Сквозные колонны, работающие на центральное сжатие. Сплошные колонны.

           Момент инерции J_y сечения из двух ветвей выражается формулой

где J₀ — момент инерции одной ветви относительно собственной оси 1 — 1;
F_B —площадь сечения одной ветви;
а — расстояние от оси ветви 1 — 1 до свободной оси стержня у — у. Гибкость колонны относительно свободной оси оказывается большей вследствие упругой податливости планок или решеток. Эта так называемая приведенная гибкость равна Где μ_пр > 1 — коэффициент приведения составного стержня, зависящий от деформативности (податливости) планок или решеток; для колонн с планками а для колонн с решетками Таким образом, приведенная гибкость будет равняться:
для колонн с планками для колонн с решетками Здесь λ_у = l_y/r_y — гибкость всего стержня относительно свободной оси, определяемая по формуле (4.VIII);
λ_в = l_в/r_в — гибкость участка ветви между планками относительно собственной оси 1 — 1;
F-площадь сечения всего стержня;
F_p — площадь сечения двух раскосов решеток (в двух плоскостях). Расчетной гибкостью, по которой определяется коэффициент φ, является наибольшая из двух гибкостей λ_х или λ_пр. Так как путем раздвижки ветвей (т. е. увеличением расстояния а на фигуре, а) легко можно добиться уменьшения λ_пр без существенной затраты металла и тем самым удовлетворить требованию λ_пр ≤ λ_х то при подборе сечения стержня составной колонны, как правило, исходят из необходимой гибкости относительно материальной оси.Для сжатых стержней, состоящих из четырех ветвей, приведенная гибкость равна: где λ — наибольшая гибкость всего стержня относительно свободной оси;
F_B1 иF_B2 — площади сечения пары ветвей с общей осью 1 — 1 и 2 — 2;
F_р1 и F_р2 — площади сечения раскосов решеток, лежащих в плоскостях, перпендикулярных соответственно осям 1 — 1 и 2 — 2.
22. Подбор сечения сплошной колонны.
Алгоритм решения задачи:
1.Определяем расчетную нагрузку на колонну
2.Составляем расчетную схему с учетом условий закрепления концов стержня.
3.Задаемся предварительной гибкостью:
-для главных колонн
-для второстепенных колонн
-сжатые элементы временного назначения
; -коэф. продольного изгиба, -коэф. по пределу текучести ; В результате принятой предварительной гибкости были получены минимальные размеры сечения

Определение требуемой площади поперечного сечения: Для обеспечения местной устойчивости стенки могут быть поставлены ребра жесткости, которые будут выглядеть:

Проверка принятого сечения
Определяем плотность наименьшей жесткости(для двутавра относительно y), рассчитываем момент инерции, по нему считается минимальный радиус инерции. Определяем  и по формуле  выполняем проверку

23) Проверка элементов сплошной колонны на устойчивость. Сечение стержня сплошностенча-той колонны подбирают из условия устойчивости

N—сжимающее усилие; А — площадь сечения; φ —коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости.

В формуле два неизвестных — φ и А. Поэтому задача решается методом последовательных приближений.Предварительно задаются гибкостью колонны в зависимости от длины и нагрузки на нее. По гибкости определяют коэффициент продольного изгиба φ находят требуемую площадь сечения, вычисляют требуемые радиусы инерции:

:Если подбирается колонна из прокатного профиля, то по этим параметрам подбирают номер профиля и проверяют устойчивость колонны. При проектировании составного сечения в виде сварного двутавра вначале устанавливают его генеральные размеры. По опыту проектирования рациональные размеры отвечают условию

Значения коэффициентов a ₁, a ₂ в зависимости от формы сечения приведены в таблицах.

Используя эти соотношения, назначают генераль-ные размеры сечения. Проверяют фактическую устойчивость колонны

24)Подбор сечения сквозной колонны. Определение расчетной нагрузки

Расчетная нагрузка на колонну: N = 2*Qmax+G, где G – вес главной балки, , А – площадь сечения главной балки, l – пролет главной балки.

Подбор сечения колонны

Требуемая площадь сечения колонны: Aтр = N/jRy, где j = 0,7 … 0,8 – предельное значение коэффициента продольного изгиба.

По требуемой площади по сортаменту подбираем швеллер или двутавр.

Гибкость колонны: lx = lx/ix ≤ , где - предельная гибкость; ly = ly/iy

Приведенная гибкость колонны:

l1 – гибкость отдельной ветви, задается в пределах l1= 20-40

С другой стороны, ly определяется: ly = ly/iyтр

Отсюда требуемый радиус инерции сечения Требуемая ширина сечения где α, - коэффициент, зависящий от формы сечения.

Проверяем возможность размещения на ней минимального зазора между ветвями ∆=150 мм:

Определяем геометрические характеристики подобранного сечения:

 

<lx

Проверяем устойчивость колонны: где А – площадь двух ветвей колонны

 

 25)Расчет планок сквозной колонны.Расчет производится на условную поперечную силу, которая возникает при потере устойчивости ветвей. ,где к-зависит от класса стали,А-площадь.Сила,перерезывающая планку:

 ,

27)Расчет и конструирование базы сплошной колонны. Базой колонны называется конструк-тивное уширение низа колонны до размеров, отвечающих прочности материала фундамента и условиям закрепления ее в фундаменте в соответствии с расчетной схемой. Для того, чтобы придать базе жесткость при приемлемых толщинах плиты, применяют элементы жесткости — траверсы, ребра, диафрагмы. Требуемая площадь опорной плиты: ,где : Плита работает на изгиб:

, Опорная плита разбивается на три участка: 1участок, опертый по четырем сторонам; 2участок, опертый по трем сторонам; 3консольный участок.Определяем максимальный момент из трех участков: , Погонные моменты определяют с помощью таблиц Галеркина. Далее определяем толщину плиты:  Высота траверс:

28) Расчет и конструирование базы сквозной колонны. Базой колонны называется конструк-тивное уширение низа колонны до размеров, отвечающих прочности материала фундамента и условиям закрепления ее в фундаменте в соответствии с расчетной схемой. Для того, чтобы придать базе жесткость при приемлемых толщинах плиты, применяют элементы жесткости — траверсы, ребра, диафрагмы. Требуемая площадь опорной плиты: ,где : Плита работает на изгиб:

Опорная плита разбивается на три участка: 1участок, опертый по четырем сторонам; 2участок, опертый по трем сторонам; 3консольный участок.Определяем максимальный момент из трех участков: , Погонные моменты определяют с помощью таблиц Галеркина. Далее определяем толщину плиты:  Высота траверс:

29)Расчет и конструирование оголовка сплошной колонны. Оголовки служат для восприятия нагрузок от опирающихся на колонны или примыкающих к ним элементов (балок, ферм) Сверху к стержню колонны приваривается плита. Плиту оголовка назначают без расчета толщиной 20-40 мм.

Ребра оголовка приваривают к опорной плите и к ветвям колонны при сквозном стержне или к стене колонны при сплошном стержне. Швы, лрикреплнющне ребро оголовка к плите, должны выдерживать полное давление на оголовок:

Высоту ребра оголовка определяют требуемой длиной швов, передающих нагрузку на стержень колонны:

Толщину ребра оголовка определяют из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением

Назначив толщину ребра, следует проверить его на срез по формуле

 

30) Расчет и конструирование оголовка сквозной колонны. Оголовки служат для восприятия нагрузок от опирающихся на колонны или примыкающих к ним элементов (балок, ферм) Сверху к стержню колонны приваривается плита. Плиту оголовка назначают без расчета толщиной 20-40 мм.

,Ребра оголовка приваривают к опорной плите и к ветвям колонны при сквозном стержне или к стене колонны при сплошном стержне. Швы, лрикреплнющне ребро оголовка к плите, должны выдерживать полное давление на оголовок:

Высоту ребра оголовка определяют требуемой длиной швов, передающих нагрузку на стержень колонны:

Толщину ребра оголовка определяют из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением

Назначив толщину ребра, следует проверить его на срез по формуле

31) Фермы применяемые в строительных конструкциях. Очертания ферм. Классификация ферм :1) по конструктивной схеме : а) однопролетные разрезные фермы, б) двух и более пролетные неразрезные, в) консольно-балочные, г) арочные, д) рамные, ж) комбинированные системы. Классификация по очертанию: 1) треугольная, угол наклона 45, 2) трапециевидная, 3) ферма с параллельными поясами. ,4)полигамная сегментная.
32)Генеральные размеры ферм. 1. Определение пролета ферм. Определяют в зависимости от привязки колонны. 1) 0-безкрановая привязка L0=L-b, 2) ели привязка 250 и 500, L0=L-2(b-b0), 3) жесткий узел сопряжения примыкания фермы к колонне сбоку L0=L-2(b-b0). 2. Определение высоты ферм в пролете. Оптимальная высота фермы в пределах 1/4-1/6 пролета. Высота ферм в зависимости от очертания принимается 1/7-1/9 пролета меньше число относится к легким фермам. Минимальную высоту ферм из условия жесткости принимаем не менее 1/12 пролета. Если нет конструктивных ограничений, высота ферм может быть принята из условия наименьшего веса фермы, т. е. по экономическим соображениям. При раскосной решетке в расчет формулы должна быть вклю­чена еще масса стоек. В этом случае оптимальное по весу соотноше­ние будет равно:    При треугольной решетке с дополнительными стойками они работа­ют только на местную нагрузку. Тогда
33)Системы решеток ферм.1. 1) треугольная. , 2) треугольная решетка с дополнительными стойками.  2. Раскосные. 1) восходящая работает на сжатия до середины пролета ,2)нисходящая работает на растяжение. 3) треугольная нисходящая. , 4) треугольная восходящая  3. Шпренгельная. 1) 4. Крестовая. данный вид решетки предпочтителен для использования в случае знакопеременной нагрузке на ферму. В этом случае раскосы можно выполнять из гибких элементов. в этом случае один из раскосов работает на растяжение, другой на сжатие. 5. Перекрестная. элементы работают на растяжение в каждом своем направлении. 6. Ромбическая. 7. Полураскосная.
34)Система связей по верхним поясам ферм. Сквозная плоская система (ферма) легко теряет свою устойчивость из плоскости. Чтобы придать ферме устойчивость, ее необходимо присоединить к какой-либо жесткой конструкции или соединить связями с другой фермой, в результате чего образуется пространственный устойчивый брус. Итак как правило связные брусья надо ставить в трех местах по длине температурного блока по торцам и ближе к середине температурного блока, там где стоят вертикальные связи по колоннам. Поперечные связевые фермы по верхним поясам можно не предусматривать, если шаг вертикальных связей не превышает 6 м. В этом случае распорки или выполняющие их роль прогоны (ребра плит) должны быть прикреплены к поперечной связевой ферме по нижним поясам стропильных ферм с помощью вертикальных связевых ферм. Расчетные длины поясов. В плоскости ферм: - геометрическая длина между точками закреплениями( узлами. )  для верхнего и нижнего поясов. Из плоскости ферм: для верхнего пояса в случае покрытия по прогонам расчетная длина равна удвоенному шагу прогонов.

35) Система связей по нижним поясам ферм. Связи по нижним поясам ферм включают в свою структуру поперечные и продольные связевые фермы, а также растяжки. Поперечные связевые фермы устанавливают в торцах здания, у температурных швов, а при большой длине температурных блоков - в их средних частях с расстояниями между связями 60 м. Развязку связевых блоков с нижними поясами других стропильных ферм осуществляют продольными связевыми фермами, распорками и растяжками. Продольные связевые фермы совместно с поперечными образуют неизменяемый диск в уровне нижних поясов стропильных ферм. Они обеспечивают пространственную работу каркаса при локальных горизонтальных воздействиях, перераспределяя их между поперечными рамами и обеспечивая их совместную работу. В случае жесткого сопряжения ригеля с колоннами продольные связи обеспечивают устойчивость сжатых панелей нижних поясов стропильных ферм из плоскости поперечных рам.

36)Вертикальные связи между колоннами. Места установки. Расчет и конструирование.  Назначение связей: 1) создание продольной жесткости каркаса, необходимой для нормальной его эксплуатации; 2) обеспечение устойчивости колонн из плоскости поперечных рам; 3) восприятие ветровой нагрузки, действующей на торцевые стены здания, и продольных инерционных воздействий мостовых кранов. Связи устанавливают по всем продольным рядам колонн здания. В надкрановой части колонн вертикальные связи следует предусматривать в торцах температурных блоков и в местах расположения нижних вертикальных связей . Целесообразность установки верхних связей в торцах здания обусловлена, в первую очередь, необходимостью создания кратчайшего пути для передачи ветровой нагрузки R_w на торец здания по продольным связевым элементам или подкрановым балкам на фундаменты.. а-полураскосные, б-раскосные, в-крестовые, г-портальные. Расчет вертикальных связей выполняют на большую из величин: сумма реальных продольных усилий (ветер, торможение крана, горизонтальные технологические нагрузки) или условную поперечную силу Q_fic, определяемую по указаниям, при этом количество колонн, от которых определяется Q_fic, принимают, исходя из следующего: , но не менее 2,где п_расч - расчетное количество колонн, от которых определяют Q_fiс ; п - количество колонн в ряду.
37)Строительный подъем ферм. Назначение. Практическое выполнение. В фермах больших пролетов (более 36 м), а также в фермах из алю­миниевых сплавов или высокопрочных сталей возникают большие про­гибы, Провисание ферм предотвращается устройством строительного подъ­ема, т. е. изготовлением ферм с обратным выгибом, который под дейст­вием нагрузки погашается, в результате чего фермы принимают проект­ное положение. Теоретическую линию строительного подъема можно получить, если при изготовлении фермы длину каждого стержня / брать с учетом его упругих деформаций, т. е. где l-длина стержня, -удлинение или укорочение стержня от нагрузок. На практике строительный подъем задается обычно по какой-либо упрощенной кривой, причем перегибы устрани только в монтажных узлах. Так. в стропильных фермах, имеющих один монтажный стык посередине пролета, строительный подъе задаётся по треугольни­ку
38)Определение усилий в стержнях фермы. Подбор сечения стержней. Усилия действующие в стержнях фермы F=F_q+F_s ; где F_q=q_p*B*a, q_a-нагрузка от собственного веса. , а- расстояниие между стойкой и узлом прогона. F_s=S*B*a, - нагрузка от снегового покрова. S= _f*c_e*c_t* ₀-снеговая нагрузка. Где _f- коэффициент надежности по нагрузки. -конфигурация кровли. С_e- коэффициент, зависящий от процесса происходящих в здании, C_t- понижающие нагрузки в зависимости от положения здания, S0-нормативный снеговой покров. Дальнейший статический рассчет выполняем: методом вырезания узлов; методом сквозных сечений (или методом моментных точек); графическим методом (построением диаграммы Максвелла-Кремоны). Подбор сечения стержней, работающих на местный изгиб или внецент-ренное сжатие, выполняется по формуле Коэффициент снижения расчетных сопротивлений при внецентренном сжатии ф_е зависит от условной гибкости в плоскости изгиба и приведенного относительного эксцентриситета., где _с-коэффициент условий работы, фи- коэффициент продольного изгиба, явл. Функцией гибкости и расчетного сопротивления материала. 39)Определение расчетной длины сжатых и растянутых стержней ферм. . Нагрузка, действующая на ферму, принимается приложенной к узлам формы. Подбор сечения сжатых стержней начинается с определения требуемой площади Гибкость стержня определяется по формуле где  — расчетная длина стержня,  Здесь — коэффициент при­ведения расчетной длины, зависящей от вида закрепления концов стержня. В фермах из уголков и тавров для поясов и опорного раскоса принимается равным 1, для элементов решетки в плоскости фермы — 0,8, а из плоскости — единиц ; Задавшись гибкостью  = 100...80 для поясов и  = 120...100 для ре­шетки (в легких фермах), можно найти величину , площадь и радиусы инерции сечения:    устойчивость сжатого стержня проверяется в соответствии с формулой Сечения растянутых стержней фермы подбирают по формуле где а — коэффициент ослабления стержня болтовыми отверстиями, прини­маемый равным 0,85; для сварных ферм а = 1
40) Стержни легких ферм. Дать характеристику. Легкие фермы отличаются от тяжелых пролетом, по очертанию они близки. 1) уголки равнополочные, составные в тавры, неравнополочные составные в тавры. L_x=l_y. l_y=2l_x. 2) покрытие выполнены в виде жб плит. 3) 1 тонкостенные сварные. L_x=l_y 2.квадратные.  3. Прямоугольные. L_y=2l_x. 4. Наиболее рациональны для ферм тонкостенные круглые трубы. 5. В башенных конструкциях.  В фермах пространственной формы (башнях, мачтах, стрелах кра­нов и т. п.), где пояс является общим для двух перпендикулярных ферм, простейшим типом сечения пояса является одиночный уголок . Крестовое сечение из двух уголковприменяется в поясах решетчатых башен и мачт, когда площади одного уголка ока­зывается недостаточно. Разработаны также конструкции ферм с поясами из тавров, полу­чаемых путем продольной разрезки широкополочных двутавров  или сваркой из двух стальных полос.
41)Стержни тяжелых ферм. Дать характеристику. Тяжелые фермы, воспринимающие динамические нагрузки (желез­нодорожные мосты, краны), Применяются следующие типы сечений стержней тяжелых стальных ферм: Н-образные сечения из двух вертикальных листов связанных горизонтальным листом, из че­тырех неравнобоких уголков, также связанных горизонтальным лис­том . Развитие этих сечений в смежных панелях происхо­дит в сварных сечениях посредством добавления вертикальных листов. Сечения эти удобно прикреплять к фасонкам, так как они имеют гладкую наружную поверхность и симметричны. швеллерное сечение — из двух швеллеров, поставленных полками внутрь. При этом используются как прокатные швеллеры ,, так и составленные из листов и уголков. Подобного типа сечения чаще всего применяются в клепаных конструкциях. Сечения в смежных стержнях изменяют наклепкой или приваркой к швеллерам листов. коробчатое сечение — из двух вертикальных элементов, соединен­ных горизонтальным листом сверху, применяется главным образом для верхних поясов тяжелых мостовых ферм. 1) Прокатная н-образное сечение.  сварное составное из листов и уголков.  клепанное на болтах. 2 повернутый швеллер.  3) коробчатые сечения.

42) Подбор сечения сжатых и и растянутых стержней ферм. Нагрузка, действующая на ферму, принимается приложенной к узлам формы. Подбор сечения сжатых стержней начинается с определения требуемой площади   Гибкость стержня определяется по формуле где  — расчетная длина стержня,  Здесь — коэффициент при­ведения расчетной длины, зависящей от вида закрепления концов стержня. В фермах из уголков и тавров для поясов и опорного раскоса принимается равным 1, для элементов решетки в плоскости фермы — 0,8, а из плоскости — единиц ; Задавшись гибкостью  = 100...80 для поясов и  = 120...100 для ре­шетки (в легких фермах), можно найти величину , площадь и радиусы инерции сечения: устойчивость сжатого стержня проверяется в соответствии с формулой  Сечения растянутых стержней фермы подбирают по формуле где а — коэффициент ослабления стержня болтовыми отверстиями, прини­маемый равным 0,85; для сварных ферм а = 1.
43) Конструкирование узлов легких ферм.1) из уголков. (одиночные, парные) При практических расчетах долю усилия N, приходящуюся на фланговые швы обушка и пера, можно принимать в зависимости от типа уголка. Швы, прикрепляющие фасонку к поясу, рассчитывают на разность усилий в смежных панелях пояса (рис. 9.18, в):  Длина на обушке ( при расчете на уловный срез по металлу шва) если уголки равнополочные то , если не равнополочные то . Длина по перу.: . Толщина фасонки в сжатых элементах принимается а=40i, где i-радиус инерции, в растянутых элементах а2=80i. Площадь сечения по металлу углового шва. Проверка сечений: , где - напряжение в накладке; Np- расчетное усилие в элементе, которое в следствие некторой нечеткости работы узла следует принимать на 20 % больше действительного. *1,2=N. Два вида касательных в шве: , 2) из широкополочных тавров .  3) трубчатые фермы.
44) Конструирование узлов тяжелых ферм. В тяжелых фермах необходимо более строго выдерживать центриро­вание стержней в узлах по осям, проходящим через центры тяжести, так как даже при небольших эксцентриситетах большие усилия в стержнях вызывают значительные моменты, которые необходимо учитывать при расчете ферм. Монтажные соединения в сварных фермах, особенно при работе ферм на динамические нагрузки, часто конструируются на высокопроч­ных болтах , что значительно упрощает монтажные работы и обеспечивает высокую надежность конструкции. Из-за наличия в центре узла повышенных напряжений полезно иметь утолщение пояса в пределах узла. Это утолщение получается в узлах на заклепках или болтах благодаря узловым фасонкам и накладкам ;

45) Узлы ферм из парных уголков. Конструирование и расчет. Опорный узел. При практических расчетах долю усилия N, приходящуюся на фланговые швы обушка и пера, можно принимать в зависимости от типа уголка. Швы, прикрепляющие фасонку к поясу, рассчитывают на разность усилий в смежных панелях пояса (рис. 9.18, в):  Длина на обушке ( при расчете на уловный срез по металлу шва) если уголки равнополочные то , если не равнополочные то . Длина по перу.: . Толщина фасонки в сжатых элементах принимается а=40i, где i-радиус инерции, в растянутых элементах а2=80i. Площадь сечения по металлу углового шва. Проверка сечений: , где - напряжение в накладке; Np- расчетное усилие в элементе, которое в следствие некторой нечеткости работы узла следует принимать на 20 % больше действительного. *1,2=N. Два вида касательных в шве: ,

46) Узлы ферм из парных уголков. Конструирование и расчет. Коньковый узел. При практических расчетах долю усилия N, приходящуюся на фланговые швы обушка и пера, можно принимать в зависимости от типа уголка. Швы, прикрепляющие фасонку к поясу, рассчитывают на разность усилий в смежных панелях пояса (рис. 9.18, в):  Длина на обушке ( при расчете на уловный срез по металлу шва) если уголки равнополочные то , если не равнополочные то . Длина по перу.: . Толщина фасонки в сжатых элементах принимается а=40i, где i-радиус инерции, в растянутых элементах а2=80i. Площадь сечения по металлу углового шва. Проверка сечений: , где - напряжение в накладке; Np- расчетное усилие в элементе, которое в следствие некторой нечеткости работы узла следует принимать на 20 % больше действительного. *1,2=N. Два вида касательных в шве: ,
47)Узлы ферм из тавра. Конструирование и расчет. Узел изменения сечения пояса. Тавры применяются в поясах ферм, решетка выполняется из спаренных или одиночных уголков. По сравнению с фермами со стержня­ми из парных уголков фермы с поясами из тавров экономичнее по массе металла на 10—12 %, по трудоемкости на 15—20 % и по стоимости на 10—15 %. Экономия достигается за счет уменьшения числа деталей, размеров фасонок и длины сварных швов. Наиболее высокие экономи­ческие показатели имеют фермы с перекрестной решеткой), у которых прикрепление раскосов из одиночных уголков к поясам не требует фасонок. Стыковые швы соединения узловых фасонок со стенками тавров следу­ет рассчитывать на срез от суммы расчетных усилий в примыкающих раскосах, спроектированных на ось пояса. Укрупнительные стыки стропильных ферм имеют конструкцию, обес­печивающую получение двух симметричных полуферм. Для этого средняя стойка выполняется из двух уголков крестом. Пояса перекрываются вертикальными и гори­зонтальными накладками. Узловые уширения и стыковые накладки вы­полняются из той же стали, что и пояса.
48)Конструирование узлов ферм из гнутых профилей. Фермы из гнутосварных замкнутых профилей проектируют с бесфасоночными узлами и с беспрогонным опиранием кровли. Для свободного размещения стержней решетки на уровне примыка­ния их к поясу иногда приходится смещать центровку стержней с гео­метрической оси пояса . Узловые эксцентриситеты величиной не более 0,25 высоты пояса не учитываются при расчете. При наличии эксцентриситета в узле более 0,25hп узловой момент воспринимается поясом , ,где L1, L2 — длина панелей, примыкающих к узлу. Опорные узлы должны иметь жесткую опорную стойку, состоящую из вертикальных ребер и горизонтальной опорной плиты, распределяю­щей давление фермы на опору . 49)Конструирование узлов тяжелых ферм. В тяжелых фермах необходимо более строго выдерживать центриро­вание стержней в узлах по осям, проходящим через центры тяжести, так как даже при небольших эксцентриситетах большие усилия в стержнях вызывают значительные моменты, которые необходимо учитывать при расчете ферм. Монтажные соединения в сварных фермах, особенно при работе ферм на динамические нагрузки, часто конструируются на высокопроч­ных болтах , что значительно упрощает монтажные работы и обеспечивает высокую надежность конструкции. Из-за наличия в центре узла повышенных напряжений полезно иметь утолщение пояса в пределах узла. Это утолщение получается в узлах на заклепках или болтах благодаря узловым фасонкам и накладкам ;

50)Каркас одноэтажного производственного здания (основные требования). Компоновка колонн в плане. Каркас здания – комплекс с несущими конструкциями, воспринимающий действующие на здание нагрузки и воздействие передающих на фундаменты. Перечень нагрузок: постоянные( от собственного веса), временные ( снеговая, ветровая, дождевая). Технологические нагрузки (крановые нагрузки (мостовые, подвесные). Виды воздействия: сейсмика, аварийные воздействия (АЭС, ТЭЦ 1класса ответственности). По материалу: жб каркас, металлический каркас, смешанный. Технологическая нагрузка определяется грузоподъемностью. Краны бывают подвесные до 15 т, мостовые от 5 до 1200 т и больше. По режиму работы: легкие, средние, тяжелые. Температурные воздействия: длина температурного шва 60 м –для жб и смешенного каркаса. Для металлического каркаса в отапливаемых зданиях 230 м- в продольном, 150 м- в поперечном. В неотапливаемых 200 м- в продольном, 120 м- в поперечном. Требования предъявляемые к каркасам: 1) эксплуатационные требования: удобства эксплуатации и ремонта, 2)обеспечение ориентации и инсоляции внутреннего помещения здания, 3) обеспечение надёжности конструкции на весь период, 4) долговечность: неагрессивные, слабо агрессивные от 0,05 до 0,01, средне агрессивные 0,01 до 0,1, агрессивные свыше 0,1. а=1000-1500.
51)Вертикальные связи в каркасе промышленного здания. Основные схемы. Места установки. Назначение связей: Обеспечение пространственной неизменности каркаса и устойчивости сжатых его элементов. Связи по колоннам : связи располагаются ниже уровня подкрановой балки, связи второстепенные выше уровня до отметки низа несущей конструктивного покрытия. Подкрановая балка самый напряженный элемент каркаса. Связи по колоннам устанавливается ближе к середине температурного блока и расстояние от торца здания до оси первой связи: в отапливаемых зданиях 90 м, в неотапливаемых 75 м. а) в коротких зданиях, б) в длинных.

52) Связи по шатру одноэтажного промышленного здания. Схемы установки. Конструктивные формы. А-по верхним поясам, б-по нижним поясам, в-вертикальные; 1-распорка в коньке, 2-поперечные связевые фермы, 3-продольная связевая ферма, 4-растяжка по нижнему поясу, 5-вертикальные связи. Шатер – все конструкции покрытия: стропильные фермы, покрытия, прогонные и без прогонные и сами же связи (горизонтальные и вертикальные) без прогонные покрытия, ребристые жб плиты, прогоны со стальным проф. Элементы связей шатра рассчитываются, как правило, по гибкости. Предельная гибкость для сжатых элементов этих связей — 200, для рас­тянутых—400 (при кранах с.числом циклов 2Х10⁶ и более—300). Оп­ределить, растянут элемент связей или сжат, можно, если учесть, что связи воспринимают условные поперечные силы Q_yca (как при эксплуа­тации, так и при монтаже), ветровые воздействия на торец здания F_BT , продольные и поперечные воздействия мостовых кранов и что все эти силы могут быть направлены в одну или другую сторону.

В длинных зданиях поперечные связевые фермы ставят у каждого температурного шва. Необходимо устраивать вертикальные связи между фермами, располагающихся в плоскости вертикальных стоек стропильных ферм. Обычно устраиваются 1-2 вертикальные связи по ширине пролета (через 12-15 м), а также по опорным стоякам ферм.

53) Конструкции покрытия. Покрытия по прогонам. Сечение сплошных прогонов. Покрытие производственного здания решается с применением прогонов или без них. В первом случае между стропильными фермами через 1,5—3 м устанавливают прогоны, на которые укладывают мелко­размерные кровельные плиты, листы, настилы. Во втором случае непосредственно на стропильные фермы укладывают крупно­размерные плиты или панели шириной 1,5—3 м и длиной 6 или 12 м. Прогоны устанавливают на верхний пояс стропильных ферм в их узлах. Прогоны сплошного сечения тяжелее решетчатых, но значительно проще в изготовлении и монтаже. Их применяют, как правило, при шаге стропильных конструкций 6 м. Для сплошных прогонов обычно используют прокатные швеллеры, а также гнутые профили швеллерного,  Вертикальную нагрузку на прогон определяют по формуле  где g_k - расчетная нагрузка от веса 1 м² кровли; α - угол наклона кровли к горизонту (при уклоне кровли i ≤ 1/8 можно принять cosα = 1);s - расчетная нагрузка от снега; b - расстояние между прогонами; q_p - расчетная нагрузка от веса прогона. Несущую способность прогона при изгибе в двух плоскостях проверяют по формуле: ≤ 1,где М_х и M_y - расчетные моменты от составляющих q_x и q_y.

 

54)Конструкции покрытия. Покрытия по прогонам. Сечение и конструкция сквозных прогонов. Конструирование и расчет.. При шаге ферм 12 метров сплошные прогоны становятся неэкономичными, вместо них получили распространение сквозные прогоны различного конструктивного решения. Наиболее удачными являются сквозные прогоны запроектированные под кровлю с уклоном 1,5 % по стальному профилированному настилу. Прогоны имеют треугольную форму, их высота в осях составляет 1,5 метра. Раскосы выполнены из одиночных уголков, а верхний пояс – из парных холодногнутых швеллеров. Сквозные прогоны рассчитывают как фермы с неразрезным верхним поясом. Верхний пояс при этом работает на сжатие с изгибом, остальные элементы испытывают продольные усилия.

55) Подкрановые конструкции. Состав. Основные конструктивные формы. Подкрановые конструкции под мостовые опорные краны состоят из подкрановых балок или ферм 1, воспринимающих вертикаль­ные нагрузки от кранов; тормозных балок (ферм) 2, воспринимающих поперечные горизонтальные воздействия; связей 3, обеспечивающих жесткость и неизменяемость подкрановых конструкций; узлов крепле­ния подкрановых конструкций, передающих крановые воздействия на колонны; крановых рельсов 4 с элементами их крепления и упоров. Крановое оборудование: 1)мостовые краны по грузоподъемности 50,80,100 и выше. Бывают 4-х, 6,8, колесные. Подвесные краны двух опорные, трёх опорные крепятся к конструкциям шатра, к стропильным фермам. Грузоподъемность 5-15 т, в таких зданиях как ангары, эленги до 30 т. Типы сечений подкрановых балок: 2) тормозная конструкция: в виде тормозной балки.

56) Сбор нагрузки, определение усилий в сплошной подкрановой балке. Нагрузки от крана передаются на подкрановую конструкцию через Колеса (катки) крана, расположенные на концевой балке кранового мо­ста. В зависимости от грузоподъемности крана с каждой стороны моста могут быть два, четыре катка и более Подкрановые конструкции рассчитывают, как правило, на нагрузки от двух сближенных кранов наибольшей грузоподъемности) с тележками, приближенными к одному из рядов колонн, т, е. в положении, при котором на подкрановые конструкции действуют наи­большие вертикальные силы. Одновременно к балке прикладываются и максимальные поперечные горизонтальные усилия. , где -в каталоге по кранам нормативная нагрузка. -коэффициент надежности по нагрузке =1,2, k-коэффициент динамичности =1. , где . N0-количество колес со стороны крана, K-подвес. Гибкий k=0.5. жесткий k=1, G-собственный вес.

В неразрезных подкрановых балках наибольшие усилия определяют загружением линий влияния, построенных для опорных и промежуточных сечений. Балку разбивают на 8-10 равных частей. В каждом сечении определяют максимальные значения Q и M.

57)Система проверок сплошной подкрановой балки. для верхнего волокна балки

 для нижнего волокна балки  Здесь М — расчетный момент от вертикальной крановой нагрузки; М_т — расчетный момент от горизонтальных тормозных сил;
 W^в_нт — момент сопротивления нетто для верхнего волокна балки . W^н_нт — момент сопротивления нетто для нижнего волокна балки . W_т — момент сопротивления тормозной балки, состоящей из верхнего пояса балки, горизонтального листа и крайнего окаймляющего пояса а в случае отсутствия тормозной балки — одного только верхнего пояса балки. Подкрановые балки с усиленным верхним поясом (без тормозной балки) проверяются на общую устойчивость по формуле При определении коэффициентов φб за ширину b принимают ширину усиленного верхнего пояса. Проверка прогиба подкрановых балок производится по правилам строительной механики или приближенным способом. С достаточной точностью прогиб разрезных подкрановых балок может быть определен по формуле  где М— изгибающий момент в балке от нагрузки одного крана с и=1,0; в неразрезных балках где М_л, Мер, М_Пр — соответственно моменты на левой опоре, в середине пролета и на правой опоре. 

58) Колонны промышленных зданий. Колонны постоянного сечения. Конструирование и расчет. Типы сечений сплошных колонн: прокатный двутавр, составной сварной из листов двутавр, из швеллеров двутавр. Определение расчетных длин. Когда жесткая заделка внизу, а верху закрепление круглое когда заделка внизу, а вверху шарнирное закрепление  , когда наверху защемление , когда две жестких заделки . Расчет. ; ; ;

B=(1/20…1/30). После определения толщины стенки ее корректируют с учетом возможной потери местной устойчивости. Проверка принятого сечения. -относительный экситриситет m_x>20: m_x<20: ;

; ; ; c- коэффициент учитывающий влияние момента. 59)Ступенчатые колонны. Расчет и конструирование. Расчет верхней части ступенчатой колоны производится алогично как для колонны постоянного сечения. => => , где фи – коэффициент продольного изгиба =0,7…0,5, h0- расстояние между центрами тяжести ветвей. Необходимо просчитать как минимум 4 варианта и найти максимальную продольную силу для подкрановой ветви. ; выписали характеристики y1,у2. И радиусы инерции. И площадь соответственно. Дальше определяем гибкость. поверка по прочности из плоскости: в плоскости: . После проверки каждой ветви необходимо рассчитать геометрические характеристики: А,ix,iy. Выполняем проверки составного стержня из двух ветвей как единого элемента в плоскости: ; ;

проверка для + M2 соответственно.

60)Колонны раздельного типа. Расчет и конструирование. Колонна раздельного типа считается как центрально- сжатая колонна, а тормозное усилие Т передается на решетку нижней части колонны ступенчатой. Дмах-от вертикального давления крана. Соединительные планки обеспечивают необходимую гибкость раздельной колонны в плоскости рамы. При этом выполняются они из горизонтального листа => следствие вертикальной нагрузки от колонны раздельного типа на нижнюю часть колонны не передается при этом гибкость пластинки должна быть не менее 200 единиц. Расчет соединительных пластин производится на угловую поперечную силу Q_fic от площади требуемой и от класса стали. Подбор сечения сквозной колонны начинается с расчета на устойчи­вость относительно материальной оси х—х, т. е. с определения требуе­мой площади сечения по формуле (VIII.20): Момент инерции J_y сечения из двух ветвей выражается формулой где J₀ — момент инерции одной ветви относительно собственной оси 1 — 1; F_B — площадь сечения одной ветви; а — расстояние от оси ветви 1 — 1 до свободной оси стержня у — у. Однако в действительности гибкость колонны относительно свободной оси оказывается большей вследствие упругой податливости планок или решеток. Эта так называемая приведенная гибкость равна
приведенная гибкость будет равняться: для колонн с планками Приняв сечение, проверяем его пригодность по формуле σ= N/(φ _x

 

---

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 241; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!