Menentukan sifat-sifat anggota struktur bersejarah

8

Dari waktu ke waktu saya ditugaskan untuk menambah atau mengubah bangunan atau struktur lama. Saya perlu membangun struktur "seperti yang dibangun" dan dari analisis itu lihat bagaimana struktur yang diubah / baru sesuai dengan komponen struktural yang ada.

Tantangannya terletak pada asumsi yang harus dibuat. Selama bertahun-tahun banyak hal berubah, demikian juga sifat material dan ukuran anggota standar. Sebagai contoh, saya telah menemukan jembatan yang dibom yang harus direhabilitasi di Angola. Jembatan itu dibangun oleh pemerintah Portugis beberapa waktu sebelum perang Angola. Jembatan itu dibangun dari balok baja I besar sebagai pembawa utama. Kami tidak dapat menetapkan jenis baja yang digunakan untuk balok-I, dan sifat-sifat bagian yang kami bangun dengan mengukur balok dengan pita pengukur.

Bagaimana para insinyur menentukan sifat material anggota struktur lama atau bersejarah? Saya tidak mengetahui adanya dokumen atau pangkalan data yang menangkap semua produsen baja (atau batang baja) dunia dengan daftar produk dan sifat materialnya dari waktu ke waktu, atau standar desain apa yang secara historis dapat diterapkan pada berbagai waktu di berbagai wilayah di dunia.

NamSandStorm
sumber

Jawaban:

7

Saya tidak pernah menjumpai sumber daya yang menyusun basis data global tentang data struktural yang bersejarah. Tetapi masing-masing negara memiliki sumber daya.

Dalam pekerjaan terbatas yang telah saya lakukan dengan struktur bersejarah (di Inggris) saya telah menggunakan sumber daya ini:

The Historical struktural Besi buku pegangan berisi materi dan bagian properti untuk Inggris dan besi cor Eropa, besi tempa dan bagian baja sejak pertengahan abad ke-19. Ini juga termasuk referensi untuk kode bangunan bersejarah serta memuat dan informasi desain lainnya.

dan

TR70 Pendekatan historis pada desain bangunan dan struktur beton yang berisi tulangan bersejarah dan sifat campuran beton serta panduan desain historis.

Namun, penelitian tambahan biasanya diperlukan. Perpustakaan nasional sering membawa salinan bersejarah dari peraturan bangunan dan panduan desain lainnya. Lembaga seperti Institution of Structural Engineers dan Institution of Civil engineer di Inggris sering memiliki informasi konstruksi sejarah.

Saya akan membayangkan bahwa di luar Eropa Barat dan Amerika Utara menemukan panduan serupa akan sangat menantang atau tidak mungkin.

Makalah ini mungkin membantu untuk memulai melakukan penelitian sejarah: Chrimes, M. Penelitian sejarah: panduan untuk insinyur sipil, Teknik Sipil, Prosiding Lembaga Insinyur Sipil, Volume 159, Edisi 1, Februari 2006, hlm. 42–47 .

mg4w
sumber
7

Sayangnya, pengetahuan saya tentang karya sejarah hanya meluas sampai ke perbatasan Amerika Serikat.

Namun, untuk pekerjaan AS, American Institute of Steel Construction (AISC) menerbitkan database bentuk historis yang menunjukkan ukuran berbeda yang digunakan selama 80 tahun terakhir ini dan beberapa produsen yang membuat anggota baja. Jika Anda bisa melakukan pengukuran dimensi balok, mungkin Anda bisa menghitung kembali ukuran apa yang seharusnya. Mengingat bahwa, jika bentuknya tidak dibuat lagi, Anda mungkin dapat menentukan kapan itu dibuat dan menghubungkannya dengan spesifikasi material umum pada waktu itu.

Pada akhirnya, jika Anda tidak memiliki akses ke gambar desain atau spesifikasi yang digunakan untuk membangun jembatan dan Anda benar-benar harus mengetahui jenis bahan, saya tidak melihat bagaimana Anda bisa mengambil sampel dan diuji di laboratorium. . Untuk sesuatu yang sangat penting bagi keselamatan manusia sebagai jembatan, saya pribadi berpikir itu adalah biaya yang dapat dibenarkan, terutama mengingat beberapa kegagalan jembatan yang telah terjadi dalam dekade terakhir ini.

Grfrazee
sumber
5

Ketika datang ke beton dan baja, ada beberapa standar untuk bahan dan desain sebelum sekitar 1920, dan Anda mungkin tidak menemukannya sebelum 1905, setidaknya itulah pengalaman saya. Teknologi beton bertulang sebagian besar milik sebelum tahun 1910 - dengan demikian bangunan beton bertulang bertingkat pertama di Inggris (Weaver's Warehouse 1897 hingga 1906 saya percaya) dibangun di bawah lisensi.

Buku Pegangan Insinyur Sipil di Inggris dapat menjadi panduan yang baik untuk apa yang terjadi di hari-hari awal (Inggris dan Persemakmuran), dan perpustakaan Institution of Civil Engineers memiliki salinan yang lebih lama dari ini. Misalnya, rasio air terhadap semen ditemukan dalam versi 1923 dari Buku Pegangan di Inggris untuk pertama kalinya (dikenal sebagai Rasio Abrams dan dinyatakan sebagai volume semen terhadap volume air daripada rasio w / cm / m hari ini ).

Desain Weaver's Warehouse menunjukkan bahwa penggunaan tulangan pada waktu itu menghasilkan beban yang didukung oleh efek 'melengkung' daripada pendekatan desain 'daktilitas' saat ini. Ini berarti bahwa struktur yang lebih tua bisa berisiko lebih besar dari mode kegagalan getas. Saya menduga bahwa ini karena ada sedikit pengetahuan tentang panjang embedment, dll sebelum tahun 1930-an, dan baja sering 'diperbaiki' di ujungnya. Proses konstruksi hak milik dari proyek itu mengharuskan agar pelat / balok diuji beban saat struktur dibangun.

Dari ingatan kode-kode pertama untuk baja dan semen (misalnya BS 12) di Inggris dirilis pada awal 1900-an, sekitar sekitar 1906 atau lebih, saya tidak memiliki tanggal yang tepat. Semen jauh lebih kasar pada masa itu, dan secara kimia sangat jauh berbeda. Ada sedikit C3A dan gipsum ditambahkan, misalnya, sebelum sekitar tahun 1920, seperti yang diperkenalkan di kemudian hari ketika produsen menemukan itu dapat mengurangi energi dan biaya produksi. Selain itu, karena sedikit yang diketahui tentang ikatan baja tulangan dan panjang embedment, sering halus, tidak cacat, sebelum 1920.

Di sisi lain Atlantik, American Concrete Institute didirikan sekitar tahun 1904, dan peraturan bangunan pertama diadopsi sekitar tahun 1910 dengan sejumlah standar yang berlaku sekitar tahun 1912. The Portland Cement Assocation, dengan Duff Abrams kemudian sebagai Chief Engineer pertamanya. , didirikan sekitar tahun 1917. Abrams berasal dari metode desain campuran beton ACI, konsep rasio air terhadap semen dan kapasitas ikatan baja yang diperkuat di AS.

Apa yang saya temukan di AS dan Eropa pada struktur yang berasal dari sekitar tahun 1910 (tetapi kebanyakan selama tahun 1920-an) adalah bahwa Anda dapat menemukan apa saja, dan pengujian sangat disarankan. Sudah lazim untuk menemukan beton yang dirancang dan diproduksi secara khusus berdasarkan volume yang longgar (yaitu dengan sendok atau sekop 1: 2: 4 dan tidak ada perbandingan air dengan semen). Satu proyek yang kami lihat, fondasi dan dek jembatan yang lebih tua, memiliki komposisi campuran beton yang bervariasi dari satu ujung jembatan ke yang lain: agregat adalah kerikil sungai bulat di satu ujung dan ujung lainnya memiliki granit yang dihancurkan, dan mereka dicampur bersama saat mereka mencapai pusat.

Masalah penting lainnya adalah desain dan konstruksi pondasi. Anda dapat menemukan apa saja. Saya telah melihat struktur yang membawa beban berhasil selama 50 tahun atau lebih tetapi dengan tumpukan kayu yang terletak hanya setengah di bawah tutup (yaitu memanjang melampaui tepi). Jadi sekali lagi tidak ada pengganti untuk penyelidikan dan / atau pengujian.

Untuk beton ada standar internasional BS EN 13791 yang mencakup penilaian kekuatan statistik untuk struktur di mana tidak ada sejarah struktur yang diketahui. Ini dapat berguna untuk membandingkan beton dengan kode struktural modern. Tetapi jika ada perubahan kondisi pembebanan maka tidak ada pengganti untuk mengidentifikasi kedalaman penutup dan geometri baja / penampang menggunakan uji non-destruktif. Dan tentu saja memperkuat korosi baja bisa menjadi faktor penting.

Untuk baja struktural, masalah kritis sering kali adalah baut / lasan serta bagian-bagiannya. Penilaian ini sangat bermanfaat di sini, dan mungkin memerlukan pengujian radiografi / ultrasonik / torsi jika situasinya menuntutnya. Struktur baja yang sangat tua sering terpaku yang memperkenalkan kompleksitas lebih lanjut. Sejauh yang saya ketahui, tidak ada panduan sejarah tentang baut dan paku keling. Posting sebelumnya telah memberikan beberapa referensi yang dapat digunakan untuk bagian ini. Jika ragu tentang struktur baja, Anda dapat memperoleh kupon dari bagian-bagian tersebut dan mengujinya untuk kapasitas tarik dan keuletan.

AsymLabs
sumber