notizie sull'azienda Cosa causa la deformazione dei tetti spaziali in acciaio?

Il problema: la deformazione si manifesta come geometria, non solo come cedimento

La deformazione in una struttura spaziale in acciaio di grande luce raramente si presenta come un singolo cedimento drammatico. Più spesso si manifesta come una linea del tetto che non è più dritta: un cedimento locale, una deflessione generale, un giunto che si è spostato o un bordo che non corrisponde più al suo supporto. Poiché una struttura spaziale funziona come una rete tridimensionale connessa, un cambiamento in un'area viene spesso letto in un'altra, quindi la diagnosi deve considerare l'intera geometria piuttosto che un singolo elemento.

Non tutti i movimenti indicano un difetto. L'acciaio si deflette sotto carico per progetto, e ci si aspetta un certo movimento. La preoccupazione riguarda la deformazione che supera l'assunzione di progetto, continua a crescere nel tempo o lascia il tetto visibilmente fuori allineamento.

Aiuta anche a separare due tipi di movimento. La deflessione elastica è la flessione temporanea sotto carico che ritorna quando il carico viene rimosso; è attesa ed è considerata nel progetto. La deformazione permanente è il movimento che rimane — elementi che non ritornano più in posizione, giunti che si sono spostati o una linea del tetto che si è spostata nel tempo. La deformazione permanente è il segnale che qualcosa nel progetto, nella fabbricazione o nella costruzione è andato oltre il suo intervallo previsto e merita un'indagine.

Cause della deformazione

In pratica, la deformazione risale a un piccolo insieme di cause. Alcune agiscono lentamente, nel corso di mesi o anni; altre compaiono durante la posa in opera stessa. Ordinare per quando il movimento è stato notato per la prima volta spesso punta direttamente alla causa, motivo per cui una chiara cronologia è uno degli strumenti diagnostici più utili in cantiere.

Carico di progetto eccessivo

Se il carico applicato supera quello per cui la struttura è stata progettata — coperture più pesanti, attrezzature sospese aggiunte o neve che si accumula più del previsto — gli elementi e i nodi lavorano oltre il loro intervallo previsto. La deformazione riflette quindi un divario tra l'assunzione di progetto e il carico di servizio reale.

Altezza di supporto errata

Se i supporti non si trovano alle altezze previste dal progetto, la struttura viene forzata in una forma per cui non è mai stata analizzata. Anche un piccolo errore su un pilastro o un appoggio a muro può far uscire un grande tetto dal livello, poiché l'effetto si diffonde attraverso l'intera rete.

Errore di installazione del nodo

I nodi delle strutture spaziali devono essere posizionati con precisione. Un nodo posizionato nella posizione sbagliata, o assemblato con fori per bulloni disallineati, introduce forze che gli elementi non sono stati progettati per sopportare e può distorcere la geometria circostante.

Tolleranza di lunghezza degli elementi

Gli elementi sono fabbricati con una tolleranza, non con una lunghezza perfetta. Se le tolleranze si accumulano in una direzione, la struttura può essere assemblata sotto sforzo, e tale sforzo si manifesta come deformazione una volta rilasciati i supporti temporanei o caricato il tetto.

Assestamento irregolare delle fondazioni

Se le fondazioni si assestano in modo diverso, i supporti si muovono l'uno rispetto all'altro e la struttura viene piegata dal basso. Questo è un problema delle fondazioni espresso nella struttura, quindi deve essere controllato sia alla base che al tetto.

Sequenza di costruzione impropria

Assemblare nell'ordine sbagliato, o rimuovere i supporti temporanei troppo presto, può bloccare una forma distorta nella struttura. Una struttura spaziale dovrebbe essere costruita e rilasciata nella sequenza specificata dal progetto.

Carico temporaneo durante l'installazione

Attrezzature, materiali accatastati o lavoratori concentrati durante la posa in opera sono carichi temporanei che il progetto potrebbe non coprire. Se agiscono su una struttura incompleta, possono lasciare deformazioni permanenti.

Ispezione: abbina il sintomo alla causa

La tabella seguente collega ciò che si vede in cantiere alla causa probabile e al controllo che dovrebbe seguire.

Prevenzione

La maggior parte delle deformazioni è prevenibile prima che si manifesti. Controllare le altezze dei supporti con un rilievo prima dell'inizio dell'assemblaggio; far rispettare le tolleranze di fabbricazione e confermare la numerazione dei nodi; seguire la sequenza di costruzione e il piano di supporto temporaneo del progetto; mantenere i carichi di installazione entro i limiti concordati; e confermare il comportamento delle fondazioni precocemente, quando le correzioni sono ancora semplici. La buona pratica è trattare la geometria come una quantità controllata fin dall'inizio: impostare i supporti su un riferimento rilevato, tenere un registro dell'accettazione dei nodi e degli elementi e documentare che la sequenza concordata è stata seguita.

Pianificare anche l'ispezione dopo il completamento, non solo durante la costruzione. Un breve set di punti misurati registrati alla consegna diventa la base per tutti i confronti futuri, quindi una domanda vaga — il tetto si è mosso? — diventa misurabile.

Una volta completata la struttura, registrare un rilievo geometrico di base in modo che qualsiasi movimento futuro possa essere confrontato con un riferimento noto. Una struttura spaziale costruita secondo tolleranza, caricata come progettato e supportata correttamente si comporta in modo prevedibile. Quando la deformazione appare, è solitamente un segnale che uno di questi controlli è andato fuori rotta — e la tabella sintomo-causa sopra è il modo più veloce per trovarlo.