

Cả giàn cáp và hệ thống kết hợp trong cấu trúc này đều được hỗ trợ bởi các giá treo. Từ các vị trí treo cáp trên cột tháp, thành phần nằm ngang của áp lực hỗ trợ của chúng được chuyển đến các neo bằng hệ thống dây thép. Nếu có một chùm tăng cứng, thì các đầu của thanh giằng được cố định trên đó, đó là lý do tại sao hệ thống biến thành một hệ thống không có khoảng cách bên ngoài. Xây dựng đường bộđã được gắn vào các nút của giàn dây văng.

Cây cầu dây văng đầu tiên ở Liên Xô được xây dựng vào năm 1932 bắc qua sông Magana (Georgia ngày nay). Tuy nhiên, cây cầu đầu tiên của hệ thống dây văng hiện đại chỉ xuất hiện vào năm 1956 - đây là cầu Stomsund của Thụy Điển. Cơ sở đường sắt dây văng tiên phong được xây dựng vào năm 1979 tại Belgrade.

Cây cầu dây văng đầu tiên trên lãnh thổ nước Nga hiện đại là Oktyabrsky bắc qua sông Sheksna (Cherepovets). Việc xây dựng của nó kết thúc vào năm 1979. Ở Liên bang Nga cũng có một công ty kỷ lục về kết cấu dây văng. Đây là cây cầu của Nga ở Vladivostok, chắn phía Đông eo biển Bosphorus. Nó được phân biệt bởi nhịp dài nhất - 1104 m (tổng chiều dài là 1886 m), được hỗ trợ bởi hai giá treo.

Ưu nhược điểm của cầu dây văng

Chúng ta hãy xem xét ưu và nhược điểm của những cây cầu như vậy. Để hiểu rõ hơn, chúng tôi quyết định giới thiệu chúng cho bạn dưới dạng bảng bên dưới.

Nhân phẩm	Flaws
Kết cấu chịu lực nhẹ	Giảm độ cứng - chỉ dùng làm cầu đường đô thị hoặc đường bộ
Dung lượng chồng lên đủ lớn	Trong một số trường hợp hiếm hoi, nó có thể được sử dụng làm cầu đường sắt - chỉ với một thiết kế dầm cứng nhất định
Tiêu thụ vật liệu là tối thiểu, hơn nữa, không cần mua cấu trúc đắt tiền
Khả năng gắn bề mặt
Thẩm mỹ kiến trúc
Không giống như những cái treo, chúng bất động hơn

Tóm lại, chúng ta hãy nhìn vào những cây cầu treo.

Cầu treo

Cầu treo (hay nói cách khác là cầu treo) - một công trình có kết cấu chính hỗ trợ là các phần tử linh hoạt (dây thừng, xích, cáp, v.v.) hoạt động ở trạng thái căng và đường ở trạng thái treo. Những cây cầu như vậy là một phát hiện thực tế trong những trường hợp cần có phạm vi bao phủ lớn và rất nguy hiểm hoặc không thể lắp đặt các giá đỡ trung gian (ví dụ: trên sông có thể điều hướng được).

Kết cấu chịu lực được treo giữa các giá treo được xây dựng trên cả hai bờ. Các dầm dọc đã được gắn vào các dây cáp này, phần đường của nhịp chính được treo trực tiếp. Tải trọng tập trung cho phép kết cấu đỡ thay đổi hình dạng, điều này làm giảm độ cứng của cầu. Để tránh điều này xảy ra, lòng đường được gia cố bằng các dầm dọc.

Những cây cầu treo đầu tiên được xây dựng bởi người Ai Cập cổ đại, người Inca và các dân tộc khác ở Trung và Nam Mỹ, Đông Nam Á. Các công trình xây dựng thuộc loại hình hiện đại bắt đầu xuất hiện từ thế kỷ XVII-XVIII. ở Tây Ban Nha, Pháp, Anh, và sau đó là Hoa Kỳ. Ở Nga, cây cầu treo đầu tiên được xây dựng vào năm 1823 trong công viên Ekateringof ở St. Một trong những cây cầu treo trong nước nổi tiếng nhất hiện nay có thể kể đến là Krymsky ở Moscow, được xây dựng vào năm 1938

Ưu nhược điểm của cầu treo

Xem xét ưu và nhược điểm của các cấu trúc treo này, được trình bày trong bảngbên dưới.

Nhân phẩm	Flaws
Cần vật liệu tương đối ít để xây dựng nhịp chính dài	Không đủ độ cứng - cây cầu rất nguy hiểm khi vận hành, chẳng hạn như trong cơn bão
Trọng lượng chết nhẹ của cấu trúc	Để đảm bảo độ tin cậy của giá đỡ cột tháp, cần có nền tảng vốn
Những cây cầu của thiết kế này có thể được xây dựng trên cao so với mặt nước, rất hữu ích cho các hồ chứa có thể điều hướng được	Với tải trọng không đồng đều cao, tấm bạt của cầu treo có xu hướng bị uốn cong, điều này ngăn cản việc sử dụng nó làm đường sắt
Không yêu cầu hỗ trợ trung gian
Dưới tác động mạnh của các yếu tố hoặc tải trọng địa chấn, những cây cầu này có thể uốn cong mà không gây ra bất kỳ thiệt hại nào cho toàn bộ kết cấu

Đó là tất cả những gì chúng tôi muốn nói với bạn về những kỳ nghỉ, những chuyến lưu trú, những cây cầu. Mái treo và mái dây văng dễ xây dựng, có thể bao phủ các nhịp lớn, trông hài hòa và cung cấp phạm vi cho các giải pháp thiết kế. Tuy nhiên, chúng cũng có những hạn chế, ví dụ như áp đặt các hạn chế đối với việc xây dựng một số loại cầu.