39

Вантовые предворительно напряженные фермы

Замена затяжек зигзаго образной канатной решеткой в двух поясной системе превращают её в вантовую ферму.

Такая система более жесткая и способна воспринимать сдвигающие усилияи эффективно работать неравномерному распред нагрузки. Вантовые фермы применяют для перекрытия однопролетных и мнонг пролетных зд. Прямоугольных и круглых в плане

Рис

38 Двухпоясные висячие системы покрытий

Бывают двух видов

-нити расположены параллельно

-нити расположены радиально

Наличае двух нитей делает конструкцию мгновенно жесткой способной воспринимать нагрузки,действующие в двух направлениях.Собственный вес и снег вызывают в несущей нити растяжение, стабилизирующее сжатием.Чтобы обеспечить совместную работу нитей, система предворительно напрягается.Различают 3 конструктивные схемы

Все элементы работают на растяжение.

Недостаток-увелечивается строительная высота помещения и возникает необходимость устройства двух опорных контуров.

Достоинства-устройство одного опорного контура и появление возможности создать организованный водоотвод.

Недостаток-вертикальные стойки, соединяющие нити, работают на сжатие, что влечет к усложнению узлов крепления их к нитям.

Этой схеме присущи как достоинства, так и недостаток первых двух схем.

37Однопоясные системы висячих покрытий с нитями конечной изгибной жесткостю

В таких системах жесткие ванты прикрепленные к наклонным пилонам работают на растяжение с изгибом.Сплошное сечение вант представлено сварным или прокатным гнутым двутавром . Сквозное сечение вант это легкие фермы у которых иногда растянутые элименты заминяют тросами. Жесткие нити деляться на 2 группы

-нити изгибающиеся под действием постоянной и временной нагрузкой.

-нити в которых начальная нагрузка не вызывает изгиба , а изгиб возникает только под воздействием дополнительной нагрузки

Если нить имеет форму пораболы то при ё загружении равномерно распределенной нагрузкой будут возникать только ростягивающие напряжения без изгиба

35 Однопоясные системы висячих покрытий с параллельными и радиальными нитями

Параллельными нитями:

Перекрывают покрытия прямоугольные реж круглые в плане. Нити распологают с шагом 3-1,5м и крепят к стальным или ж/б балкам. Для наиболее полного восприятия распора балки разбивают в горизонтальной плоскости или устанавливают наклонно по касательной к нитям

1 ванта ;2 бортовой элимент;3 колона(стена) 4 отяжка

Вантами радиального расположения:

Эти системы применяют для покрытия зданий круглых или эллиптических в плане. По нитям расположенным по радиусу на одинаковом расстояниях укладывают торцивидные Ж/Б плиты По конструктивной схеме эти покрытия делят –вогнутые(распор от нитей воспринимается кольцами, поэтому покрыт явл самоуровнавешивающим и на колонну передаются вертикальные нагрузки от покрытия

Шатровые-внутрение кольцо воспринимает не только горизонтальные силы от распора в нитях но и передает всю или значительную часть вертикальной нагрузкиот покрытия, внутр кольцо обычно опирают на центеральную Ж/Б колонну

СПИРАЛЬНЫЕ покрытия художественная выразительность и удобство монтажа

Недостаток разомкнутое опорное кольцо испытывает дополнит изгиб и треб жестких вставок

Шатровые мембраны

Такая мембрана опирается на 2 опорных кольца наружное

И внутрен ( центеральная стойка )в меридиональном напровлен оболочке предают форму кубической пораболы

ГИПАРЫ- это оболчки с поверхностью геперболического пораболойда В следствии чего имеют одинаковые усилия от равномерно распред. Нагрузкив каждой точке каждого из напряжений

Рис

В напр. Где покрытие обращено выпуклостю вниз усилие будет растягивающим а вверх сжимающим.В узловых зонах потери местной устойчивости проявл. В оброзовании мелких гофр котор не оказыв влияние на работ мембраны в целом. Наличае растяжения и сжатия ведет к ускорению пластических деформацийпоэтому треб проводить проверку на прчность

Нижние полосы гипара работают на растяжение и явл. Несущими а верхние раб. На сжатие и явл. Огрождающими и стабилизирующими

ОБЩИЕ СВЕДИНИЯ О МЕТАЛИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКАХ-МЕМБРАНАХ

Эта оболочка выполняется из тонких провисающих листов Конструкция мембраны состоит из гибких нитей обединеных в одну сетку с заданной поверхностью на котор укладывают лепестки полотенца. Полотенца доставляют на строй площадку в рулонах из котор на месте собир оболочку

Достоинства- совмещение несущей и огрождающей функции

Форма оболочек: цилиндрическая, коническая, сферическая, седловидная, шатровая.

По способу формо оброзования все мембраны делят на покрытия с заданной стрелой подвеса и первоночально жесткие

40. Перекрестные системыпокрытий двоякой кривизны

Такие системы образованны двумя взаимноперпендикулярными семействами параллельных нитей.(несущая стабилизирующая)

Нити в сетке распологают на равных расстояниях с шагом 1м для тентовых и пленчатыхпокрыт и 2-3 щитовых.

Усилия предворит напряжения в стабилизир нити передаются на несущие нити в виде сосредоточенных сил в узлах пересечения нитей.

Нити меж собюой скрепляют хомутамиили накладками. Конструкция таких узлов должна обеспечивать взаимное проскальзывание

Наиболее индустриальнымметодом предворит напряжен является одновременное натяжение стабилизирующей и несущей нитипри помощи домкратов

По форме такие поверхности подразделяютна:

Оболочки положительной Гауссовой кривизны

Отрицательной Гауссовой кривизны

42

Цилиндрические и провесающие мембраны

Их применяют для перекрытия прямоугольных и квадратных в плане зданий такиесистемы явл изменяемыми поэтому для уменьшения деформативности стыки замоналичивают раствором на расширяемом цементе или устр стабилизирующую дополнительную конструкцию

Провесающие мембраны

Их используют в зданиях круглых или элипсичных в плане

Поверхность покрытия может быть в виде пороболоида вращения, сферы и ли конуса. Для стабилизир конструкции

Используются легкие фермы с зигзаго образной решёткойра

В целях недопущения краевого эффекта в зоне крепления, мембраны к стенам устр вырезы

34Общие свединия о висячих покрытиях. Однопоясные системы с гибкими вантами

В.П это такие покрытия в которых основные пролетные элименты работают только на ростяжение

Достоинства: полное использование несущей способности высокопрочных сталей и малый собственный вес и сравнительная низкая стоимость, архитектурная вырозительность, удобство монтажа.

Недостатки повышенная деформативность необходимость устр констр для восприятия распора , трудность водоотвода

Большинство таких систем являются мгновенно жесткими т.е конструкция работает только на равновесные нагр и толко в упругой стадии

Гибкими нитями являются конаты а жесткими прокат

Однопоясные системы с гибкими вантами

Такое покрытие представлено предворительно напряженной оболочкой раб на растяжение

Напряженной арматурой явл ванты, на которые во время монтажа укладывают плиты покрытия. Ванты могут распологаться поралельно и радиально

До заманаличивания швов делается пригрузна ванты после твердения швов пргруз снимают и ванты оюжимают Ж/Б плиты . Стрела подвеса вант F=(1/10-1/30)L

33Принцыпы формо образования куполов

Выдиляют 3 этапа:

-выбор поверхности

-выбор способов разрезки

-расчет координатных узлов

32Сетчатые и пластинчатые купола :конструирование и расчет

Сетчатые купола

В этих уполах между ребрами и кольцевыми прогонами распологается решетка, блогодоря которой усилия распред по поверхности купола равномерно , а все стержни работают только на осевые силы что снижает расход метала. Обычная система сетчатого купола состоит из радиальных ребер , кольцевых прогонов и диогоналей

Стержни сетчатых колонн выполняют из труб , узлы выполняют на штампованных фасонках ,шаровых сердечников.

Существуют 2 основных подхода к расчету таких систем

1. Купол рассматривают как сплошную ассиметричную оболочку обладающей некой эквивалентной жесткостью

2. Купол рассматривают как дискретную стержневую систему и рассчитывают методом строительной механики

Пластинчатые купола

Эти купола собирают из металлических пластин или панелей , которые имеют выштампованные ребра жесткости . Между собой пластины соединяют сваркой по контуру или узловыми соединениями на болтах

31Ребристые и ребристо кольцевые купола . Конструирование и расчет

Ребристые купола –конструкция колокола состоит из отдельных плоских или пространственных ребер расположенных в радиальном напровлении и связанных между собой кольцевыми прогонами. Опорный контур может быть как металлический так и Ж/Б. Для обепичения общей устойчивости купола в плоскости кровли между ребрами устраивают связи.При расчете на вертикальные нагрузки симмитрично отностиельно оси купола купол расчленяют на отдельные полуарки, а при расчете на горизантальные или на несеметричные вертикальные нагр купол расчленяют на деаметрально расположенные арки

Ребристо –кольцевые купола В этих куполах прогоны и ребра сопряжены по узлам т.е представляют собой единую пространственную систему

Кольцевые прогоны работают как опорное кольцо заменяются при расчете на условную затяжку

Наличае жестких связей между прогонами и ребрами дает существенную экономию металла

30 Двухсетчатые оболочки

Конструктивные схемы таких оболочек аналагичны схемам плоских плитных структур как и в структурах эти оболочки образуются системами перекрестных ферм , связанных по нижним и верхним поясам соединительной решеткой , по верхнему поясу решетка может быть защещина металлическим настилом

По сравнению с односетчатой оболочкой эти оболочки обладают большей жесткостью и несущей способностю поэтому можно перекрывать пролеты до 500м с исползованием стержней покатного или гнутого профиля.

29Односетчатые оболочки

Одностенчатые оболочки ими перекрывают прямоугольные в плане сооружения проектируют в виде цилиндрической поверхности

Тело оболочки прдставляет собой сетчатую систему со стержнями идущими в следующих направлениях:

- в двух напровл (ромбическое)-в трех напровлениях

-в четырех напровлениях

Сувеличением числа напряжений стержней происходит увеличение жесткости оболочки

Стержни выполняют из прокатных или штампованных профелей

Если нагр расположена в поперчном напровлении симметрично то жесткую оболочку можно рассчитывать как балку опертую на торцевые диофрагмы и имеющие сечение арки.

28 Конструктивные решения узлов сопряжения структур

Узел системы «Юнистрет» представляет собой штампованную фасонку соединение стержней на болтах. Такой узел применяют в структурах большой жесткости

Достоинства –низкие трудозатраты по изготовлению и монтажу

Недостаток-отсутствие компенсационной способности

Узел Цнииск торцы стержней сплющиваются и привариваются к узловой шпильке

+:малая металлоемкость

--:ограниченная компенсационная способность

Узел Берлин к сплошным торцам труб приваривают клиновидные наконечники образуешие при сборке узла цилиндр с отверстием внутри торцы отверстия после сборки закрывают

+:простота монтажа, обладает незначительной компенсационной способностю

--:большой объём монтажной сварки

Узел Триодетик для соединения трубчатых стержней применяют цилиндр с прорезями

+:малая трудоемкость сборки

--:сложность изготовления , отсутствие компенсационной способности

27Пространственные сетчатые системы покрытий(структуры) назночение конструктивные особенности достоинства и недостатки

Эти системы прим в виде плоских покрытии болшепролетных зданий. Плоские структуры образованны путем перисекания ферм в двух , трех и более напровлений с разбиванием плиты на ячейки

Различают Струк у которых верхний и нижний пояс различны либо в одной вертикальной плоскости либо с смещением друг относительно друга. В каждой системе можно выделить повторяющейся обемный элимент в виде пирамиды или прзмы

+Относительная легкость, повышенная надежность, архитектурная вырозительность, большая жесткость, низкие трудозотраты,

-повышенная сложность монтажа узлов

Расчетная схема структур это балка расчитаваемая на поперечный изгиб и свободно опертая. Устройство консольных свесов позволяет уменьшить изгиб. Момент структуры

26 Несущие конструкции из аллюминевых сплавов

Напяжения возникающие при применении статически неопределимых систем(купола, безшарнирные арки , рамы) в аллюминевых констр. в следстви низкого модуля упругости оказывается меньшим чем в аналогичных стальных констр.

ПАНЕЛИ- различают каркасные и безкоркасные, безкаркасные имеют малую несущую способность и используются как стеновые устойчивость обшивки обеспечивается слоем утеплителя обладающего необходимой жесткостю. Каркасные панели облад. Большей несущей способностью обшивка таких панелей выполняется из перфорированных или плоских листов

Такие панели могут быть с предворительным напряжением обшивки из плоскости листа сушествуют 3 способа

1)Распорный-панель состоит из ячеек в центре каждой имеется болт напряжение осуществл ввинчиванием или вывинчиванием болта

2)Изгибной нтяжение обшивки осуществляется прикреплением листов к эллиментам каркаса зарание изогнутым в разные стороны

3)Линейный натяжение обшивки осуществляется домкратами а затем крепят обшивку к каркасу

Эти констр прим при пролете 25м и более

Пространственные конструкции-

19 Колонны в каркасах многоэт зд

Типы сечений :

1. Двутавровое (сварное или прокатное) с толстыми полками ,, используют на верхних этажах

2. Сплошное (квадратное или прямоугольное)исполз на нижних этажах

3. Крестовое сечение-прим в случае когда изгибающий момент действует в двух напровлениях

4. Коробчатое- из уголков или швеллеров прим при большой продольной нагр и изгибе в двух плоскостях или при большой свободной длине.

5. Сквозное-применяют в целях облегчения конструкции колонны.

6. Трубчатое- применяют в тех же случаях, что и крестовое.

18 Конструктивные схемы связи в каркасных многоэтажных зданиях.

1) Полураскосное- допускают в панелях со связями дверным или оконным проемом.Испытывает небольшие усилия.

2)Крестовая-наиболее жесткая.Устанавливают в глухих панелях.

3)Ромбическая- Имеет много узлов и при работе системы под нагрузкой вызывает изгиб.

4)С неполными раскосами-

17 Общие сведения о компоновке стального каркаса многоэтажных

зданий.

Область применения многоэтаж.зд.- общественные жилые здания. В зависимости от планировки помещений и высоты зд. Применяются следующий тип несущей системы: каркасные, бескаркасные, смешанные.

Каркасные системы подразделяют на связевые, рамно-связевые, рамные. Связевые системы могут быть решены в виде плоской диафрагмы или в виде пространственных стволов жесткости, располагаемых как внутри, так и снаружи сооружений.Сопряжение ригелей и стоек в таких системах- шарнирные.

+:рациональное использование металла, максимальная типизация.

--: низкая жесткость

Рамные связи

Они представляются в виде конструкций, у которых сопряжение ригелей и стоек- жесткое. Связь между рамами обеспечивается через монолитные жб плиты.

Эта система более сложна в изготовлении, однако являются более жесткими.

Рамносвязевые

Она состоит из вертик.связей, воспринимающих горизонт.нагрузку совместно с рамами, расположенными в одной или нескольких плоскостях.

Вертик.связи м.б. в виде консольных ферм, защемленных в фундаменте. Оптимальный шаг колонн определяется высотой здания, влияет на расход стали.Т.к ветровая нагрузка может действовать в любом направлении, то связи для обеспечения жесткости размещают в двух направлениях, симметрично относительно главных осей сечения.

16 Конструктивное решение узлов болшепролетных арок: опорных и ключевых. Особенности расчета

Опорные узлы арок м.б

-плиточными

-пятиковыми

-балонсирными

В ключе легких арок верхний узел для устройства шарнира применяется болтовое или листовое

Особенности расчета арок

Арки рассчитывают на вертикальные(основные) нагр и ветровые(дополнительные)

На величену ветрового давл оказывает влияние открытые проемы.

Для покр торцы которого м.б открыты необходимо рассматривать следующие сочитания:1)Бокового или торцевого давления ветра

2) создание вакуума в следствии отсоса воздуха из под арачного покр

3) Действие ветра внутри сооружения , котор поподает под покрытие

Подбор прочности проводится методом интерации из условия прчности сжато изгибаемого элимента

Расчет стенки и решетки производится на действие поперечной силы

13)Сплошные рамные большепролетные констр. Особенности расчета

При перекрытии больших пролетов прим. 2-х шарнирные или бесшарнирные рамы. Большепролетная рама подраздел. На сплошные и сквозные.

Сплошные рамы прим. При пролетах до 60 м.

+:меньшая трудоемкость изготовл.,

+:транспортабельность

Эти рамы проектируют 2х шарнирн.,чтобы облегчить констр. опор.Устр. стальная затяжка в уровне опорных шарниров.Сечен. ригеля и стоек двутавровое сварное.

Карнизные узлы выполняют по принципу скругления внутр. Кромки.для снижен.концентр.напр.для повышения несущ.способн.сплошн.рам они могут предварит. Напрягаться.

12)Балочные большепролетные конструкции.

Прим.в случаях,когда опоры не могут восприним.распорных усилий( при опирании на стену или на жб плиты)

Балочные системы при больших пролетах тяжелее рамных и арочных, но проще в изготовлении и монтаже.

При пролетах 50-70м балочн.конструкц. представлены в виде ферм.

Очертания ферм и схема решетки определ.пролетом, типом кровли и констр.подвеса потолка.

Большепролетн.фермы в основном применяют в зданиях зрелищного хар-ра.

Хорошую основу для большепрол. Констр. дают 3-х гранная ферма с предварительным напряжением.

При пролетах более 30 м необходимо одну из опор балочной конструкции устр. Подвижной,чтобы исключить возможн.передачи на опоры распорных усилий, вызванных тем,что имеет место наличие общих продольных деформац.поясов.

Более предпочтительны конструкц., имеющие верхние и нижние ломаные очертания

Фермы более 45м. расчленяют на отправочные части.

Эффективно применение предворит.напряженных ферм полиогонального очертания 2-х поясов с ромбической решеткой.

9) Первая группа облегченных рамных конструкций: рамы из перфорированных двутавров; рамы с элементами переменной жесткости из прокатных двутавров; рамы с ригелем постоянного сечения с гибкой стенкой.

1гр Сплошностенчатые рамы:

Рамы из перфорированных двутавров

Ригель данной констр. образован путем роспуска стенки прокатного двутавра п ломаной линии, с последующей сборкой и сваркой образованных тавров.

В виду жесткого сопряжения ригеля и стойки происходит перераспределение изгибающего момента с ригеля на карнизный узел.

При этом рационально будет та констр.,у которой значение пролетного и карнизного моментов приблизит.равны.

Рамы с элементами переменной жесткости из прокатных двутавров

Эта рама имеет очертания наиболее точно повторяющие эпюру изгиб.моменов.

+ :возможность производства как в заводских,так и в построечных условиях.Низкие затраты при монтаже,вызванные применением фланцевых соедин.в узлах.

К таким рамам возможно подведение 2х-опорных кранрв грузопод-тью до5т.

2типовых решения: рама Батлер(США),рама Канск(СССР)

Рамы с ригелем постоянного сечения с гибкой стенкой.

Высокий уровень напр. По периметру рам перемен.жесткости по сравнен. С рамами постоян.сечения и связанное с этим их повышенная деформативность ограничив-ет примен.рам переменной жесткости в зданиях с относит.тяжелыми мостов.кранами на консолях и трехопорными подвесными кранами

2 типовые- Плоуэн(США),Орск(СССР).

Сечение стержней рамы коробчатое с гибкой стенкой.

8) Общие сведения об облегченных рамных конструкциях: разделение на группы, типы сечений, виды статических схем однопролетных и многопролетных рам.

Данные констр. условно делят на 3 гр:

-сплошностенчатые рамы

-сплошностенчатые системы рамно-балочного типа

-решетчатые рамные системы

Типы сечений сплошностенч-х рам:

а) сечения в виде сварных Т

б) коробчатое сечение состоит из гнутых элементов

в) сечения из разных по высоте Т

Типы сечений решетчатых рам:

а) из одиночных прокатных или гнутых уголков

б) из гнутых швеллеров

в) из профилей

По статической схеме однопролетные рамы бывают:

а) 3х-шарнирные. Примен.при небольших пролетах, т.к. наиболее металлоемки и обладают повыш.деформативностью.

б) 3х-шарнирные с затяжкой

в) 2х-шарнирн. Имеют наибольшее применение, т.к. в них в большей степени проявляется эффект жесткого сопряжения ригеля и стойки,они мало чувствит.к осадке опор.

г) 2х-шарн.с затяжкой

д) бесшарнирные. Этот вид рам имеет наименьший расход металла, но весьма чувствителен к осадкам опор и воздействиям t*

При выборе в многопролет.рамах стат.схемы предпочтение отдают таким схемам, в котор.внутр.стойки соедин.шарнирно,что знач.упрощает констр.рамы.

5) Типы кровель. Связи покрытия в одноэтажных производственных зданиях.

1.прогонные 2. беспрогонные

Прогонные устанавлив.на верхние пояса стропильных ферм в их узлах.По прогонам укладывается метал-й настил(профилерован, стальной, из алюмин.сплава) Поверх настила уклад-ют пароиз.утеплитель, гидроизоляционный ковер.

Прогоны бывают:

1.сплошного сечения а) двутавр, швеллер, гнутые профили; б) составное

2 . Решетчатого сечения. Примен.при пролетах12м

--:Больш.кол-во элементов узловых деталей и связанная с этимвысок.трудоемкость.

Типовые решения решет.прогонов:

1. 3х-панельный прогон. При малых нагрузках прим.прутковые прогоны, у котор. Элементы решетки из сортовой стали или одиночных уголков.

2. 4х-ппанельный прогон.

Расситываются на косой изгиб в 2х плоскостях, в противном случае на поперечный изгиб.

Решетчатые прогоны расчит. Как фермы с неразрез.верхним поясом, который работает на статек. с изгибом в одной плоскости( если отсутств.статная состав.нагрузки) или в 2х плоскостях.

Элементы решетки прогонов испытываютпродольные усилия.

Беспрогонные представлены в виде ж-б плит покрытия, которые создают весьма жесткий диск

--: большой собственный вес кровли. Альтернативное решение- примен.сэндвич панелей.

--: большой расход металла по сравнению с прогонными кровлями

Связи покрытия(связи шатра)

Система связей покрытия состоит из ГС, ВС объединенных в ядра жесткости, которые располагают в торцах здания и у каждого температ.шва.

Ядра жесткости состоят из: вертик.связей, поперечных горизонт.связей по нижнему и верхнему поясам гориз ферм.

Для обеспечения устойчивости сточных(?) верхних поясов ферм из плоскости ферм служат прогоны и плиты покрытия при условии,что они закрепл.от прод.смещений поперечными связями по верхним поясам.

В однопролетных зданиях высотой более 18м .В зданиях с мост.кранами Q>10т , с кранами тяжелого и весьма тяжелого режимов работы при любой грузоподъемн.обязат.устан.продольные гориз.связи по нижним поясам ферм, которые воспринимают гориз.силы от мостовых кранов,действующ.на 2-3 смежные рамы.

При жестком сопряжении ригеля с колонной м.б.сжаты прилег.к опорам панели нижнего пояса ферм, поэтому независмо от условий устан.продольные связи по нижним поясам.

В многопролетн.зданиях эти связи ставят по контуру здания и в некотор.средних рядах колонн через 60-90м по ширине здания.

Поперечные связи по нижним поясам закрепл.продольные, а в торцах здания они необходимы для восприятия ветровой нагрузки.

Вертикальные связи располагают в плоскости вертик.стоек ферм. Для удобства крепления верт.связей,вертик.стойки ферм выполняют крестового сечения.

В зданиях с крановым оборудованием верт.связи располаг.в плоскости подвески по всей длине здания. Размещают в центре пролета и на опорах(если позволяет констр.фермы), а также через 12-15м по ширине здания.

2Компоновка однопролетных рам одноэтажных бескрановых производственных зданий…………

Полезная высота здания назначается в соответствии с техническим заданиемно не мение 2,4м и кратноя 0,2м. Определяющим фактором явл высота оборудованияили параметры напольного средства по перемещению груза

25Общие указания по проектированию конструкций из аллюминвых сплавов.

На формы данных констр большое влияние оказывает модуль упругости , коэффициент темпратурно продольной диформации, корозиостойкость материала.

Относително низкий модуль упругости(Е_ol=1/3Е_st) и модуля сдвига(G_al=1/3G_st) требуются меры по обеспечению общей и местной устойчивости элиментов конструкции

1. центерально сжатый стержень следует проектировать мение гибким чем стальной, для внецентренно сжатых стержней с приведенным эксинтреситетом , низкое значение модуля упругости должно быть компенсировано прим стальных вставок по длинне элимента

2. Изгибаемые элименты минимальноя высота сечения балок из аллюминевых сплавов из усиля жесткости д.б в (R_al*E_st)/R_st*E_al раз больше чем стальных поэтому чтоб обеспечить предельный прогиб наряду с увеличением высоты сечения используют прдворит напряжение,аллюм иммает относительно высокое значение температурной деформации что приводит к необходимости устр более часто температурные швы

24 Мачты конструирование и расчет

Мачта состоит из ствола(сплошные , решотчатые) опирающегося на центеральный фундамент, оттяжек закрепленных в анкерных фундаментах,(число оттяжек принимают в зависимости от высоты и назночения мачты) Для придания стволу необходимой жесткости ростояние между соседними ярусами оттяжками принимается не более 40*b для 4-х гранных стволов не более30b для 3-х гранных Места крепления оттяжек следует увязывать с местом крепления оборудования

Трех граные мачты проектируют в каждом ярусе тремя оттяжками расположенных в плане под120 градусов

В высоких мачтах для уменьшения провисания оттяжки их крепят реями

Для опр усилий в оттяжках мачту рассматривают как систему однопролетных балок шарнирно опертой в местах крепления оттяжек

23 Башни конструирование и расчет

Башни бывают

1. по количеству граней: -трех, четырех ,многогранные

2. по конфигурации:без перелома, с переломом

3. По схеме решетки : с треугольной , с ромбической, с крестовой, с шпренгельными

Трех гранные башни прим тогда когда их высота и масса оборудования невелик, а многогранные при болшой высоте и значит массе оборудования , при выборе схемы башни формы и размеров профелей ёё элиментов важно стрмится к снижению её аэродинамического сопротивления.

В башнях с поясами и элиментами решетки из труб наиболее рациональной явл. Крестовоя решетка с предворительно напряженными поясами.

В башнях с поясами и элиментами из уголков используются треуголные и ромбические решетки со шпренгельным заполнением.

Для упрощения расчета башня расчленяется на участки длинной 10-20м

В основании каждого участка опредиляется изгибающий момент поперечной силы, крутящий момент

22Общие свединея о высотных сооружениях классификация конструктивные особенности

Это сооружения у которых высота намного превышает размер поперечного сечения к ним относят :опоры антенных сооружений, опоры воздушных ЛЭП, вытяжные башни, вент. И дымовые трубы, осветительные и метео вышки , маяки, водонапорные башни

По статической схеме все такие сооружения подразделяют на –башни –мачты Башня высотное сооружение жестко закрепленное в основании и раб как консольная балка

Мачта устойчивость обеспечивается оттяжками

По конструктивному решению эти сооружения м.б решетчатыми и сплошными Элим решетчатых выполн из труб углоков или швеллеров.

Высотные сооружения раб как правило на восприятие горизонтальной нагр

21Особенности расчета стального каркаса многоэт зданий

Расчет ведут на несущую способность на жесткость . Проверка жесткоти при ветровой нагр сводится к определению максималного прогиба каркаса который не должен превышать 1/1000Н

Расчет на вертикальную нагр

Балки при свободном опирании расчитыв как однопролетные. Колонны работают на центеральное сжатие. При опредиление изгибающего мом. Колонны рассматривают как неразрезную балкунагруженную силами в уровне опор

Расчет на горизонтальные нагр

В рамных системах горизонт нагр восприним рамы , расположенные по всем рядам колонн

В связивых системах горизонт нагр восприним системой связей (диофрагма , ядра жесткости). Связи в связевой системе рассчитывают как вертик фермы жестко защемленные в фундаменте.

20 Балки (ригели)в каркасах многоэт зд.

Балки расположенные по осям колонн явл ригелями рам и поэтому работает на момант не только от вертик нагр но и от горизонтальной, балки проектир двутаврого сечения, прокатного или сварным.

При пролетах более 12м использ фермы с поясами из широкополочн двутавров или тавров с бесфасонным решением узлов

Сопряжение балки с калонной:

Свободное жесткое сопряжение

15 Арочные болшепролетные констр:общие положения , статические схемы, виды очертания поясов, сечения.

По расходу метала они выгоднее чем балочные и рамные но при этом сложны в изготовлении мантоже

Различают арки по:

Статической схеме

-двухшарнирные –они могут легко деформироваться вследствии свободного поворота в шарнире блогодоря этому увеличивается напряжения от температуры и осадок опор не возникает.

- безшарнирные-Эти арки металлоемки но при этом имеют мощные опоры и явл. Чувствительными к температурам и осадкам опор.

-трхшарнирные-При слабых грунтах требуется устр металлической затяжки для восприятия распора находящегося ниже уровня пола может быть использована для создания подвесного потолка(для увеличения полезной высоты помещения)

ОЧЕРТАНИЯ ПОЯСОВ

-С поралельными поясами

-с переломом наружнего пояса

-серповидная

Сечение сплошных арок сварное двутавровое, сквозные арки включают в себя ветви из спаренных уголков или тавров, швеллеров

Сквозные арки пректируют аналогично легким фермам, решетка таких арок м.б треуголной , треугольной с дополн стойками

Высота сечения сквозной арки приним равной длинне панелей

14 Сквозные рамные болшепролетные конструкции особенности расчета

Распростронены в ангаро стротельстве при пролетах до 150м высота сечения стоек и ригеля принимается равной длине панели

Отношение высоты ригеля к пролету из условия наименьшего расхода метала приним.

H_p/l=1/12-1/20

Сквозные рамы могут иметь две статические схемы

1)Двух шарнирная 2) бесшарнирная

Уменшить изгибаюший момент в ригеле а следственно и высоту сечения можно передачей веса стены или покрытия пристроек примыкающих к главному корпусу

Ригель рамы может иметь предворит напряжение путем устоновки высоко прочных затяжек. Очертание поясов ригеля м.б трапициидальным или с паролельными поясами

Сечение сварных рам опред. Методом из условия прочностисжатого элимента

Прогиб рам опр. Только от действия временной нагр.

Опорные узлы в рамах при нагр более 2500кН проектируют балансирными, а при менших плиточными

При пролетах более 50м и невысоких жестких стойках рамы необходимо рассчитывать на температурные воздействия

11) Арочные конструкции.

Эффект арки заключается в том, что при действии поперечной нагрузки появляются не только вертикальн.реакции, но и гориз-е(распоры).

Распор в каждом сечении арки создает момент, противоположный по знаку моменту от внешних сил. В каждом сечении арки действует продольное сжимающее усилие, вызванное распором на опоре.

Варианты восприятия распорок крайними опорами (рисунок):

По статической схеме арки подразделяют на 3х-шарнирн, 2х-шарнирн. И бесшарнирные.

Генеральные размеры арки :

L=5-100м

f- высота подъема, n- высота сечения

Пролет и стрела подъема задаются технологич.и архитектурн.требованиями.

В зависимости от соотношения f / L арки разделяют на

1)пологие f /L=1/4…1/10

2)высокие f / L=1/4…1

Оптимальная кривая очертания арки- это кривая давления, которая характеризуется тем, что от заданной нагрузки в любом сечении арки изгиб.моменты равны 0. В пологих арках нагрузку от веса снега и ветра можно принять равномерно распред.по пролету. При таком характере загружения кривая давления предст.квадратной параболой. Для упрощения изготовления арки квадратную параболу. Нагрузка распределяется равномерно по кривой арки. В этом случае очертания арки принимается по цепной линии(катеноиду),т.к. на арку действуют другие нагрузки(ветровая, от кранов),то кривую арки принимают по некоторой средней кривой, которая дает минимальные моменты в сечениях арки.

По конструктивному решению арки подразделяют на сплошные и сквозные (решетчатые).

Сплошные имеют высоту сечения h=(1/50…1/80)L,и принимаются при пролетах до 60м .Сплошные арки обладают большей жесткостью, чем сквозные.

Сквозные арки применяются при пролетах более 60м и имеют высоту сечения h=(1/30…1/60)L

Решетка сквозных арок м.б.: треугольной, треугольной с дополнит.стойками и раскосной.

Арки пролетом не более 30м являются негабаритными конструкц., поэтому для их транспорт. производят членение на отправочные марки длиной 6-12м.

Соединение отправочных элементов на строит. Площадке производится при помощи высокопрочных болтов путем устройства фланцевого соединения.

Конструкции опорных узлов:

1.шарнирные опоры:

а)по типу баз с фрезированным торцом, б) плиточная опора, в) пятниковая опора, г) балансирная опора(примен.для сильно нагруж. арок)

Бесшарнирные опоры конструируют по типу внецентренностатых стоек или сквозного сечения.

10) Вторая и третья группы облегченных рамных конструкций: сплошностенчатые системы рамно-балочного типа и решетчатые рамные системы. Конструктивные решения карнизных и ключевых узлов облегченных рам.

2гр. Сплошностенчатые рамы рамно-балочного типа.

Несущий поперечник данной конструкции может быть

Решен в виде неразрезного 2х или 3х-пролетного типа с шарнирным опиранием на средние стойки, которые жестко закреплены в фунд-те.

Сечение ригелей стоек- прокатное двутавровое. Соединение элементов рамы в узлах фланцевое.

В 3х-пролетныхрамах средние стойки устанавл.с шагом в 12м, а крайние-6м, поэтому ригель опирается на средние стойки через подстропильные балки.

В 2х-пролетных рамах для уменьшения изгиб.момента в ригеле устраиваются наружные свесы.

3гр.Решетчатые рамные системы

Такие рамы снижают металлоемкость, но повышают трудоемкость изготовлен.

Жесткое сопряжение ригеля и стойки ведет к снижению изгиб.мом.в ригеле.

Решетка рамы треугольная или треуг .с доп.стойками.

Сечение элем.рамы либо одиноч.уголки, либо гнутые профили.

Примен.одиночных уголков позволяет либо не использовать узловых фасонов, либо минимизировать их использов.

Применение гнутых профилей позвол. Компоновать сечение стержней наиболее выгодно, сообразно характеру внутр.усилий.

Конструктивное решение карнизных и ключевых узлов облегченных рам.

Ключевой узел(коньковый) решается в виде фланцевого соединения.

При жестком сопряжении в ключе фланцы соедин.между собой высокопрочными болтами,а их стыкуемая поверхн. Подлежит обработке с целью повышен.коэф.трения на контакте.

Карнизные узлы имеют 3 варианта положения фланцев в простр-ве.

1) Наличие опорного столика с одной стороны упрощает сборку констр.,с другой стороны- требует фрезерования опорного столика и торца фланца.

В случае, если кол-во болтов в соедин.ограничив-ся размерами фланца,то выполняют увеличение его длины в верхней части,что приводит к усложнению констр.кровли.

2) +:Большая длина фланца позволяет распределить большее кол-во болтов и увеличить плечо момента в узле и засчет этого уменьш.усилие в болте.

--: Положение фланцев под углом 45* способствует появлению максимальных касательных напряжений в зоне контакта

3)—:Наклонное расположение фланца усложнит сборку и изготовлен.элементов узла.

7) Конструктивные решения подкрановых балок.

Типы сечений зависят от нагрузки пролета и режима работы крана. При пролетах до 6(12?)м и грузопод-тью до10т использ. Прокатные двутавры типа Ш

При Q=50(30?)т и кранах режима работы 1к-5к такжеиспользуют двутавры, но для воспр.поперечных крановых нагрузок их необходимо усиливать листом, либо уголками, либо принять несимметрич.сечение с развитым верхним поясом.

При большой грузоподъем.кранов и тяжелом режиме работ приним.двутавровые подкрановые балки с тормозной конструкцией.

При L<1.25м применяют тормозные констр.в виде балок, выполненных из рефленого или гнутого листа.

ПриL>1.25м тормозн.констр. представл.фермами из одиночн.или спаренных уголков, имеющих треугольную решетку или треугольн.с дополнит.стойками.

Для того, чтобы горизонтальные смещения от тормозных констр-й не передавались на стены, эти крепления выполняют в виде листового шарнира.

При кранах с Q до 50т рациональны подкрановые балки в виде широкополочных тавров со стенкой в виде листовой вставки.

Для снижения расхода металла сварные подкрановые балки выполн.бистальными.

Для снижения концентрации напряжения в стенке балки, возникающих от внецентренного приложения крановой нагрузки при большой интенсивности работы кркнов, необходимо фиксировать(увеличивать?) крутильную жесткость верхнего пояса путем установки вертик-х или наклонных ламелей или использ.двустенчатое сечение.

Для повышения долговечности подкрановые балки применяют со сменной верхней частью из широкополочного двутавра, прикрепляемого высокопрочными болтами.

В зданиях черной металлургии с кранами особого режима работы примен.клепаные балки.

6) Подкрановые конструкции: назначение, состав и классификация.

Эти констр. предназнач.для:

1. передвижение кранов

2. обеспечение гориз.развязки из плоскости рам.

3. передача на гориз.(вертик?)связи между колоннами продольных усилий от торможения кранов, ветровых нагрузок, сейсмических нагрузок.

Подкран.констр. под опорные краны состоят из:

1) подкрановых балок или ферм, восприним.вертик.нагр.от кранов

2)тормозных констр.,восприн.поперечн.горизонт. воздействия узлов крепления подкран-х констр., передающих крановые воздействия на колонны

3) крановых рельсов с элементами их крепления

4) связей, обеспечивающих жесткость и неизменность подкрановых систем управления(буферов)

Основные несущие элем-ты подкр.констр. подкрановые балки классифицируют:

1. Разрезные и неразрезные

Разрез-е балки проще в монтаже, не чувствительны к осадке опор, однако имеют повыш.расход металла

2. С ездой подъемно-транспортного оборудования наверху или понизу.

При легких кранах Q<30т и больших пролетах целесообразны решетчатые подкран.балки с жестким верхним поясом.

-- :трудоемкость изготовления и монтажа, низкая долговечность при кранах тяжелого режима работы.

При больших пролетах (шаг колонн 24м и более) и кранах большой грузопод-ю примен.подкраново подстропильные фермы.

Пути подвесных кранов могут иметь след.сечения:

а) двутавровое прокатное(типа М)

б) составное сварное с ездовой полкой из износоустойчивого материала.

При пролете путей 12м возможно примен.перфорированных балокДля уменьшения изгибающего момента в балках подкран-х путей устанавл-ют дополнит.подвески

4 Общие свединия о связях ,связи между колоннами

Связи служат:

1)Обеспичение неизменяемости пространственного каркаса и устойчивости его сжатых элиментов

2) Восприятие и передача на фундаменты некоторых нагрузок(ветров, кранов)

3)обеспечение совместной работы поперечных рам

4)Создание жесткости каркаса для необходимой эксплуотации

5)Обеспечение условий удобного монтажа

Связи между колоннами

Эти связи обеспечивают геометрическую неизменяемость каркаса и его несущую способность в продольном напровлении. Они воспринимают ветровые нагрузки действующие на торцевые поверхности здания и инерционные воздействия от кранов

Решетка связей может быть при шаге 6м крестовая , треугольная а при12м портальная.

При больших инерционных воздействиях по торцам зд. В надкрановой части устанавл крестовые связи

1 Общие свединия о стальн. Каркасах одноэт зд. Фанарные надстройки. Размешение колонн

Каркас это комплекс несущих конструкций воспринимающий и передающий на фундамент различные нагрузки и воздействия

По способу восприятия нагр : -рамные, рамно-связевые , связевые.

Наиболее распростронены рамно- связевые каркасы

Рама состоит как правило из стоек(колонн) и ригелей в виде ферм, к связям относят: связи между колоннами , связи покрытия, подкрановые конструкции, кровельные плиты, подстропильные фермы.

Каркасы бывают однопролетные и многопролетные

Различают 2 вида поперечных рам:-рамы с решотчатым ригелем – облегченные рамы

Требования к каркасу зд:

-надежность

-долговечность и экономичность

-удовлетворение по назночению сооружения

Фанарные надстройки

Служат для обеспечения света и аэрации

Фанари различают:

По назначению

-световые ,-аэрационные,-светоаэрационные

По расположению относительно пролета здания

-продольные ,-поперечные,-точечные

По конфигурации

-П-образные,-М-образные,-тропецевидные,-шедовые,-зенитные

Каркас состоит из:поперечных конструкций, продольных горизонтальных кровельных панелей, боковых огрождающих конструкций.

Размещение колон принимают с учетом технологических , конструктивных и экономических факторов

Пролеты 18, 24,34,36. Шаг 6, 12м

У торцов здания колонны смещают на 500мм для размещения типовых огрождающих конструкций, при больших размерах зд устраивают температурные швы

Поперечные устраивают путем установки в месте разрезки двух поперечных рам

Продольные темп швы решают либо расчленением температурной рамы на 2 или более самостоятельных