Леса строительные трубчатые, цена
Простейшее, казалось бы, приспособление, но как только встает вопрос о выборе строительных лесов, можно запросто запутаться. Немудрено, потому что одни конструкции подходят для работы в одних условиях, а другие — только на определенной высоте и только в определенном пространстве. Понятие «трубчатые леса» вообще не встречается в профессиональной терминологии, что еще больше осложнит выбор. Тем не менее постараемся разобраться в том, какие из этих трубчатых конструкций пригодны для определенных работ и какие они бывают в принципе.
Содержание:
- Цены строительных лесов — покупка, или аренда
- Конструкции трубчатых лесов
- Как правильно подобрать леса
- Преимущества трубчатых лесов
Цены строительных лесов — покупка, или аренда
Любые строительные леса — это вспомогательная конструкция, которая предназначена для обеспечения возможности проведения работ на определенной высоте. Обычно такие конструкции покупают только строительные организации, да и то только те, которые постоянно имеют дело в высотными работами. Для частника же или организации, которая использует леса не так часто, выгоднее не покупать, а брать их в аренду. К примеру, леса строительные трубчатые цена на 2016 год указана в таблице за квадратный метр в зависимости от конструкции.
А вот для сравнения, цена тех же лесов с комплектацией и ценами при условии аренды на определенный период. Словом, есть над чем подумать небольшим строительным бригадам, которым невыгодно покупать громоздкую конструкцию. Но если леса необходимы на сроки более полугода, тогда, конечно, покупка конструкции явно выглядит выгоднее.
Конструкции трубчатых лесов
В основе трубчатых лесов любого типа лежит труба с определенной толщиной стенки. Это обеспечивает достаточную прочность при общей легкости конструкции, а также обеспечит стабильную безопасность при выполнении работ на любой высоте. Универсальные трубчатые конструкции просты в использовании и при монтаже, а также не занимают много места при транспортировке. Различают несколько видов трубчатых лесов:
- Хомутовые леса. Единственные из трубчатых конструкций, которые при монтаже требуют резьбовых соединений, поскольку хомут, фиксирующий элементы конструкции, стягивается при помощи резьбового крепежа.
- Штыревые леса. Обычно такие конструкции собирают из труб одинакового диаметра, для монтажа не используется резьба, сборка проходит быстро, а нагрузка, которую может выдерживать штыревая конструкция, очень высока.
- Клиновые леса. Отличаются от штыревых тем, что элементы конструкции фиксируются при помощи металлических клиньев. Это не самая распространенная конструкция, поскольку из-за сложности изготовления они несколько дороже штыревых, но монтаж проходит быстрее, а фиксация элементов надежнее.
- Рамные трубчатые леса. Такие конструкции собираются на основе пространственных рам, из труб-стоек. Трубы фиксируются между собой флажковыми фиксаторами.
- Леса трубчатые подвесные. Своего рода разновидность предыдущей конструкции. Разница в том, что такие леса монтируются без упора на грунт. Они фиксируются непосредственно к обрабатываемой строительной конструкции при помощи специальных кронштейнов.
- Струнные трубчатые леса. Самый экзотический вид, это разновидность рамных лесов с той разницей, что фиксируются они только в верхней части конструкции, позволяя при этом работать в очень сложных условиях и обрабатывать труднодоступные поверхности в арках, под мостами.
Как правильно подобрать леса
Знать одну только конструкцию для правильного подбора строительных лесов недостаточно, хотя с точки зрения финансовых вложений в строительство, именно трубчатые конструкции наиболее выгодны — они могут быть использованы сколько угодно раз, не теряя при этом надежности и функциях. Более того, покупая трубчатую конструкцию, можно довольно точно вычислить необходимую площадь, учитывая при этом, что леса не нужно будет разбирать и перемещать, перекрыв ими всю поверхность. Сделать это можно запросто, достаточно вычислить проектную площадь здания.
OLYMPUS DIGITAL CAMERA
В этом случае перед покупкой лесов нужно знать размер одной секции, поскольку если ошибиться хотя бы на метр, всю конструкцию придется переставлять, а это потеря времени и сил. К примеру, при высоте дома в 12 метров не обязательно заполнять секциями с подмостками всю высоту, следует учитывать, что рабочий может спокойно работать на высоте до двух метров от кромки крыши. При этом необходимо использовать фасадную сетку.
Преимущества трубчатых лесов
Легкость, прочность и простота монтажа. Именно по этим причинам многие профессиональные строители выбирают трубчатые пространственные конструкции. Кроме этого, можно назвать еще ряд преимуществ таких помощников строителя:
- Универсальность. Трубчатые конструкции могут применяться при проведении практически любых видов работ, на любых видах рельефа и позволяют обрабатывать поверхности любой геометрической формы.
- Хомутовые трубчатые конструкции, как наиболее надежные, выдерживают огромные нагрузки, обеспечивая при этом полную безопасность высотных работ.
- Простота в сборке. Монтаж трубчатых лесов проходит быстро и не требует особых навыков и вспомогательных инструментов.
- При использовании специальных марок стали трубчатые леса показывают высокий уровень антикоррозионной стойкости, длительный срок эксплуатации при достаточно невысоких ценах.
Правильно подобранная конструкция трубчатых лесов поможет завершить строительство или отделку быстрее и безопаснее.
Леса строительные рамные ЛРСП-200 в Тюмени
Предназначены для выполнения строительных, ремонтных и отделочных работ
Строительные рамные леса
Выполнение строительных, ремонтных и отделочных работ во многих случаях требует использования лесов, позволяющих работать на необходимой высоте. В нашей компании Вы можете выгодно приобрести современные строительные рамные леса ЛРСП-200, отличающиеся высокой надежностью и удобством эксплуатации.
Стоимость лесов ЛСПР-200
Элементы лесов ЛСПР- 200 |
Цена , руб за шт. |
Рама с лестницей |
820 |
Рама проходная |
750 |
Диагональная связь |
425 |
|
235 |
Опора простая |
65 |
Анкерное крепление |
115 |
Настил деревянный 1,0 х 1,0 |
290 |
Ригель |
640 |
- +7 (3452) 69-22-90 – Тюмень
- +7 (343) 300-92-20 – Екатеринбург
- +7 (351) 277-92-45 – Челябинск
- +7 (346) 277-95-70 – Сургут
- или воспользовавшись формой покупки на сайте.
Основные характеристики рамных строительных лесов ЛРСП-200:
- Максимальная высота лесов — 40 метров
- Шаг яруса — 2 метра
- Шаг рам вдоль стены — 3 м.
- Ширина яруса (прохода) между стойками рам — 0,95 м.
- Нормативная поверхностная нагрузка:
- при высоте менее 20 м — 200 кгс/м
- при высоте более 20 метров — 100 кгс/м
Преимущества рамной конструкции лесов
Для быстровозводимых лесов рамного типа характерно полное отсутствие резьбовых соединений. Это сокращает время монтажа конструкции и подготовки к началу строительных работ на фасаде. Леса рамного типа идеально подходят для работы на фасадах с небольшим количеством изгибов и эркеров. Для придания лесам необходимой конфигурации при работе на сложных фасадах устанавливаются дополнительные фермы и консоли.
Цена на рамные строительные леса тем дешевле, чем они легче. С их помощью можно полностью покрыть весь периметр фасада. Это позволяет выполнять все виды работ, от возведения несущих конструкций, до декоративной отделки стен.
На лесах, которые предлагает наша компания, можно проводить любые виды строительных работ на высоте до 40 метров. Это возможно, благодаря универсальной конструкции. С помощью трубчатых крепёжных соединений леса легко наращиваются по высоте и ширине. Рамным лесам присущи два главных качества, которые должны быть характерны для любой металлической конструкции, – прочность и долговечность.
Купить строительные рамные леса по выгодной цене!
В числе главных достоинств предлагаемых лесов:
- надежность и долговечность;
- легкость сборки и разборки;
- высокое качество изготовления;
- выгодная цена.
Предлагаемые леса выполнены из металла, их основными элементами являются:
- рама проходная, рама с лестницей;
- горизонтальные стяжки;
- диагональные стяжки;
- настил деревянный, настил металлический;
- элементы анкерного крепления;
- хомуты.
Первый ряд рам имеет опоры, под них при установке подкладываются деревянные подкладки. Рамы могут наращиваться до нужной высоты с шагом яруса 2 метра, максимальная высота лесов – 40 метров. Шаг лесов вдоль стены – 3 метра. При необходимости леса могут крепиться к стене с помощью анкеров.
Важнейшей особенностью представленных лесов является удобство эксплуатации. Они легко монтируются, для сборки не требуется никакого специализированного инструмента. Для подъема рабочих на нужный ярус используются рамы с лестницами. Надежность и устойчивость лесов обеспечивается установкой диагональных и горизонтальных стяжек. Ширина помоста составляет 95 см, этого вполне достаточно для комфортной работы. При высоте до 20 метров расчетная нагрузка составляет 200 кг/м, при высоте от 20 до 40 метров – 100 кг/м.
Мы гарантируем высокое качество предлагаемых лесов и самые короткие сроки поставки. Наша компания работает в ряде регионов страны, в том числе в Тюмени, Екатеринбурге, Челябинске и Сургуте. Работать с нами удобно и выгодно – Вы можете легко в этом убедиться, оформив заказ!
- +7 (3452) 69-22-90 – Тюмень
- +7 (343) 300-92-20 – Екатеринбург
- +7 (351) 277-92-45 – Челябинск
- +7 (346) 277-95-70 – Сургут
Антикоррозийная обработка строительных лесов
Абсолютно все современные строительные леса в обязательном порядке проходят обработку, после которой деструктивное воздействие окружающей среды сводится к минимуму. Завершающим этапом любой обработки является покрытие стальных подмостей антикоррозийными средствами. В этой статье мы вам расскажем о двух самых распространенных способах предотвращения появлении ржавчины на металлоконструкциях, используемых при проведении строительных работ на высоте от двух до ста метров!
Оцинковка подмостей: технология нанесения, преимущества, недостатки
Оцинкование металлических средств подмащивания вполне может восприниматься как гарантия долговечности и защищенности метизов от ржавчины. Для этого на стальную поверхность наносится слой цинка, образовывающий плотную пленку, которая предотвращает проникновение кислорода вглубь вертикальных стоек, горизонтальных связей и иных элементов лесов.
Производители строительных лесов используют самые разные способы нанесения цинка:
- гальванический способ;
- диффузионный способ;
- холодная оцинковка;
- горячая оцинковка.
Пожалуй, самым распространенным считается горячее цинкование, в ходе которого полностью обезжиренные и промытые несколько раз метизы помещаются в ванну с расплавленным цинком. При этом, температура должна достигать 460 °C. В итоге формируется карбонат цинка, характеризующийся прочностью и долговечностью, и имеющий серый матовый внешний вид. Согласно данным, представленным Американской ассоциацией гальванизаторов, горячая оцинковка способна ограждать метизы от ржавчины на протяжении 120 лет в загородной среде, около 70 лет – в тропической среде, и 65 лет – в промышленной!
Среди преимуществ данного способа защиты стали от коррозии можно выделить эффективность, надежность, долговечность, самовосстановление и повышенную ударопрочность.
Однако нельзя не упомянуть и недостатки, вроде неэстетичного (по сравнению с полимерной краской) внешнего вида или неравномерной толщины цинкового покрытия.Антикоррозийная порошковая полимерная краска для подмостей
В настоящее время наибольшей популярностью пользуется такой способ антикоррозийной защиты металлического строительного оборудования, как порошковая окраска. Так, стальные леса, покрытые порошковой полимерной краской, обладают вполне эстетичным внешним видом, а неподверженность ржавчине практически ничем не уступает оцинкованным моделям!
Впервые способ порошкового окрашивания был применен в середине прошлого века, и с тех пор его использование распространилось на многие сферы. Касательно вспомогательного приставного оборудования, большинство производителей имеют в распоряжении собственные камеры полимерного окрашивания, в которых краска наносится на разобранные элементы подмостей.
Сам процесс нанесения краски состоит из следующих этапов:
- для начала трубчатые строительные леса очищаются от грязи, краски и жира;
- далее они помещаются в камеру напыления, в которой электрически заряженные частицы краски наносятся на стальные элементы с противоположным зарядом;
- металлические изделия перемещаются в камеру полимеризации, в которых краска «запекается», т.е. нагревается, плавится, в результате чего образуется монолитный слой на поверхности стальных элементов.
Важно заметить, что современные камеры напыления оснащены оборудованием, улавливающим не осевшие на металл частицы краски, чтобы их можно было использовать в дальнейшем!
Преимущества порошковой полимерной краски:
- экологическая безвредность, отсутствие вредных органических соединений и вредного химического запаха;
- сниженная вероятность возгорания;
- отменные декоративные свойства;
- долговечность и эффективность;
- экономичность.
Недостатки у порошковой окраски металлоконструкций отсутствуют, в связи с чем ее популярность непрерывно возрастает, и постепенно заменяет оцинковку.
Узнать подробности об антикоррозийной обработке, а также купить оцинкованные или окрашенные строительные леса вы можете обратившись к нам одним из следующих способов:
Строительные леса / Продукция / Строительные леса в Кемерово
Самым востребованным оборудованием в сфере строительства являются строительные леса. Их можно купить в Кемерово практически для любых работ – от отделки и ремонта, до кладки и реставрации. А если цена «кусается», возможен прокат на любой срок.
Компания ООО «Строительные леса» предлагает купить малые и строительные облегченные трубчатые леса «Мега» в Кемерово оптом или в розницу по конкурентоспособной цене – обращайтесь по тел. 8 (3842) 446-393.
Купить строительные леса по доступным ценам
Наша компания осуществляет продажу и сдает напрокат в Кемерово только качественные разборные фасадные леса, которые изготовлены из высокопрочных металлических элементов. А из алюминиевых трубчатых деталей производятся, как правило, облегченные приспособления типа вышек на колесах небольшой высоты, которые предназначены в основном для дачи.
При покупке нужно учитывать назначение конструкций. Можно выбрать модульные приставные приспособления для монтажа вдоль фасадов со сложной конфигурацией, прочные изделия для кладочных работ с предельной нагрузкой до 500 кг/м2 или с узкими секциями для установки в стесненных местах.
А если нужны самые дешевые конструкции, но при этом универсальные в применении, оптимальным выбором будут складные строительные леса рамного типа. Также они отличаются легким весом, быстрой сборкой и продолжительной эксплуатацией.
В нашем ассортименте вы можете выбрать и купить оптом как малые сборные стоечные конструкции высотой 3, 4, 5, 6, 9 метров, так и оборудование типа «Мега», которое позволяет выполнять строительные работы на высоте до 40, 60 и 80 м. Стоимость всех видов изделий представлена в прайс-листе. На страницах лесов есть калькулятор расчета требуемых конструкций.
Строительные трубчатые леса – особенности применения
При установке фасадных строительных лесов следует придерживаться некоторых правил:
- Обязательно очистить площадку от мусора, качественно утрамбовать и выровнять, поскольку секции должны находиться на одном уровне.
- Под опоры нужно установить подкладку – для этого лучше использовать квадратный отрезок стального листа толщиной не менее 10 мм.
- Монтаж оборудования на высоту более 60 м требует точных предварительных расчетов основания и схем установки с учетом множества факторов.
Подробные инструкции по монтажу и демонтажу инвентарных фасадных конструкций всех типов вы найдете в соответствующих категориях на нашем сайте.
Объяснение системы трубчатых лесов
Система трубчатых лесов известна под разными названиями, включая стальные леса, леса с трубками и зажимами, леса с трубками и соединителями, а также леса с трубками и фитингами. Все эти термины относятся к типу системы строительных лесов, в которой используются трубы разных размеров, соединенные друг с другом с помощью зажимов или соединителей. Это обычная форма строительных лесов, которая не так распространена, как раньше.
Система трубчатых лесов
Введение
Трубчатые леса – это трудоемкая и трудоемкая система, но она обеспечивает неограниченную универсальность.Он позволяет подключать горизонтальные трубы к вертикальным трубам с любым интервалом, если нет ограничений из-за технических норм и правил. Зажимы под прямым углом соединяют горизонтальные трубы с вертикальными. Для крепления диагональных трубок используются поворотные зажимы.
Несмотря на то, что трубчатые леса не так популярны, как раньше, они часто используются на нефтеперерабатывающих заводах, нефтехимических предприятиях и электростанциях. Это очень гибкая система, которая может адаптироваться практически к любой сложной структуре.Это действительно требует времени и энергии, но предлагает именно ту платформу, которая требуется проекту.
Трубчатые стальные леса – отличный выбор для проектов, требующих больших нагрузок. Из-за конструкции этой подмости она способна выдерживать очень тяжелые веса. Его можно использовать как для внутренних, так и для внешних задач. Стальные трубы имеют малый вес, что упрощает их сборку и разборку.
Трубчатые леса по сборке похожи на строительные леса для каменщиков, также известные как леса Putlog.Есть несколько отличий, которые делают трубчатые леса лучшим выбором. Например, в трубчатых лесах используются стальные трубы, а не бревна системы путлоггера. Это означает, что стальные леса более устойчивы к возгоранию по сравнению с лесами каменщика.
Компоненты
Трубчатые леса очень просты, поскольку для их установки используются всего четыре основных компонента.
Трубы
Доступны стальные трубы разной длины и размера, чтобы обеспечить максимальную адаптируемость.
Стандартный соединитель
Он также известен как угловой соединитель и используется для соединения горизонтальных трубок с вертикальными.
Регулируемая муфта
Они также известны как поворотные муфты и используются для соединения диагональных трубок с каркасом.
База
Служит фундаментом, на котором возводится система трубчатых лесов.
Источник: www.buildersengineer.infoТрубчатые леса на продажу / в аренду
Стальные трубы для строительных лесов доступны в различных размерах, их можно купить или арендовать.Большинство магазинов, будь то физические или онлайн-магазины, требуют, чтобы их клиенты запрашивали цитату / оценку. В случае возникновения путаницы они также предоставляют полезную информацию о том, как выбрать наиболее подходящие стальные трубы для проекта.
Трубчатая арматура и трубы для строительных лесов
Введение и применение
Стальная трубчатая арматура для лесов и система труб DURA / Трубчатая арматура для строительных лесов и система труб – это наиболее широко используемые и чрезвычайно большие объемы строительных лесов в строительных, мостовых и водохозяйственных проектах.Удобная загрузка и разгрузка, гибкий монтаж, адаптируется к изменениям плоскости и высоты здания; большая несущая способность, большая высота возведения, прочные и долговечные, много оборотов; простая обработка, легкий уход, низкая амортизация и экономичность.
Стальные трубы для строительных лесов DURA / трубы для строительных лесов
Как правило, стальные трубы для строительных лесов DURA представляют собой сварные стальные трубы международного стандарта или бесшовные стальные трубы диаметром 48,3 мм и толщиной стенки 3.25 мм или сварные стальные трубы диаметром 60 мм и толщиной стенки 4 мм. В зависимости от положения и функции стальных труб в системе трубчатых лесов стальные трубы можно разделить на вертикальные опоры лесов, вертикальные горизонтальные стержни лесов, горизонтальные стержни лесов, шведские стенки, ножничные распорки, горизонтальные стойки, вертикальные горизонтальные подметальные стержни, и горизонтальные подметальные штанги.
Доступен в исполнении с горячим цинкованием или в оригинальном цвете для труб / труб из стали DURA для строительных лесов.
Какие виды трубных строительных лесов / соединителей лесов могут быть поставлены?
Являясь одним из крупнейших производителей соединителей для строительных лесов и зажимов для строительных лесов в Китае, наша фабрика DURA выпускает фитинги для строительных лесов и соответствует стандартам EN74 и BS1139 для соединительных лесов, с аксессуарами из высокопрочной стали T-Bolt с термообработкой класса 8,8 и шайбой британского стандарта. Все муфты и зажимы для строительных лесов, которые мы можем изготовить, следующие:
1. Соединители для кованых лесов с прямым падением, включая британские кованые соединительные муфты, ковочные соединительные муфты немецкого типа, ковочные муфты американского типа, кованые соединительные муфты итальянского типа и другие кованые муфты, такие как кованые соединительные муфты путлог. стяжка кованой балки, стяжка кованой подпорной доски)
2.Стальные прессованные зажимы для строительных лесов, включая прессованные соединители для лесов британского типа, зажимы для строительных лесов японского типа, прессованные хомуты корейского типа и прессованные соединители другого типа, такие как прессованные соединительные муфты из оцинкованной стали, зажимы для прессованных плит, прессованные зажимы для путлог, прессованные зажимы для ограждений и т.
3. Фурнитура для строительных лесов из чугуна Включая все виды чугунных соединителей для лесов, фиксированные соединительные элементы для строительных лесов, шарнирные соединительные элементы для строительных лесов, соединители для строительных лесов с внутренним шарниром
4. Фитинги для штанг лесов из Нидерландов / Голландии, включая соединители для прямоугольных штанг, шарнирные соединители для штанг и полумуфты для штанг Holland.
5. фиксированные двойные муфты бразильского типа и шарнирные муфты бразильского типа.
6. Могут быть поставлены все виды других приспособлений для лесов, такие как зажим для лестницы, зажим для носка, соединитель с приварной L-образной дорогой, полумуфта с клиновидной головкой.
Все виды муфт для строительных лесов
Что является стандартом для труб и муфт для строительных лесов DURA?
1.Все трубы и трубы для строительных лесов производятся DURA в соответствии с международными стандартами EN39 и BS1139
2. Вся фурнитура для строительных лесов DURA, особенно кованые соединительные элементы для лесов и прессованные зажимы для строительных лесов, проверена SGS на соответствие стандартам EN74 и BS1139.
Основная характеристика трубчатых строительных лесов и труб
span {background-color: transparent! Important} . fusion-content-box-1 .fusion-content-box-hover .link-area-box-hover .heading .icon> span {border-color: # 245596! important}]]>Кованые муфты и прессованные зажимы британского типа; Кованые тяжелые муфты американского типа; Муфты кованые немецкого типа; Кованые и штампованные муфты итальянского типа.; Прессованные зажимы японского типа .; Прессованные зажимы корейского типа .; Муфты типа Нидерландов .; Всегда найдется подходящий! Просто на заказ !!!
Стальные трубы и муфты Строительные леса обладают такими преимуществами, как большая грузоподъемность, удобство разборки и сборки, большая высота установки, частая оборачиваемость и низкая амортизационная стоимость. Поэтому он широко используется и является одним из наиболее часто используемых материалов для строительных лесов.
По сравнению с другими строительными лесами, строительные леса из стальных труб и муфт просты в изготовлении, гибки в сборке, просты в использовании и имеют более низкую цену.
Трубчатые строительные леса и трубопроводы.
Применения для строительства.Трубчатые строительные леса. Area C, Ludhiana, Bhavya Industries
Tubular Scaffolding Systems, स्कैफोल्डिंग, निर्माण in Industrial Area C, Ludhiana, Bhavya Industries | ID: 8750599688Описание продукта
Характеристики:- Высокая прочность на разрыв
- Отличные характеристики
- Без ржавчины
Заинтересовал этот товар? Получите последнюю цену у продавца
Связаться с продавцом
Изображение продукта
О компании
Год основания 2005
Юридический статус фирмы Партнерство Фирма
Характер бизнеса Производитель
Количество сотрудников До 10 человек
Годовой оборот2–5 крор
Участник IndiaMART с августа 2008 г.
GST03AAJFB9599G1Z2
Bhavya Industries была основана в 2005 году. Мы – Изготовитель, Торговец, Экспортер и Поставщик Систем Строительных Лесов. Эти продукты очень полезны для поддержки материалов и людей при реформировании и строительстве конструкций.Они проходят различные проверки качества в неблагоприятных условиях. Однако эти продукты доступны по экономичным ценам.Кроме того, эти предлагаемые продукты доступны с нами в различных размерах и технических требованиях, соответствующих различным требованиям клиентов.
Вернуться к началу 1
Есть потребность?
Получите лучшую цену
Есть потребность?
Получите лучшую цену
Дом Рамы строительных лесов Принадлежности для строительных лесов Трубка и зажим Доски строительных лесов Строительные леса для пекарей Вальцовые пекари Алюминиевые пекари Домкраты Строительные леса Perry / Опалубка Алюминиевые леса Post Shores E. I.F.S. Продукция Дом Рамы строительных лесов Принадлежности для строительных лесов Трубка и зажим Доски строительных лесов Строительные леса для пекарей Вальцовые пекари Алюминиевые пекари Домкраты Строительные леса Perry / Опалубка Алюминиевые леса Post Shores E. I.F.S. Продукция Нажмите ниже, чтобы увидеть |
|
Проектирование и изготовление трубчатых каркасов путем прямой записи в режиме электропрядения из расплава | Биоинтерфазы
Экспериментальные материалы
Поли (ε-капролактон) (PCL) с M W = 50 кДа был любезно предоставлен Perstorp, UK Ltd. (Соединенное Королевство) и используется в полученном виде. Превосходные реологические и вязкоупругие свойства в группе алифатических полимеров делают PCL предпочтительным полимером для применения при разработке каркасов на основе процессов экструзии из расплава. В сочетании с относительно недорогими производственными маршрутами и одобрением FDA, это обеспечивает многообещающую платформу для производства разлагаемых и биосовместимых имплантатов с длительным сроком службы, которыми можно манипулировать физически, химически и биологически, чтобы обладать настраиваемой кинетикой разложения, подходящей для конкретного анатомического участка, как подробно рассмотрено Вудраффа и Хутмахера [32].
Изготовление трубок
Электропрядение из расплава
Гранулы PCL загружали в пластиковый шприц с люэровским замком объемом 3 мл (B-Braun, Австралия). Шприц помещали в специальный стеклянный корпус с водяной рубашкой (Labglass, Австралия), через который циркулировала нагретая до 78 ° C вода с использованием резервуара для рециркуляции воды (Ratek, Австралия). Шприц нагревали в течение 1 ч для получения однородного расплава полимера. Игла для подкожных инъекций 21 G (Becton – Dickinson, Австралия) со сплющенным кончиком была прикреплена к шприцу, который использовался в качестве фильеры.Скорость подачи расплава полимера в шприц контролировали на уровне 50 мкл / ч с помощью программируемого шприцевого насоса (World Precision Instruments, США). На иглу подавали высокое напряжение (Emco High Voltage Corporation, США) 12 кВ, а расстояние между кончиком иглы и вращающимся коллектором составляло 40 мм.
Производство одиночного волокна
Для производства электропрядения из одинарного расплава волокна описанные выше параметры электропрядения привели к среднему диаметру волокна 60 мкм.Волокна собирали на плоском коллекторе, перемещающемся со скоростью 250 мм / мин, чтобы вытянуть их по прямой линии.
Обмотка трубки
Латунная трубка с внешним диаметром 6 мм, соединенная с шаговым двигателем для обеспечения вращения, использовалась в качестве заземленного коллектора, установленного на верхней части линейного суппорта (Velmex Inc. , США) для обеспечения поперечного перемещения в одном направлении. Пользовательские шаблоны трансляции были написаны в G-коде и контролировались с помощью программного обеспечения для управления движением Mach4 (Artsoft, США). Различные комбинации поперечного поступательного движения и скорости вращения трубы привели к изменению эффективного тангенциального вектора, состоящего из скорости намотки и угла намотки (т.е.е. угол между направлением волокна и осью вращения оправки). Таблица 1 показывает, что для достижения желаемого эффективного угла намотки можно использовать различные комбинации скорости вращения и поступательной скорости. Показаны два случая для достижения углов 30 °, 45 ° и 60 °. В случае 1 скорость поступательного перемещения остается постоянной, в то время как в случае 2 скорость вращения фиксируется для поддержания постоянной тангенциальной скорости. В каждом случае столик был запрограммирован на перемещение вперед и назад 700 раз для создания 700 пар волокон, так что имелась достаточная структура для последующих механических испытаний. Для каждого случая, показанного в таблице 1, было изготовлено пять образцов. Путем автоматизации процесса партии из пяти пробирок были намотаны на один и тот же коллектор с использованием постоянных параметров электропрядения. Перед механическими испытаниями каждый образец взвешивали с помощью весов AUW220D UniBloc (Shimadzu, Австралия).
Таблица 1 Параметры, используемые для изготовления труб из электропрядения из расплава с разными углами намоткиМеханические испытания
Были проведены механические испытания отдельных волокон на растяжение, а также труб на растяжение и сжатие.Тестер Instron 5848 Micro с тензодатчиком 5 Н (Instron, Норвуд, Массачусетс) использовался для приложения статических сил. Жесткая силовая рама была сконфигурирована вертикально, чтобы соответствовать каждому случаю испытаний, с установкой, состоящей из установленных зажимов или пластин для фиксации образцов между опорной балкой и подвижным приводом [33]. В каждом случае испытания трубок было приложено смещение, и сила реакции, измеренная тензодатчиком 5 Н, была записана с использованием программного обеспечения Instron WaveMaker Runtime 32 (Instron, Norwood, MA). Однослойные электроспряденные волокна из расплава помещались между зажимами для сжатого воздуха на расстоянии 10 мм и растягивались до 225% со скоростью 1% / с при комнатной температуре ( n = 10) [34].Испытания труб на сжатие и растяжение были выполнены для случаев 1a – 1c с применением 10% деформации со скоростью деформации 1% / с ( n = 5) [34]. Для испытания трубок на растяжение небольшие пластиковые цилиндры диаметром 6 мм (толщиной 2 мм) были приклеены к верхней части модифицированных поршней шприца для фиксации на пневматических зажимах в Instron Micro Tester. Каждый конец трубчатого образца был прикреплен с помощью эпоксидного клея к фиксирующему цилиндру, а затем установлен в Micro Tester с помощью зажимов сжатого воздуха. Для сжатия трубчатые образцы помещали между плоской пластиной и цилиндром диаметром 10 мм, установленным на подвижном исполнительном механизме, так, чтобы ось трубы находилась на одной линии с центральной осью движущегося исполнительного механизма.
Характеристика
Для наблюдения морфологии поверхности каркаса были покрыты напылением золотом (слой толщиной 10 нм) с использованием Leica Microsystems EM SCD005 (Германия) и исследования с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), проведенного с использованием FEI Quanta 200 Environmental SEM ( Нидерланды) при ускоряющем напряжении 10 кВ. Изображения были подготовлены и обработаны с использованием Corel DRAW X4 и PHOTO-PAINT X4 (Corel Corporation, Австралия) и Adobe Photoshop и Illustrator CS4 (Adobe Systems Incorporated, Австралия) с использованием функций автоматической настройки изображения.Для измерения диаметра волокна были сделаны пять изображений в случайно выбранных местах для каждого угла намотки. Изображения были импортированы в программу ImageJ 1.41 (NIH, США), и было выполнено десять измерений диаметра волокна для каждой ориентации волокна. Аналогичным образом на этих изображениях для измерения размера пор по краям четырех пересекающихся волокон был нарисован многоугольник, чтобы определить внешние границы пустоты (или поры), созданной волокнами [23]. Для измерения пористости средний участок 3 мм каждого трубчатого образца анализировали с помощью микрокомпьютерной томографии (μCT).Образцы сканировали на Scanco μCT40 (Scanco Medical AG, Швейцария) с разрешением 6 мкм, используя 55 кВ и 145 мкА с временем интеграции 500 мс. После сегментации был использован алгоритм морфометрического анализа кости для расчета пористости как отношения объема материала к общему отсканированному объему. Затем рассчитывали среднее значение измеренных значений, стандартную ошибку средних значений и различия между средними (с использованием одностороннего дисперсионного анализа с допущением о нормально распределенных данных) с использованием программного обеспечения PASW Statistics 18 (SPSS Inc., США). Оптические изображения трубок и условий эксперимента были получены с помощью цифровой однообъективной зеркальной (DSLR) камеры Canon EOS 450D с объективом Canon EF-S 17-85 мм USM (Canon.Inc, Австралия).
Конечно-элементное моделирование
Подготовка модели для моделирования механических испытаний
Геометрия трубы была подготовлена в ANSYS ® Mechanical APDL, Release 12. 1 (ANSYS Inc., США). Для моделирования процесса намотки были созданы попарно спиральные линии, представляющие одно поступательное движение назад и вперед вращающейся оправки, на которой были собраны электроспряденные волокна.Каждая пара волокон возникла в одном и том же месте, причем одна линия спирали направлена по часовой стрелке, а другая – против часовой стрелки. Для вычислительной эффективности десять пар волокон были равномерно распределены по окружности круглого основания диаметром 6 мм (при условии, что волокна равномерно распределены). Было создано множество геометрических форм, в которых угол намотки изменялся от 15 ° до 85 ° [35], однако в каждом случае общая высота трубки составляла 10 мм.
Предварительная обработка
Трехузловые квадратичные элементы BEAM188 с круглым поперечным сечением диаметром 60 мкм (результирующий диаметр изготовления одного волокна) использовались для создания сетки геометрии.Позволяя рассчитывать напряжение сдвига через элементы с помощью теории пучка Тимошенко, элемент BEAM188 является наиболее точным балочным элементом, предоставляемым ANSYS 12. 1, и соответствует геометрии волокна в этой модели [36]. Для точного представления круговой конструкции элементы использовались в их квадратной форме. После уточняющего анализа, дуга деления, охватываемая одним элементом, была определена как не более 3 °, чтобы можно было аппроксимировать круговую структуру с использованием прямых элементов [37].Винтовые линии были определены для двух случаев: независимые друг от друга (не связанные) для получения информации о влиянии угла намотки на стабильность геометрии с точки зрения отдельных волокон; и, в качестве альтернативы, контакт между элементами, где спиральные линии пересекаются друг с другом, был определен как связанный, чтобы представить сплавление между волокнами во время электроспиннинга из расплава.
Модель материала
Для разработки модели материала, представляющей волокна PCL, полученные методом электропрядения из расплава, была использована линейная область кривой зависимости напряжения от деформации усредненных данных испытаний на растяжение одного волокна. Модуль Юнга был приблизительно равен 0,35 ГПа с пределом текучести примерно 13 МПа при 4% деформации. Этот результат соответствует значениям, ранее опубликованным в литературе [38]. Дополнительные свойства материала, используемые для представления PCL, включали коэффициент Пуассона 0,47 [39] и плотность 1,145 (г / см³) [40]. ANSYS предоставляет различные нелинейные модели материалов, но только закон Воуса упрочнения описывает непрерывную аппроксимацию кривой напряжения-деформации в зависимости от четырех параметров материала, что приводит к более точным результатам, чем полилинейное приближение [41].С помощью алгоритма Марквардта – Левенберга четыре параметра материала, определяющие закон твердения Воуса, были определены как k = 2,39 × 10 6 , R 0 = 2,62 × 10 6 , R inf = 1,24 × 10 7 , b = 160. Тестовое моделирование, повторяющее испытание на растяжение одного волокна, представленное одним элементом Beam188 длиной 10 мм, закрепленным на одном конце и удлиненным с шагом от 0,1 до 25 мм, было выполнено. проводится для проверки применяемого материального права.Сравнение результатов механических испытаний и моделирования можно увидеть на рис. 1а.
Рис. 1a Сравнение механических испытаний отдельных волокон на PCL с законом упрочнения Voce. b Пример модели трубы, подвергшейся сжимающей нагрузке в ANSYS. c Смоделированная реакция на крутильную нагрузку при изменении угла намотки
Нагрузка
В каждом случае моделирования все узлы на z = 0 (нижняя часть трубы) были ограничены во всех степенях свободы (неподвижные опоры).Все узлы, расположенные на z = 10 мм, были нагружены с деформацией ± 1 мм параллельно оси симметрии для моделирования 10% одноосного растяжения и сжатия (рис. 1b). Для проверки модели каждый вариант геометрии был повернут на 45 ° вокруг центральной оси трубы (кручение) (рис. 1c).
Постобработка
Были добавлены силы реакции на конце каждого волокна ( z = 10 мм), что дало общую силу реакции в случаях растягивающего и сжимающего нагружения. Полная реакция кручения была рассчитана путем преобразования результирующих сил, направленных по осям x и y, в радиальные и тангенциальные силы, а затем их суммирования и деления на соответствующую длину дуги.
Оценка биосовместимости in vitro
Первичные человеческие остеобласты (hOB) и мезотелиальные клетки, а также мышиные остеобласты (mOB) были использованы в этом исследовании, чтобы продемонстрировать, что электропряденые волокна, составляющие трубки, не являются цитотоксичными и поддерживают колонизацию клеток.
Биомиметическое покрытие трубчатых каркасов PCL для исследований in vitro с остеобластами
Для усиления остеоиндукции пробирки PCL покрывали слоем фосфата кальция (CaP).Процесс нанесения покрытия состоял из трех этапов: активация поверхности щелочной обработкой [гидроксид натрия (NaOH)]; обработка моделированной жидкостью тела 10 × (SBF10 ×) для депонирования CaP; и последующая обработка NaOH. Препарат SBF10 × был адаптирован из Yang et al. [42]. На 1 л раствора реагенты растворяли в ddh30 в следующем порядке: 58,430 г NaCl, 0,373 г KCl, 3,675 г CaCl 2 · 2H 2 O и 1,016 г MgCl 2 · 6H 2 O. Следующий реагент (1.420 г Na 2 HPO 4 ) растворяли отдельно в 20 мл ddh30 и добавляли по каплям в основной раствор, поддерживая уровень pH 4 путем добавления 32% соляной кислоты (HCl) во избежание осаждения. катионов кальция и анионов фосфата. Пробирки сначала очищали погружением в 70% раствор этанола под вакуумом на 15 минут с целью удаления захваченных пузырьков воздуха, затем конструкции погружали в предварительно нагретый (37 ° C) NaOH 2 M и проводили 5-минутную вакуумную обработку. выполняется при комнатной температуре.На оставшейся части стадии активации каркасы помещали при 37 ° C на 30 мин для ускорения процесса травления. Затем пробирки промывали ddh3O до тех пор, пока уровень pH не упал примерно до 7. Тем временем к раствору SBF10x добавляли NaHCO 3 до тех пор, пока pH не достигал 6. Этот активированный раствор SBF фильтровали (фильтр 0,2 мкм) и проводили еще 5 мин вакуумную обработку при комнатной температуре, чтобы гарантировать, что раствор полностью проник в пробирки. После этого образцы помещали при 37 ° C еще на 30 мин.Раствор заменяли свежеактивированным и профильтрованным SBF и снова помещали при 37 ° C на 30 мин. Пробирки ополаскивали ddh3O, а затем погружали в предварительно нагретый 0,5 М NaOH на 30 мин при 37 ° C. Наконец, пробирки промывали ddh3O до тех пор, пока уровень pH не упал примерно до 7, а затем сушили в течение ночи в эксикаторе.
Культура первичных клеток остеобластов человека и посев на трубчатые каркасы PCL
hOB были выделены, как описано ранее [43]. Клетки поддерживали в культуре до пассажа 4 в минимально необходимой среде альфа (α-MEM) (Invitrogen, Австралия) с добавлением 10% FBS (Invitrogen, Австралия), 100 МЕ / мл пенициллина (Invitrogen, Австралия) и 0.Стрептомицин 1 мг / мл (Invitrogen, Австралия). Перед посевом клеток пробирки PCL стерилизовали погружением в 70% этанол на 30 минут с последующим 20-минутным УФ-облучением. Сухие каркасы переносили в 24-луночный планшет, и 1,6 × 10 5 hOB, суспендированных в 40 мкл культуральной среды, равномерно распределяли по каркасам. После выдержки увлажненного каркаса на 2 часа при 37 ° C, в течение которых происходило первоначальное прикрепление клеток к каркасу, осторожно добавляли 1 мл культуральной среды. Клетки выращивали в течение 4 недель в 5% CO 2 и при 37 ° C.Среду меняли каждые 3 дня. После 2 недель культивирования клетки культивировали в остеогенных условиях (т.е. в среде для культивирования клеток с добавлением 50 мкг / мл аскорбат-2-фосфата (Sigma-Aldrich, Австралия), 10 мМ β-глицерофосфата (Sigma-Aldrich, Австралия), и 0,1 мкМ дексаметазона (Sigma-Aldrich, Австралия)).
Культура первичных остеобластов мышей и посев на трубчатые каркасы PCL
MOB были получены в подарок от доктора Жан-Пьера Левеска (Институт медицинских исследований Mater, Брисбен, Австралия).Клетки поддерживали в культуре в α-MEM (Invitrogen, Австралия) с добавлением 10% FBS (Invitrogen, Австралия), 100 МЕ / мл пенициллина (Invitrogen, Австралия), 0,1 мг / мл стрептомицина (Invitrogen, Австралия) и 50 мкг / мл. мл аскорбат-2-фосфата (Sigma-Aldrich, Австралия). Перед посевом клеток пробирки PCL стерилизовали погружением в 70% этанол на 30 минут с последующим 20-минутным УФ-облучением. Сухие каркасы переносили в 24-луночный планшет и 3 × 10 5 mOB, суспендированных в 37,5 мкл культуральной среды, равномерно распределяли по каркасам.После выдержки увлажненного каркаса на 2 часа при 37 ° C, в течение которых происходило первоначальное прикрепление клеток к каркасу, осторожно добавляли 1 мл культуральной среды. Клетки выращивали в течение 4 недель в 5% CO 2 и при 37 ° C. Среду меняли каждые 3 дня. После 2 недель культивирования клетки культивировали в остеогенных условиях, то есть в среде для культивирования клеток с добавлением 50 мкг / мл аскорбат-2-фосфата (Sigma-Aldrich), 10 мМ β-глицерофосфата (Sigma-Aldrich) и 0.1 мкМ дексаметазона (Sigma-Aldrich).
Культивирование и посев мезотелиальных клеток человека на сетки PCL
Клетки Met-5A человека мезотелиальных клеток были получены из Американской коллекции типовых культур (АТСС) и поддерживались в рекомендуемых средах199 [44]. Вкратце, 2 × 10 5 клеток высевали поверх стерилизованных сеток PCL, выращивали до 28 дней и обрабатывали с использованием конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (CLSM), как описано ранее [45].
Анализ жизнеспособности клеток
После 28 дней 3D-культивирования жизнеспособность клеток оценивали с помощью окрашивания диацетатом флуоресцеина (FDA) (Invitrogen, Австралия) и пропидия иодидом (PI) (Invitrogen, Австралия).Образцы трижды промывали предварительно нагретым α-MEM, не содержащим фенолового красного (Invitrogen, Австралия). Затем образцы инкубировали в 2 мкг / мл FDA и 10 мкг / мл PI в среде без фенолового красного при 37 ° C в течение 15 мин и промывали, используя фосфатно-солевой буфер (PBS). После этого гидратированные образцы были немедленно отображены с помощью конфокального микроскопа (TCS SP5 II, Leica, Австралия) с иммерсионным масляным объективом 10/20 ×. Z-стопки толщиной 2 мкм были получены на общей высоте 400–600 мкм, и из них были созданы 3D-проекции с использованием программного обеспечения LAS AF (v.1.8.2 сборка 1465, Leica Microsystems, Австралия). Затем для подготовки трехмерных реконструкций использовалось программное обеспечение для обработки научных изображений Imaris (x64; v.7.3.0, Bitplane, Швейцария).
Окрашивание фаллоидином / DAPI клеток, растущих на каркасах PCL
Клетки фиксировали 4% параформальдегидом в течение 20 минут при комнатной температуре (RT) и повышали проницаемость, используя 0,2% Triton X-100 в PBS в течение 5 минут при RT. После этого образцы дважды промывали PBS и блокировали в течение 10 минут 2% бычьим сывороточным альбумином (BSA) (Sigma, Австралия) в PBS.Затем образцы инкубировали с 5 мкг / мл 4 ‘, 6-диамидино-2-фенилиндола (DAPI) (Invitrogen, Австралия) и 200 ед. / Мл фаллоидина, конъюгированного с родамином, в 2% BSA / PBS в течение 1 ч при комнатной температуре. После промывки PBS гидратированные образцы визуализировали с помощью лазерного сканирующего конфокального микроскопа (TCS SP5 II, Leica). Z-стеки и 3D-проекции были подготовлены, как описано выше.
СЭМ-анализ клеток, растущих на каркасах PCL
Образцы фиксировали 3% (об. / Об.) Глутаровым альдегидом в 0,1 М натрий-какодилатном буфере (pH 7.3) в течение ночи при 4 ° C. Фиксированные образцы промывали 0,1 М натрий-какодилатным буфером и дегидратировали с помощью постепенной серии этанола. Затем образцы инкубировали в гексаметилдисилазане (HMDS) (Prositech, Австралия) в течение 30 мин и сушили на воздухе. Образцы были закреплены и покрыты золотом (SC500, Bio-Rad, Австралия) перед визуализацией с использованием Quanta 200 SEM (FEI, Нидерланды).
Экспериментальное исследование несущей способности трубчатых строительных лесов из стали при равномерных нагрузках
Было разработано пять групп испытаний для анализа влияния типов узлов (крепежное соединение и шип-соединение) и режимов армирования верхних горизонтальных поперечных стержней ( слабая ферма и ферма жесткости) на несущую способность стальных трубчатых лесов при вертикальных равномерных нагрузках.Были проанализированы явления нагрузки, несущая способность, режим разрушения, смещение в ключевых положениях и характеристики развития деформации во время испытаний. Были сделаны следующие выводы: (1) крепежные леса, усиленные верхней фермой, показали самую высокую несущую способность и высокий коэффициент использования материала. (2) Крепежные леса, усиленные верхней слабой фермой, увеличивали несущую способность и вызывали согласованную деформацию верхних горизонтальных силовых стержней. (3) Смещение узлов врезных лесов было меньше, чем у крепежного соединения, тогда как их несущая способность была выше.(4) Вертикальные диагональные связи могут немного увеличить несущую способность врезных подмостей, но также могут ограничить деформацию вертикальных стержней и изменить режим разрушения.
1. Введение
В качестве временных опорных конструкций леса нашли широкое применение в инженерном строительстве. В настоящее время распространенные системы строительных лесов можно разделить на замковые, дверные, чашеобразные, подмости для доступа и стальные трубчатые леса встраиваемого типа, как показано на Рисунке 1.Временное применение строительных лесов привело к нескольким исследованиям их структурных характеристик и методов проектирования. Тем не менее, частые и недавние обрушения строительных лесов и аварии из-за неправильного управления площадкой и необоснованного проектирования привели к серьезным экономическим потерям и человеческим жертвам. Таким образом, исследования конструктивных характеристик и методов проектирования строительных лесов привлекают все большее внимание инженерных и академических кругов.
Строительные леса являются временными конструкциями, но их механические свойства более сложные, чем у постоянных стальных конструкций.Это объясняется многими факторами, такими как структурные дефекты, вызванные сложной работой соединения, гибкой и изменяемой установкой на месте, многократным использованием компонентов и сложным распределением повреждений. Чан и др. [1], Peng et al. [2–6], Weesner and Jones [7] и Yu et al. [8] провели теоретические и экспериментальные исследования устойчивости и метода проектирования лесов дверного типа. Пиенко и Блазик-Борова [9] определили пропускную способность ключевого соединения в каркасе вставного типа на основе численного анализа.В исследовании также рассматривались нелинейные материалы и взаимодействие между отдельными элементами соединения. Peng et al. [10] исследовали грузоподъемность и режимы разрушения строительных лесов вставного типа на основе экспериментальных испытаний, дополненных анализами. Zhang et al. [11–13] изучали строительные леса типа «куплок» с помощью вероятностного метода проектирования. Годли и Бил [14–16], Юэ и др. [17], Ао и Ли [18], а также Лю и др. [19, 20] провели систематические исследования по устойчивости и способу расчета конструкционных стальных труб и стяжных лесов.Чимелларо и Доманески [21] всесторонне выполнили моделирование методом конечных элементов с учетом дефектов на трех типах стальных лесов, обычно используемых в Италии, а затем предложили эмпирическую формулу для определения критической нагрузки, которая имеет определенное справочное значение для нашего исследования.
Согласно обзору литературы и инженерным исследованиям, разрушение стальных трубчатых лесов под действием равномерных нагрузок в основном происходит в верхних 1-2 слоях. Виды отказа относятся к изгибу вертикальных стержней или дефекту верхних горизонтальных стержней.Анализ инженерных аварий показал, что нестабильность узловых соединений является одной из основных причин обрушения строительных лесов. Настоящее исследование предлагает два типа стальных трубчатых лесов с усиленными крепежными элементами. Чтобы получить безопасную и стабильную конструктивную форму и систему строительных лесов, совместно с компанией Tianjin Xunan Jiahui Building Material Technology Co., Ltd. были разработаны новые стальные трубчатые леса – стальные трубчатые леса с пазами и шипами, основанные на концепции древних деревянных пазов. структура шиповидного сустава [22].Путем натурных экспериментов исследованы предельные несущие способности и режимы разрушения армированных скрепляющих стальных трубчатых лесов и стальных трубчатых лесов пазовидно-шиповидного типа при равномерных нагрузках. Выводы исследования обеспечивают техническую поддержку инженерных приложений и стандартных спецификаций трубчатых лесов.
2. Эксперименты
2.1. Конструкция образцов и свойства материала
В соответствии с обычными конструкциями строительных лесов, пять экспериментальных моделей были спроектированы с всесторонним учетом высоты строительных лесов, вертикального и горизонтального пространства между стержнями, шага стержней, высоты нижних стержней арматуры, режимов соединения узлов, настройки вертикальные диагональные связи и методы обработки верхних горизонтальных стальных стержней.Эти модели показаны в Таблице 1 и на Рисунках 2–4. 1–5 экспериментальных моделей: (1) стальные крепежные полнопроходные трубчатые леса; (2) крепежные стальные трубчатые полнопроходные леса, усиленные верхней фермой; (3) крепежные стальные трубчатые полнопроходные леса, усиленные верхней слабой фермой; (4) врезные стальные трубчатые полнопроходные леса без диагональных распорок; и (5) стальные трубчатые цельнометаллические леса с диагональными связями из стали.
|
В испытательных образцах стальные трубы были изготовлены из Q235 с номинальным пределом текучести (3 f 3) 235 МПа.Купоны на растяжение были вырезаны из того же основного металла, что и стальные трубы. В каждой группе было по три образца одинаковой толщины, и были собраны усредненные данные, как показано в таблице 2, где f y – предел текучести, f u – предел прочности при растяжении, δ – удлинение в процентах после разрушения, а E – модуль упругости. Результаты подтвердили, что прочность стального материала соответствует проектным требованиям.
|
2.2. Загрузочное устройство
На рис. 5 показано загрузочное устройство, которое в основном состоит из противодействующих рам, гидравлических домкратов, распределительных балок коробчатого типа, стальных балок и электрических масляных насосов. В экспериментах синхронно работали домкраты с параллельным нагружением и восемь гидравлических домкратов грузоподъемностью 50 тонн. Гидравлические домкраты были разделены на две группы и установлены в точках вертикальной проекции на двух распределительных балках коробчатого типа опорных рам. Стальные балки типа 20а были уложены равномерно на горизонтальных стержнях, которые выдерживали верхнее вертикальное напряжение в диапазоне нагрузок стальных трубчатых лесов.Распределительные балки коробчатого типа обладали достаточной жесткостью, и достаточное количество стали для балок было размещено в плотном расположении. Однородные линейные нагрузки были приложены к верхней части строительных лесов для имитации напряжения в реальных инженерных проектах.
2.3. Системы загрузки
Процесс загрузки был разделен на предварительную загрузку, формальную загрузку и разгрузку.
Предварительная загрузка была выполнена перед формальной загрузкой. Предварительная нагрузка включала два этапа: 3 кН / стержень и 6 кН / стержень, чтобы гарантировать, что эксперимент прошел гладко.Формальная нагрузка рассчитывалась исходя из нагрузок на всю раму. На ранней стадии 300 кН прикладывалось при каждом приращении нагрузки и выдерживалось в течение 3 мин. Когда рама проявляла явную деформацию, прикладывали 150 кН при каждом приращении нагрузки и выдерживали в течение 5 мин. Приближаясь к предельной несущей способности рамы, прикладывалось 75 кН при каждом приращении нагрузки и выдерживалось не менее 5 мин. Последующие этапы нагружения продолжались до развития деформации и смещения. Нагрузка завершалась разрушением рамы, после чего нагрузка выдерживалась 10–15 мин.После полнокадровой деформации данные и изображение были восстановлены и выгрузка выполнялась в два этапа. Система нагружения показана в Таблице 3.
|
2.4. Расположение точек измерения
2.4.1. Расположение датчиков смещения
Шесть датчиков смещения были размещены на модели для проверки смещения вне плоскости в верхнем, среднем и нижнем положениях стержней A-3 и C-6. Датчики на стержне A-3 измеряли смещение с севера на юг, а датчики на стержне C-6 измеряли смещение с востока на запад. На рисунках 6 и 7 показано расположение точек измерения.
2.4.2. Схема тензодатчиков
Нагрузки на крепежные стальные трубчатые полнопроходные леса передавались на землю через вертикальные стержни.Верхняя горизонтальная балка была элементом, который непосредственно выдерживает нагрузку на строительные леса. Несущая способность вертикальных стержней и местное продольное изгибание горизонтальных стержней могут существенно повлиять на несущую способность всего леса. Таким образом, четыре тензодатчика были размещены симметрично на каждом уровне трех стержней A-3 и C-6. Один тензодатчик был размещен в середине каждого пролета в нижней части горизонтальных стержней оси A и оси C. Таким образом, на каждую модель было установлено по 34 тензодатчика.На рисунках 8 и 9 показано расположение тензодатчиков на вертикальных стержнях. На рисунках 10–13 показано расположение тензодатчиков на горизонтальных стержнях.
3. Экспериментальное явление
3.1. Крепежные стальные трубчатые леса полного зала
Крепежные элементы издают легкий звук проскальзывания при увеличении нагрузки с 450 до 600 кН. Верхние горизонтальные штанги слегка прогибались вниз при увеличении нагрузки до 750 кН. Громкий звук проскальзывания застежки был слышен при нагрузке 705 кН.Нагрузку увеличили до 875 кН, но сразу же снизили до 840 кН из-за выхода из строя одного крепежного элемента. Затем нагрузка была постепенно увеличена до 880 кН, когда отказали западная диагональная распорка и поворотная муфта, соединяющая вертикальные стержни. Нагрузка была снижена до 700 кН, и процесс был прекращен. Деформация продольного изгиба вертикальных стержней этого образца при разрушении была небольшой. На горизонтальных стержнях вверху возникло заметное отклонение большой волны с максимальной деформацией 50 мм. Сломались несколько верхних застежек.Максимальное проскальзывание верхних застежек составило 43,5 мм, что наблюдалось у верха C2. Неисправные ситуации показаны на рисунке 14.
3.2. Крепление стальных трубчатых лесов полного зала, усиленных верхней фермой
Крепежные детали издавали легкий звук проскальзывания при увеличении нагрузки с 1200 кН до 1350 кН, и наблюдался небольшой изгиб вертикальных стержней. При последующем нагружении до 1500 кН был слышен громкий звук проскальзывания крепежа, наблюдался прогиб вертикальных стержней.Нагрузка была увеличена до 1575 кН, а общая деформация изгиба продолжала расти. Небольшое снижение нагрузки произошло, когда нагрузка поддерживалась на уровне 1575 кН за счет добавления нагрузки. В этом процессе на всех вертикальных стержнях возникла явная большая волновая деформация потери устойчивости (рисунок 15 (а)). Нагрузка была снижена до 1270 кН из-за поломки одного крепежа, что привело к прекращению процесса. У строительных лесов обычно возникало нарушение устойчивости. Горизонтальные стержни верхней фермы проявили явный прогиб при изгибе (рис. 15 (б)), и застежка сломалась (рис. 15 (с)).Максимальное проскальзывание верхней застежки составило 25 мм, что наблюдалось у верхней части B5.
3.3. Крепление стальных трубчатых лесов полного зала, усиленных верхней слабой фермой
Крепежные детали издают звук проскальзывания при увеличении нагрузки с 900 кН до 1050 кН, но вертикальные стержни не деформируются. Звук проскальзывания стал громче, когда нагрузка была увеличена до 1200 кН, и наблюдался изгиб верхних горизонтальных стержней. Звук деформации становился громче при увеличении нагрузки до 1350 кН, тогда как у некоторых вертикальных стержней возникала деформация изгиба.При последующем нагружении до 1425 кН изгибная деформация верхних горизонтальных стержней увеличилась, и деформация продольного изгиба вертикальных стержней стала очевидной. Нагрузка была уменьшена при сохранении 1425 кН, добавлена при уменьшении и, наконец, стабилизирована. Процесс загрузки закончился. Общая деформация и деформация продольного изгиба верхних горизонтальных стержней показаны на Рисунке 16. Максимальное проскальзывание верхних креплений составляло 19 мм, что наблюдалось в верхней части F4.
3.4. Стальные врезные и шипованные трубчатые полнопроходные леса без диагональных связей
Верхние горизонтальные стержни слегка изогнуты, но вертикальные стержни не деформируются при увеличении нагрузки с 750 кН до 900 кН.Горизонтальные стержни наверху соскользнули вниз при последующей нагрузке до 975 кН. При увеличении нагрузки до 1050 кН слышны непрерывные звуки проскальзывания, при этом проскальзывание верхних горизонтальных стержней постоянно увеличивается. При увеличении нагрузки до 1125 кН деформация изгиба вертикальных стержней также увеличивалась. Нагрузка была уменьшена при сохранении ее на уровне 1125 кН, который был немедленно скомпенсирован для стабилизации и завершения процесса нагружения. В этой модели вертикальные стержни развивали вогнутую деформацию к западу, в то время как верхние горизонтальные стержни значительно соскальзывали вниз и демонстрировали локальный изгиб.Некоторые суставы были разъединены, а другие показали разрушение при сжатии. Ситуации отказа показаны на рисунке 17. Максимальное проскальзывание шипа верхнего пазово-шипового соединения составляло 15 мм.
3.5. Стальные врезные и шипованные трубчатые полнопроходные леса с диагональными распорками
При увеличении нагрузки с 750 кН до 900 кН верхние горизонтальные стержни слегка погнулись. При последующем нагружении до 1125 кН слышен громкий звук проскальзывания. При увеличении нагрузки до 1140 кН деформация изгиба верхних горизонтальных стержней увеличивалась, а вертикальные стержни слегка изгибались.Деформация проскальзывания и изгиба верхних горизонтальных стержней усилилась при нагрузке 1170 кН. Нагрузка была уменьшена, когда она поддерживалась на уровне 1200 кН, немедленно компенсировалась для стабилизации. Наконец процесс загрузки закончился. В этой модели вертикальные стержни развивали небольшую деформацию качки, в то время как верхние горизонтальные стержни значительно соскальзывали вниз. Соединения показали местный изгиб, разрушение при сжатии и несколько разрывов. Ситуации отказа показаны на Рисунке 18. Максимальное проскальзывание шипа на верхнем пазово-шиповом соединении составляло 25 мм.
3.6. Несущая способность и режим отказа
Пределы несущей способности и виды отказов пяти моделей лесов приведены в таблице 4. Несущая способность одного вертикального стержня в модели 2 составляла 43,75 кН, что на 87,5% выше, чем в модели 1, Это указывает на то, что использование небольшого усиления фермы наверху может значительно увеличить коэффициент использования материала лесов. Несущая способность одиночной вертикальной штанги в модели 3 составляла 39,6 кН, что на 69,9% выше, чем в модели 1, что указывает на то, что это улучшение может аналогичным образом повысить коэффициент использования материала.Несущая способность одиночной вертикальной штанги в модели 3 была на 9,4% ниже, чем в модели 2, что свидетельствует о небольшом снижении. Предельная несущая способность модели 5 была на 6,7% выше, чем у модели 4, что указывает на то, что вертикальные диагональные связи незначительно влияли на предельную несущую способность врезных подмостей. Однако диагональные связи могут ограничить деформацию вертикальных стержней, и режим отказа изменился с общего разрушения до местного коробления верхних горизонтальных стержней.
|
4.Анализ данных точек измерения
4.1. Анализ данных «нагрузка-смещение»
Смещения вне плоскости с юга на север в верхнем, среднем и нижнем положениях стержней A-3 были собраны D1, D2 и D3. Смещения вне плоскости с востока на запад в верхнем, среднем и нижнем положениях стержней C-6 были собраны D4, D5 и D6. Кривые нагрузка-перемещение пяти экспериментальных моделей показаны на рисунках 18–22. В целом вертикальные стержни в среднем положении разных экспериментальных моделей показали большее смещение вне плоскости по сравнению с таковыми в верхнем и нижнем положениях.Рис. 19 ясно показывает, что общее смещение вертикальных стержней из плоскости в Модели 1 было небольшим и не имело общей нестабильности. На рисунке 20 показано, что смещение вне плоскости в Модели 2 может достигать максимум 30 мм, что указывает на серьезную общую нестабильность. Рисунок 21 показывает, что смещение вне плоскости на разных высотах в Модели 3 могло быть хорошо скоординировано и было меньше, чем в Модели 2, что соответствует экспериментальным результатам локального продольного изгиба вертикальных стержней и слабой общей неустойчивости.На рисунке 22 смещение вертикальных стержней модели 4 вне плоскости может достигать 30 мм. Максимальное смещение в середине вертикального стержня указывает на серьезную общую нестабильность. На рисунке 23 показано, что результаты смещения модели 5 были аналогичны результатам смещения модели 3. Смещение вертикальных стержней на разных высотах происходило равномерно, а диагональные связи могли эффективно уменьшить общую нестабильность.
4.2. Сравнительный анализ данных о деформации
Кривые нагрузки-деформации в положениях с максимальной деформацией одного и того же вертикального стержня в моделях 1, 2 и 3 сравниваются на рисунке 24. Три модели показали аналогичные тенденции деформации вертикальных стержней во время процесс загрузки. Внутренние точки измерения вертикальных стержней были в основном сжаты, а периферийные вертикальные стержни могли быть локально растянуты. Различия в деформации между верхним, средним и нижним положениями вертикального стержня были небольшими, и нагрузки устойчиво передавались по одному вертикальному стержню.Напряжение в точках измерения внезапно увеличилось на поздней стадии нагружения, после чего произошло разрушение вертикального стержня при изгибе. При отказе модели деформация в различных положениях вертикального стержня в моделях 2 и 3 была примерно в 1,5 раза выше, чем в модели 1. Деформация в моделях 1 и 2 была аналогичной.
Сравнение деформации горизонтальных стержней в моделях 1 и 2 показано на рисунке 25. Отказ этих двух моделей показал сходные тенденции деформации в разных положениях.Несущая способность и деформационная способность Модели 2 значительно увеличились. Общая нестабильность была основным видом разрушения в Модели 2. Деформации вертикальных и горизонтальных стержней были более скоординированы, а несущая способность вертикальных стержней была более тщательно разработана. Крепежные стальные трубчатые леса для всего зала, усиленные верхней фермой, оказались более экономичными и безопасными.
Кривые нагрузка-деформация на горизонтальных стержнях по оси A и C в моделях 1, 2 и 3 сравниваются на рисунке 26.Горизонтальные стержни всех трех моделей развивали больший боковой пролет, чем деформацию середины пролета, и деформация бокового пролета наступила раньше, чем деформация середины. В моделях 1 и 2 деформация горизонтальных стержней оси C была значительно больше, чем деформация горизонтальных стержней оси A. Деформация горизонтальных балок по оси А и С в Модели 3 была аналогичной, что указывает на то, что деформация верхних осевых горизонтальных стержней в крепежных стальных трубчатых полнопроходных лесах, усиленных верхней слабой фермой, была более скоординированной.
Очевидно, что улучшенные стальные трубчатые леса с крепежными элементами, усиленные верхней слабой фермой, в некоторой степени увеличили коэффициент использования материала. Однако его улучшение несущей способности верхних горизонтальных стержней меньше, чем у крепежных стальных трубчатых лесов, усиленных верхней фермой. Таким образом, прогиб верхних горизонтальных стержней был основным видом разрушения, и структурная целостность была ниже, чем у крепежных стальных трубчатых лесов, усиленных верхней фермой.
Кривые нагрузка-деформация в точках измерения с максимальной деформацией в моделях 1 и 4 сравниваются на рисунке 27.Стальные трубчатые полнопроходные леса из врезных и шипованных труб без диагональных связей показали аналогичные кривые нагрузки-деформации, но более высокую несущую способность по сравнению с таковыми у стальных трубчатых полнопроходных лесов с крепежными элементами. Таким образом, при одинаковых нагрузках врезные подмости показали меньшую деформацию и большую устойчивость.
Кривые нагрузки-деформации в точках измерения с максимальной деформацией вертикальных стержней в моделях 4 и 5 сравниваются на Рисунке 28. На двух лесах показаны аналогичные кривые нагрузки-деформации.Напряжение в верхнем, среднем и нижнем положениях вертикальных стержней было одинаковым, и нагрузки передавались стабильно по одиночным вертикальным стержням. На поздней стадии нагружения напряжение в точках измерения внезапно увеличилось, за чем последовало разрушение вертикальных стержней при изгибе. Несущая способность и деформация были аналогичными между двумя лесами, что указывает на то, что вертикальные диагональные связи могут ограничивать вертикальные стержни, чтобы изменить общее разрушение на местный изгиб верхних горизонтальных стержней. Однако диагональные связи не смогли увеличить несущую способность.
4.3. Обсуждение и предложения
Как известно, леса нашли широкое применение в инженерном строительстве. Однако из-за неадекватной конструкции и неизвестных перегрузок на площадке происходит структурное разрушение строительных лесов, что приводит к многочисленным травмам рабочих и потере имущества. В ответ на описанную выше ситуацию в ходе экспериментов были предложены два типа стальных трубчатых подмостей с усиленным верхним креплением и стальные трубчатые подмости с врезной шипом. По сравнению с традиционными лесами их несущая способность была значительно улучшена, что позволило создать новые альтернативные строительные леса, отвечающие требованиям безопасности.Когда возможности традиционных строительных лесов были недостаточны для проектирования, было предложено принять программу с усилением верхней небольшой фермы в строительных лесах, что дало значительный эффект. Кроме того, выводы исследования могут обеспечить техническую поддержку инженерных приложений и стандартных спецификаций трубчатых лесов.
5. Выводы
(1) Несущая способность одинарных вертикальных стержней в крепежных стальных трубчатых подмостях, усиленных верхней фермой, составляет 43.75 кН, что на 87,5% выше, чем у традиционных стальных трубчатых строительных лесов. Усиление верхней небольшой фермы может значительно увеличить коэффициент использования материала лесов. Максимальное смещение вне плоскости достигает 30 мм, что указывает на серьезную общую деформацию. (2) Несущая способность лесов, усиленных верхней слабой фермой, была на 9,4% ниже, чем у лесов, усиленных верхней фермой. По сравнению с лесами, усиленными верхней фермой, леса, усиленные верхней слабой фермой, демонстрируют более низкую структурную целостность, более скоординированную деформацию верхних горизонтальных стержней и более слабую общую нестабильность.Прогиб верхних горизонтальных стержней является основным видом разрушения. (3) Нагрузки на врезные леса устойчиво передаются по одиночным вертикальным стержням. Предельная несущая способность модели 5 на 6,7% выше, чем у модели 4, что указывает на то, что вертикальные диагональные связи незначительно влияют на предельную несущую способность. Однако вертикальные диагональные связи могут ограничивать деформацию вертикальных стержней, изменяя режим разрушения врезных лесов с общего разрушения до местного коробления верхних горизонтальных стержней.(4) Максимальное проскальзывание врезных лесов ниже, чем у крепежных лесов, а их несущая способность выше. При одинаковой нагрузке стальные трубчатые полнопроходные леса с врезным шипом демонстрируют меньшую деформацию и большую устойчивость. Однако усиление верхних слоев могло бы компенсировать недостатки крепежных лесов.
Доступность данных
Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, доступны по запросу у первого автора и автора-корреспондента.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Pipe Dreams: 15 полностью трубчатых строительных лесов
Садовая хижина из модульных лесов и ящиков
Строительные леса в форме хижины создают основу для пышного сада с «Eathouse» от Atelier Gras, установленного в Аппельтерне, Нидерланды. Пластиковые ящики для продуктов, сетка и уплотненный грунт набиты на полки конструкции в виде модульной системы, что доказывает, что приусадебные участки могут быть доступны любому, у кого есть немного места во дворе, даже если у вас нет денег на модное оборудование. .
Освещенные леса на памятнике Вашингтону
После того, как землетрясение в Вирджинии в 2011 году повредило его структуру и фасад, памятник Вашингтону получил временный слой строительных лесов, который скрыл его форму на 32-месячный период. Возможно, днем он выглядел не слишком красиво, но подрядчики добавили полупрозрачную сетку и светодиодную подсветку, чтобы он светился после наступления темноты на таком красивом дисплее, что многие зрители надеялись, что оно будет постоянным.
Определение внутренних помещений
Функциональность широкого открытого пространства в структуре «Рессо» может быть изменена по желанию, просто отрегулировав строительные леса, определяющие план этажа внутри помещения.Созданная для Solar Decathlon Europe 2014 года, экологически чистая структура лишена традиционных внутренних стен, вместо этого используются система труб, стеклянные двери и шторы, чтобы закрыть определенные области. Строительные леса обеспечивают приподнятый периметр для хранения вещей и мест для встреч, включая кровати и гамаки.
Скульптуры строительных лесов от Бена Лонга
Художник Бен Лонг, наиболее известный своими рисунками пыли на задних дверях грузовиков, расширяет тему сурового городского искусства серией скульптур из строительных лесов.Вдохновленный его опытом работы на стройплощадках в подростковом возрасте, серия состоит из абстрактных форм животных, возвращающих дикую природу в урбанизированный контекст, где они давно были потеряны.