Енциклопедія пожежної безпеки

Хрестові вертикальні зв'язки із сталевих ферм покриття. Вертикальні зв'язки для забезпечення жорсткості будівель. Системи зв'язку каркасів виробничих будівель

Металевий каркас складається з багатьох несучих елементів(ферма, рама, колони, балки, ригелі), які необхідно «зв'язувати» один з одним для збереження стійкості стиснених елементів, жорсткості та геометричної незмінності конструкції всієї будівлі. Для з'єднання конструктивних елементівкаркасу служать металеві зв'язки. Вони сприймають основні поздовжні та поперечні навантаження та передають їх на фундамент. Металеві зв'язки також рівномірно розподіляють навантаження між фермами та рамами каркасу для збереження загальної стійкості. Важливим призначенням є протидія горизонтальним навантаженням, тобто. вітровим навантаженням.

Саратовський резервуарний завод здійснює зв'язки з гарячекатаних сортових куточків, гнутих куточків, гнутих профільних труб, гарячекатаних профільних труб, круглих труб, гарячекатані та гнутих швелерів та двотавр. Загальна маса металу, що використовується, повинна становити приблизно 10% від загальної масиметалоконструкції будівлі.

Основними елементами, що з'єднують зв'язки, є ферми та колони.

Металеві зв'язки колон

Зв'язки колон забезпечують поперечну стійкість металевої конструкції будівлі та її просторову незмінність. Зв'язки колон і стійок є вертикальнимиметалоконструкціями і конструктивно є розпірки або диски, які формують систему поздовжніх рам. Призначення жорстких дисків – кріплення колон до фундаменту будівлі. Розпірки з'єднують колони горизонтальній площині. Розпірки є поздовжніми балочними елементами, наприклад, міжповерхові перекриття, підкранові балки.

Усередині зв'язків колон розрізняють зв'язку верхнього ярусу та зв'язку нижнього ярусу колон. Зв'язки верхнього ярусу мають вище підкранових балок, зв'язки нижнього ярусу, відповідно, нижче балок. Основними функціональними призначеннямиНавантаженням двох ярусів є здатність передачі вітрової навантаження на торець будівлі з верхнього ярусу через поперечні зв'язки нижнього ярусу на підкранові балки. Верхні та нижні зв'язки також сприяють утримуванню конструкції від перекидання в процесі монтажу. Зв'язки нижнього ярусу також передають навантаження від поздовжнього гальмування кранів на підкранові балки, що забезпечує стійкість підкранової частини колон. В основному в процесі будівництва металоконструкцій будівлі використовуються зв'язки нижніх ярусів.

Схема вертикальних зв'язків між колонами

Металеві зв'язки ферм

Для надання просторової жорсткості конструкції будівлі чи споруди металеві фермитакож з'єднуються зв'язками. Зв'язок ферм є просторовим блоком з прикріпленими до нього суміжними кроквяними фермами. Суміжні ферми по верхнім та нижнім поясам з'єднані горизонтальними зв'язками ферм, а по стойках решітки - вертикальними зв'язками ферм.

Горизонтальні зв'язки ферм по нижнім та верхнім поясам

Горизонтальні зв'язки ферм бувають також поздовжніми та поперечними.

Нижні пояси ферм з'єднуються поперечними та поздовжніми горизонтальними зв'язками: перші фіксують вертикальні зв'язки та розтяжки, за рахунок чого зменшується рівень вібрації поясів ферм; другі є опорами верхніх кінців стійок поздовжнього фахверка і рівномірно розподіляють навантаження на сусідні рами.

Верхні пояси ферм з'єднуються горизонтальними поперечними зв'язками як розпірок чи прогонів задля збереження запроектованого становища ферм. Поперечні зв'язки об'єднують верхні пояси ферми в єдину системуі стають «замикаючою гранню». Розпірки запобігають зсуву ферм, а поперечні горизонтальні ферми/зв'язки запобігають зсуву розпірки.

Вертикальні зв'язки ферм потрібні в процесі будівництва або споруди. Їх якраз і називають найчастіше монтажними зв'язками. Вертикальні зв'язки сприяють збереженню стійкості ферм через зміщення їхнього центру ваги вище опор. Разом із проміжними фермами вони утворюють просторово-жорсткий блок із торців будівлі. Конструктивно вертикальні зв'язки ферм є дисками, що складаються з розпірок і ферм, які розташовуються між стійками. кроквяних фермпо всій довжині будівлі.

Вертикальні зв'язки колон та ферм

Конструкції металевих зв'язків сталевого каркасу

За конструкцією металеві зв'язки також бувають:

    перехресні зв'язки, коли елементи зв'язків перетинаються та з'єднуються між собою посередині

    кутові зв'язки, які розташовуються кількома частинами до ряду; застосовуються в основному для будівництва малопрогонових каркасів

    портальні зв'язки для каркасів П-подібного вигляду(з отворами) мають велику площуповерхні

Основним типом з'єднання металевих зв'язків- це болтове, тому що такий вид кріплення максимально ефективний, надійний та зручний у процесі монтажу.

Фахівці Саратовського резервуарного заводу спроектують та виготовлять металеві зв'язки з будь-якого профілю відповідно до механічних вимог до фізико-хімічним властивостямматеріалу залежно від техніко-експлуатаційних умов

Надійність, стійкість та жорсткість металевого каркасуВашої будівлі або споруди багато в чому залежить від якісного виготовленняметалеві зв'язки.

Як замовити виготовлення металевих зв'язків на Саратовському резервуарному заводі?

Для розрахунку вартості металоконструкцій нашого виробництва Ви можете:

  • зв'язатися з нами за телефоном 8-800-555-9480
  • написати на електронну пошту технічні вимогидо металоконструкцій
  • скористатися формою " ", вказати контактну інформацію, і наш фахівець зв'яжеться з Вами

Спеціалісти Заводу пропонують комплексні послуги:

  • інженерні дослідження на об'єкті експлуатації
  • проектування об'єктів нафтогазового комплексу
  • виробництво та монтаж різних металоконструкцій

Вертикальні розміри

Н ≥ Н 1 + Н 2;

Н 2 ≥ Н до + f + d;

d = 100 мм;

Повна висота колони

Розміри ліхтаря:

· H ф = 3150 мм.


Горизонтальні розміри

< 30 м, то назначаем привязку а = 250 мм.

< h в = 450 мм.

де В 1 = 300 мм за дод. 1



·

< h н = 1000 мм.

-

- зв'язків ліхтаря;

- зв'язків фахверку.

3.

Збирання навантажень на раму.

3.1.1.


Навантаження на підкранову балку.

Підкранова балка прольотом 12 м під два крани вантажопідйомністю Q = 32/5 т. Режим роботи кранів – 5К. Проліт будівлі 30 м. Матеріал балки С255: R y = 250 МПа = 24 кН/см 2 (при товщині t 20 мм); R s = 14 кН/см2.

Для крана Q = 32/5 т середнього режиму роботи з дод. 1 максимальне вертикальне зусилля на колесі F k n = 280кН; вага візка G Т = 85кН; тип кранової рейки – КР-70.

Для кранів середнього режиму роботи поперечне горизонтальне зусилля на колесі для кранів з гнучким підвісом кранів:

Т n = 0,05 * (Q + G Т) / n = 0,05 (314 + 85) / 2 = 9,97 кН,

де Q - номінальна вантажопідйомність крана, кН; G т - вага візка, кН; n про – кількість коліс з одного боку крана.

Розрахункові значення зусиль на колесі крана:

F к = f f k 1 * F k n = 1,1 * 1 * 280 = 308 кН;

Т до = f f k 2 * Т n = 1,1 * 1 * 9,97 = 10,97 кН,

де f = 1,1 - коефіцієнт надійності по крановому навантаженню;

k 1 , k 2 =1 - коефіцієнти динамічності, що враховує ударний характер навантаження під час руху крана по нерівностях колії та на стиках рейок, табл. 15.1.

Таблиця

Номер навантаження Навантаження та комбінації зусиль Ψ 2 Перерізи стійки
1 - 1 2 - 2 3 - 3 4 - 4
M N Q M N M N M N Q
Постійна -64,2 -53,5 -1,4 -56,55 -177 -6 -177 +28,9 -368 -1,4
Снігова -67,7 -129,9 -3,7 -48,4 -129,6 -16 -129,6 +41,5 -129,6 -3,7
0,9 -60,9 -116,6 -3,3 -43,6 -116,6 -14,4 -116,6 +37,4 -116,6 -3,3
D max на ліву стійку +29,5 -34,1 +208,8 -464,2 -897 +75,2 -897 -33,4
0,9 +26,5 -30,7 +188 -417,8 -807,3 +67,7 -807,3 -30,1
3 * на праву стійку -99,8 -31,2 +63,8 -100,4 -219 +253,8 -219 -21,9
0,9 -90 -28,1 +57,4 -90,4 -197,1 +228,4 -197,1 -19,7
Т на ліву стійку ±8,7 ±16,2 ±76,4 ±76,4 ±186 ±16,2
0,9 ±7,8 ±14,6 ±68,8 ±68,8 ±167,4 ±14,6
4 * на праву стійку ±60,5 ±9,2 ±12 ±12 ±133,3 ±9
0,9 ±54,5 ±8,3 ±10,8 ±10,8 ±120 ±8,1
Вітрова ліворуч ±94,2 +5,8 +43,5 +43,5 -344 +35,1
0,9 ±84,8 +5,2 +39,1 +39,1 -309,6 +31,6
5 * справа -102,5 -5,5 -39 -39 +328 -34,8
0,9 -92,2 -5 -35,1 -35,1 +295,2 -31,3
+M max N соот Ψ 2 = 1 № навантажень - 1,3,4 - 1, 5 *

зусилля
- - - +229 -177 - - +787 -1760
Ψ 2 = 0,9 № навантажень - 1, 3, 4, 5 - 1, 2, 3 * , 4, 5 *
зусилля - - - +239 -177 - - +757 -682
-M ma N соот Ψ 2 = 1 № навантажень 1, 2 1, 2 1, 3, 4 1, 5
зусилля -131,9 -183,1 -105 -306,6 -547 -1074 -315 -368
Ψ 2 = 0,9 № навантажень 1, 2, 3 * , 4, 5 * 1, 2, 5 * 1, 2, 3, 4, 5 * 1, 3, 4 (-), 5
зусилля -315,1 -170,1 -52,3 -135 -294 -542 -1101 -380 -1175
N ma +M соот Ψ 2 = 1 № навантажень - - - 1, 3, 4
зусилля - - - - - - - +264 -1265
Ψ 2 = 0,9 № навантажень - - - 1, 2, 3, 4, 5 *
зусилля - - - - - - - +597 -1292
N mi -M соот Ψ 2 = 1 № навантажень 1, 2 1, 2 1, 3, 4 -
зусилля -131,9 -183,1 -105 -306,6 -547 -1074 - -
Ψ 2 = 0,9 № навантажень 1, 2, 3 * , 4, 5 * 1, 2, 5 * 1, 2, 3, 4, 5 * -
зусилля -315,1 -170,1 -52,3 -135 -294 -472 -1101 - -
N mi -M соот Ψ 2 = 1 № навантажень 1, 5 *
зусилля +324 -368
N mi +M соот Ψ 2 = 0,9 № навантажень 1, 5
зусилля -315 -368
Q ma Ψ 2 = 0,9 № навантажень 1, 2, 3, 4, 5 *
зусилля -89

3.4. Розрахунок ступінчастої колони виробничої будівлі.

3.4.1. Початкові дані:

Поєднання ригеля і колони - жорстке;

Розрахункові зусилля вказані у таблиці,

Для верхньої частини колони

у перерізі 1-1 N = 170 кН, М = -315кНм, Q = 52 кН;

у перерізі 2-2: М = -147 кНм.

Для нижньої частини колони

N 1 = 1101 кН, М 1 = -542 кНм (виг. момент довантажує підкранову гілку);

N 2 = 1292 кН, М 2 = 597 кНм (ізг. момент довантажує зовнішню гілку);

Q max = 89кН.

Співвідношення жорсткостей верхньої та нижньої частин колони I/I н = 1/5;

матеріал колони – сталь марки С235, бетон фундаменту класу В10;

коефіцієнт надійності за навантаженням n =0,95.

Основа зовнішньої гілки.

Необхідна площа плити:

А пл.тр = N в2 / R ф = 1205/0,54 = 2232 см 2;

R ф = γR б ≈ 1,2 * 0,45 = 0,54 кН/см 2; R б = 0,45 кН/см 2 (Бетон В7,5) табл. 8.4.

З конструктивних міркувань звис плити з 2 має бути не менше 4 см.

Тоді В b до + 2с 2 = 45 + 2 * 4 = 53 см, приймаємо В = 55 см;

Lтр = А пл.тр /В = 2232/55 = 40,6 см, приймаємо L = 45 см;

А пл. = 45 * 55 = 2475 см 2 > А пл. тр = 2232 см 2 .

Середня напруга в бетоні під плитою:

σ ф = N в2 / пл. = 1205/2475 = 0,49 кН/см2.

З умови симетричного розташуваннятраверс щодо центру тяжкості гілки, відстань між траверсами у світлі дорівнює:

2(b f + t w - z o) = 2 * (15 + 1,4 - 4,2) = 24,4 см; при товщині траверси 12 мм із 1 = (45 – 24,4 – 2*1,2)/2 = 9,1 см.

· Визначаємо згинальні моменти на окремих ділянкахплити:

ділянку 1(Консольний звис з = з 1 = 9,1 см):

М 1 = σ ф с 1 2 / 2 = 0,49 * 9,1 2 / 2 = 20 кНсм;

ділянка 2(Консольний звис з = з 2 = 5 см):

М 2 = 0,82 * 5 2 / 2 = 10,3 кНсм;

ділянка 3(Плита, оперта на чотири сторони): b/а = 52,3/18 = 2,9 > 2, α = 0,125):

М 3 = ασ а 2 = 0,125 * 0,49 * 15 2 = 13,8 кНсм;

ділянка 4(Плита, оперта на чотири сторони):

М 4 = ασ а 2 = 0,125 * 0,82 * 8,9 2 = 8,12 кНсм.

Приймаємо до розрахунку М max = М 1 = 20 кНсм.

· Необхідна товщина плити:

t пл = √6М max γ n /R y = √6*20*0,95/20,5 = 2,4 см,

де R y = 205 МПа = 20,5 кН/см 2 для сталі Вст3кп2 завтовшки 21 - 40 мм.

Приймаємо t пл = 26 мм (2 мм – припуск на фрезерування).

Висоту траверси визначаємо з умови розміщення шва кріплення траверси до гілки колони. У запас міцності всі зусилля у гілці передаємо на траверси через чотири кутові шви. Зварювання напівавтоматичне дротом марки Св – 08Г2С, d = 2 мм, k f = 8 мм. Необхідна довжина шва визначається:

l w.

l w< 85β f k f = 85*0,9*0,8 = 61 см.

Приймаємо h тр = 30см.

Перевірка міцності траверси виконується так само, як для центрально-стиснутої колони.

Розрахунок анкерних болтів кріплення підкранової гілки (N min = 368 кН; М = 324 кНм).

Зусилля у анкерних болтах:F a = (М-N y 2) / h про = (32400-368 * 56) / 145,8 = 81кН.

Необхідна площа перерізу болтів зі сталі Вст3кп2: R = 18,5 кН/см 2 ;

А в.

Приймаємо 2 болти d=20 мм, А в.а =2*3,14=6,28 см 2 . Зусилля в анкерних болтах зовнішньої гілки менше. З конструктивних міркувань приймаємо такі ж болти.

3.5. Розрахунок та конструювання кроквяної ферми.

Початкові дані.

Матеріал стрижнів ферм – сталь марки C245 R = 240 МПа = 24 кН/см 2 (t ≤ 20 мм), матеріал фасонок – C255 R = 240 МПа = 24 кН/см 2 (t ≤ 20 мм);

Елементи ферм виконуються із куточків.

Навантаження від маси покриття (за винятком ваги ліхтаря):

g кр = g кр - g g g фон = 1,76 - 1,05 * 10 = 1,6 кН / м 2 .

Масу ліхтаря, на відміну розрахунку рами, враховуємо у місцях фактичного спирання ліхтаря на ферму.

Маса каркасу ліхтаря на одиницю площі горизонтальної проекції ліхтаря g фон = 0,1 кН/м 2 .

Маса бортової стінки та скління на одиницю довжини стінки g б.ст = 2 кН/м;

d-розрахункова висотаприймається відстань між осями поясів (2250-180=2,07м)

Вузлові сили (а):

F 1 = F 2 = g кр ' Вd = 1,6 * 6 * 2 = 19,2 кН;

F 3 = g кр ' Вd + (g фон '0,5 d + g б.ст) В = 1,6 * 6 * 2 + (0,1 * 0,5 * 2 + 2) * 6 = 21,3 кН;

F 4 = g кр В (0,5 d + d) + g фон В (0,5 d + d) = 1,6 * 6 * (0,5 * 2 + 2) + 0,1 * 6 * ( 0,5 * 2 + 2) = 30,6 кН.

Опорні реакції: . F Ag = F 1 + F 2 + F 3 + F 4 / 2 = 19,2 +19,2 +21,3 +30,6 / 2 = 75 кН.

S = S g m = 1,8 m.

Вузлові сили:

1-й варіант снігового навантаження(б)

F 1s = F 2s = 1,8 * 6 * 2 * 1,13 = 24,4 кН;

F 3s = 1,8 * 6 * 2 * (0,8 +1,13) / 2 = 20,8 кН;

F 4s = 1,8 * 6 * (2 * 0,5 +2) * 0,8 = 25,9 кН.

Опорні реакції: . F As = F 1s + F 2s + F 3s + F 4s / 2 = 2 * 24,2 +20,8 +25,9 / 2 = 82,5 кН.

2-й варіант снігового навантаження (в)

F 1 s ' = 1,8 * 6 * 2 = 21,6 кН;

F 2 s ' = 1,8 * 6 * 2 * 1,7 = 36,7 кН;

F 3 s ' = 1,8 * 6 * 2 / 2 * 1,7 = 18,4 кН;

Опорні реакції: . F′ As = F 1 s + F 2 s + F 3 s = 21,6 +36,7 +18,4 = 76,7 кН.

Навантаження від рамних моментів (див. таблицю)(г).

Перша комбінація

(Спол. 1, 2, 3 *, 4, 5 *): М 1 max = -315 кНм; поєдн. (1, 2, 3, 4*, 5):

М 2соотв = -238 кНм.

Друга комбінація (без урахування снігового навантаження):

М 1 = -315-(-60,9) = -254 кНм; М 2соотв = -238-(-60,9) = -177 кНм.

Розрахунок швів.

№ стрижня Перетин [N], кН Шов по обушку Шов по перу
N про, кН K f см l w , см N п, кН k f см l w , см
1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 125х80х8 50х5 50х5 50х5 50х5 282 198 56 129 56 0,75N = 211 0,7N = 139 39 90 39 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 11 8 3 6 9 0,25N = 71 0,3N = 60 17 39 17 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 6 6 3 4 3

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ.

1. Металеві конструкції. за ред. Ю.І. Кудишина Москва, вид. ц. "Академія", 2008р.

2. Металеві конструкції. Підручник для вузів / Под ред. Є. І. Беленя. - 6-те вид. М.: Будвидав, 1986. 560 с.

3. Приклади розрахунку металевих конструкцій. За редакцією А. П. Мандріков. - 2-ге вид. М.: Будвидав, 1991. 431 с.

4. СНиП II-23-81 * (1990). Стальні конструкції. - М.; ЦИТП Держбуду СРСР, 1991. - 94 с.

5. СНіП 2.01.07-85. Навантаження та впливу. - М.; ЦИТП Держбуду СРСР, 1989. - 36 с.

6. БНіП 2.01.07-85 * . Додатки, Розділ 10. Прогини та переміщення. - М.; ЦИТП Держбуду СРСР, 1989. - 7 с.

7. Металеві конструкції. Підручник для вузів / Под ред. В. К. Файбішенко. - М.: Будвидав, 1984. 336 с.

8. ГОСТ 24379.0 - 80. Фундаментні болти.

9. Методичні вказівкиз курсових проектів «Металеві конструкції» Морозова 2007р.

10. Проектування металевих конструкцій виробничих будівель. За ред. А.І. Актуганів 2005р.

Вертикальні розміри

Проектування каркасу одноповерхової виробничої будівлі починаємо з вибору конструктивної схеми та її компонування. Висота будівлі від рівня підлоги до низу будівельної ферми

Н ≥ Н 1 + Н 2;

де Н 1 - Відстань від рівня підлоги до головки кранової рейки за завданням Н 1 = 16 м;

Н 2 – відстань від головки кранової рейки до низу будівельних конструкцій покриття, що розраховуються за формулою:

Н 2 ≥ Н до + f + d;

де Н к - Висота мостового крана; Н к =2750 мм за дод. 1

f – розмір, що враховує прогин конструкції покриття залежно від величини прольоту f = 300 мм;

d - зазор між верхньою точкою візка крана та будівельною конструкцією,

d = 100 мм;

Н 2 = 2750 +300 +100 = 3150 мм, прийнято - 3200 мм (т.к. Н 2 приймається кратним 200мм)

H про ≥ Н 1 + Н 2 = 16000 + 3200 = 19200 мм, прийнято – 19200 мм (т.к.

Висота верхньої частини колони:

· Н в = (h б + h р) + Н 2 = 1500 + 120 + 3200 = 4820 мм., Остаточно розмір уточнимо після розрахунку підкранової балки.

Висота нижньої частини колони, при заглибленні бази колони на 1000 мм нижче підлоги

· Н н = H про - Н + 1000 = 19200 - 4820 + 1000 = 15380 мм.

Повна висота колони

· H = Н + Н н = 4820 + 15380 = 20200 мм.

Розміри ліхтаря:

Приймаємо ліхтар шириною 12 м із склінням в один ярус висотою 1250 мм, висотою борту 800 мм та карнизу 450 мм.

Н фн. = 1750+800+450=3000 мм.

· H ф = 3150 мм.

Конструктивна схемакаркасу будівлі представлено на малюнку:


Горизонтальні розміри

Оскільки крок колон 12 м, вантажопідйомність 32/5 т, висота будівлі< 30 м, то назначаем привязку а = 250 мм.

· h в = а + 200 = 250 + 200 = 450мм

· h в min = Н в / 12 = 4820/12 = 402мм< h в = 450 мм.

Визначимо значення величини l1:

· l 1 ≥ В 1 + (h в - а) + 75 = 300 + (450-250) + 75 = 575 мм.

де В 1 = 300 мм за дод. 1

Приймаємо l1 = 750 мм (кратний 250 мм).

Ширина перерізу нижньої частини колони:

· h н = l 1 + а = 750 + 250 = 1000 мм.

· h н min = Н н /20 = 15380/20 = 769мм< h н = 1000 мм.

Перетин верхньої частини колони призначаємо суцільно-тенчастим двотавровим, нижньої - суцільний.

Зв'язки сталевого каркасу виробничої будівлі

Просторова жорсткість каркасу та стійкість каркасу та окремих його елементів забезпечується шляхом постановки системи зв'язків:

Зв'язки між колонами (нижче і вище підкранової балки), необхідні для забезпечення стійкості колон з площин рам, сприйняття та передачі на фундаменти навантажень, що діють уздовж будівлі (вітрових, температурних) та фіксацію колон під час монтажу;

- зв'язків між фермами: а) горизонтальні поперечні зв'язки по нижнім поясам ферм, що сприймають навантаження від вітру, що діє на торець будівлі; б) горизонтальні поздовжні зв'язки по нижнім поясам ферм; в) горизонтальні поперечні зв'язки верхніх поясів ферм; г) вертикальні зв'язки між фермами;

- зв'язків ліхтаря;

- зв'язків фахверку.

3. Розрахунково-конструктивна частина.

Збирання навантажень на раму.

3.1.1. Розрахункова схемапоперечної рами.

За геометричні осі ступінчастих колон приймаються лінії, що проходять через центри ваги верхньої та нижньої частин колони. Розбіжність центрів тяжкості дає ексцентриситет «е 0 », який обчислюємо:

е 0 = 0,5 * (h н - h в) = 0,5 * (1000-450) = 0,275 м


Зв'язки з ферм призначені для:

- Створення (сумлінно зі зв'язками по колонах) загальної просторової жорсткості та геометричної незмінності каркасу ОПЗ;

– забезпечення стійкості стислих елементів ферм із площини ригеля шляхом скорочення їхньої розрахункової довжини;

- Сприйняття горизонтальних навантажень на окремі рами ( поперечногогальмування кранових візків) та перерозподілу їх на всю систему плоских рам каркаса;

– сприйняття та (совісно зі зв'язками по колонах) передачі на фундаменти деяких поздовжніхгоризонтальних навантажень на конструкції машзала (вітрових діючих на торець будівлі та кранових);

- Забезпечення зручності монтажу ферм.

Зв'язки з ферм поділяють на:

─ горизонтальні;

─ вертикальні.

Горизонтальні зв'язки розташовують у площині верхніх та нижніх поясів ферм.

Горизонтальні зв'язки, розташовані поперек будівлі називають поперечними, а вздовж – поздовжніми.

Зв'язки по верхнім поясам ферм

Зв'язки по нижнім поясам ферм

Вертикальні зв'язки з ферм

Поперечні горизонтальні зв'язки у площині верхніх і нижніх поясів ферм спільно з вертикальними зв'язками між фермами встановлюють по торцях будівлі та в середній частині, там, де розміщені вертикальні зв'язки по колонах.

Вони створюють жорсткі просторові бруси біля торців будівлі та в середній частині.

Просторові бруси у торців будівлі служать для сприйняття вітрового навантаження, що діє на торцевий фахверк і передачі її на зв'язку по колонах, балки підкранові і далі на фундамент.

Інакше їх називають вітровими зв'язками.

2. Елементи верхнього пояса кроквяних ферм стиснуті і можуть втратити стійкість із площини ферм.

Поперечні зв'язки верхніх поясів ферм разом з розпірками закріплюють вузли ферм від переміщення в напрямку поздовжньої осі будівлі та забезпечують стійкість верхнього пояса з площини ферм.

Поздовжні зв'язкові елементи (розпірки) знижують розрахункову довжину верхнього пояса ферм, якщо вони самі закріплені від усунення жорстким просторовим зв'язковим брусом.

У безпрогінних покриттях ребра панелей закріплюють вузли ферм від усунення. У покриттях прогонами вузли ферм від зміщення закріплюють самі прогони, якщо вони закріплені в горизонтальній зв'язковій фермі.

Під час монтажу верхні пояси ферм закріплюють розпірками у трьох або більше точках. Це залежить від гнучкості ферми у процесі монтажу. Якщо гнучкість елементів верхнього поясу ферми не перевищує 220 , Розпірки ставлять по краях і в середині прольоту. Якщо 220 , то розпірки ставлять частіше.

У безпрогінному покритті це закріплення виробляють за допомогою додаткових розпірок, а в покриттях з розпірними прогонами є самі прогони.

У нижньому поясі також ставлять розпірки зменшення розрахункової довжини елементів нижнього пояса.

Поздовжні горизонтальні зв'язки по нижнім поясам ферми призначені для перерозподілу горизонтального поперечного кранового навантаження від гальмування візка на мосту крана. Це навантаження діє окрему раму і за відсутності зв'язків викликає значні поперечні переміщення.


Поперечне зміщення рами від дії кранового навантаження:

а) за відсутності поздовжніх зв'язків по нижнім поясам ферм;

б) за наявності поздовжніх зв'язків по нижнім поясам ферм

Поздовжні горизонтальні зв'язки залучають до просторової роботи сусідні рами, внаслідок чого поперечне зміщення каркаса значно зменшується.

Поперечне зміщення каркасу залежить також від конструкції покрівлі. Покрівля із залізобетонних панелей вважається жорсткою. Покрівля з профільованого настилу по прогонах вона не може значною мірою сприймати горизонтальні навантаження. Така покрівля вважається не жорсткою.

Поздовжні зв'язки по нижнім поясам ферм розміщують у крайніх панелях ферм уздовж усієї будівлі. У машинних залах електростанцій поздовжні зв'язки розміщують лише перших панелях нижніх поясів ферм, прилеглих до колонам ряду А. З. протилежного бокуферм поздовжні зв'язки ставлять, т.к. силу поперечного гальмування крана приймає жорстка деаераторна етажерка.

У будинках прольотом 30 мдля закріплення нижнього пояса поздовжніх переміщень встановлюють розпірки в середній частині прольоту. Ці розпірки зменшують розрахункову довжину, отже, і гнучкість нижнього пояса ферм.

Вертикальні зв'язки з ферм розташовують між фермами. Їх виконують як самостійних монтажних елементів (ферм) і встановлюють разом із поперечними зв'язками по верхнім і нижнім поясам ферм.

По ширині прольоту вертикальні зв'язкові ферми розташовують по опорним вузлам ферм та площині вертикальних стійок ферм. Відстань між вертикальними зв'язками по ферм від 6 до 15м.

Вертикальні зв'язки між фермами служать усунення деформацій зсуву елементів покриття в поздовжньому напрямі.



Зв'язки між колонами.

Система зв'язків між колонами забезпечує під час експлуатації та монтажу геометричну незмінність каркаса та його несучу здатність у поздовжньому напрямку, а також стійкість колон з площини поперечних рам.

Зв'язки, що утворюють жорсткий диск, мають у своєму розпорядженні посередині будівлі або температурного відсіку, враховуючи можливість переміщення колон при температурних деформаціях поздовжніх елементів.

Якщо поставити зв'язки (жорсткі диски) по торцях будівлі, то у всіх поздовжніх елементах (підкранові конструкції, підкроквяні ферми, розпірки зв'язків) виникають великі температурні зусилля F t

При довжині будівлі або температурного блоку понад 120м між колонами зазвичай ставлять дві системи зв'язкових блоків.

Граничні розміри між вертикальними зв'язками у метрах

Розміри в дужках дано для будівель, що експлуатуються при розрахункових температурах зовнішнього повітря t = -40 ° -65 °С.

Найбільш проста схемазв'язків хрестова, вона застосовується при кроці колон до 12 м. Раціональний кут нахилу зв'язків , тому при не великому кроці, але великій висотіколон встановлюють два хрестові зв'язки по висоті нижньої частини колони.

У таких випадках іноді проектують додаткову розв'язку колон з площини рами розпірками.

Вертикальні зв'язки ставлять у всіх рядах будівлі. При великому етапі колон середніх рядів, а також щоб не заважати передачі продукції з прольоту в проліт проектують зв'язки портальної та напівпортальної схем.

Вертикальні зв'язки між колонами сприймають зусилля від вітру W 1 і W 2 діючого на торець будівлі і поздовжнього гальмування кранів Т ін.

Елементи хрестових та портальних зв'язків працюють на розтяг. Стислі стрижні внаслідок великої гнучкості вимикаються з роботи та в розрахунку їх не враховують. Гнучкість розтягнутих елементів зв'язків, розташованих нижче рівня підкранових балок, не повинна перевищувати 300 для звичайних будівель та 200 для будівель з «особливим» режимом роботи кранів; для зв'язків вище підкранових балок – відповідно 400 та 300.



Зв'язки з покриття.

Зв'язки по конструкціях покриття (намету) або зв'язку між фермами створюють загальну просторову жорсткість каркаса і забезпечують: стійкість стиснутих поясів ферм з їхньої площини, перерозподіл місцевих кранових навантажень, прикладених до однієї з рам, на сусідні рами; зручність монтажу; задану геометрію каркасу; сприйняття та передачу на колони деяких навантажень.

Зв'язки з покриття мають:

1) у площині верхніх поясів кроквяних ферм – поздовжні елементи між ними;

2) у площині нижніх поясів кроквяних ферм – поперечні та поздовжні зв'язкові ферми, а також іноді і поздовжні розтяжки між поперечними зв'язковими фермами;

3) вертикальні зв'язки між кроквяними фермами;

4) зв'язки за ліхтарями.

Зв'язки у площині верхніх поясів ферм.

Елементи верхнього поясу кроквяних ферм стиснуті, тому необхідно забезпечити їх стійкість із площини ферм.

Ж/б плити покриття та прогони можуть розглядатися як опори, що перешкоджають зміщенню верхніх вузлів із площини ферми за умови, що вони закріплені від поздовжніх переміщень зв'язками, розташованими у площині покрівлі. Такі зв'язки (поперечні зв'язкові ферми) доцільно розташовувати в торцях цеху, щоб вони разом з поперечними фермами зв'язковими по нижнім поясам і вертикальними зв'язками між фермами створювали просторовий блок, що забезпечує жорсткість покриття.

При більшій довжині будівлі або температурного блоку встановлюють проміжні зв'язкові поперечні ферми, відстань між якими не повинна перевищувати 60 м.

Для забезпечення стійкості верхнього пояса ферми з її площини в межах ліхтаря, де немає покрівельного настилу, Передбачаються спеціальні розпірки, у коньковому вузлі ферми обов'язкові. У процесі монтажу (до встановлення плит покриття або прогонів) гнучкість верхнього пояса з площини ферми повинна бути не більше 220. Тому, якщо конькова розпірка не забезпечує цієї умови, між нею та розпіркою на опорі ферми (у площині колон) ставлять додаткову розпірку.

Зв'язки у площині нижніх поясів ферм

У будинках з мостовими кранами необхідно забезпечити горизонтальну жорсткість каркаса як упоперек, так і вздовж будівлі.

При роботі мостових кранів виникають зусилля, що викликають поперечні та поздовжні деформації каркасу цеху.

Якщо поперечна жорсткість каркаса недостатня, крани під час руху можуть заклинюватися та порушується нормальна експлуатація. Надмірні коливання каркасу створюють несприятливі умовидля роботи кранів та збереження огороджувальних конструкцій. Тому в однопрогонових будинках великої висоти (H>18 м), у будинках з мостовими кранами Q>100 кН, з кранами важкого і дуже важкого режимів роботи при будь-якій вантажопідйомності обов'язкова система зв'язків по нижнім поясам ферм.

Горизонтальні сили F від мостових кранів впливають у поперечному напрямку одну плоску раму чи дві-три суміжні.

Поздовжні зв'язкові ферми забезпечують спільну роботусистеми плоских рам, унаслідок чого поперечні деформації каркасу від дії зосередженої сили значно зменшуються.

Стійки торцевого фахверка передають вітрове навантаження F вт у вузли поперечної зв'язкової ферми.

Щоб уникнути вібрації нижнього пояса ферми внаслідок динамічного впливу мостових кранів обмежується гнучкість розтягнутої частини нижнього пояса з площини рами: при кранах з числом циклів навантаження 2×10 6 і більше – величиною 250, для інших будівель – величиною 400. Для скорочення довжини розтягнутої пояси в деяких випадках ставлять розтяжки, що закріплюють нижній пояс у бічному напрямку.

Вертикальні зв'язки між фермами.

Ці зв'язки пов'язують між собою кроквяні ферми і перешкоджають їх перекиданню. Вони встановлюються, зазвичай, в осях, де встановлені зв'язку по нижнім і верхнім поясам ферм утворюючи разом із нею твердий блок.

У будинках з підвісним транспортом вертикальні зв'язки сприяють перерозподілу між фермами кранового навантаження, прикладеного безпосередньо до конструкцій покриття. У цих випадках, а також до кроквяних ферм кріплять електричні кран - балки значної вантажопідйомності, вертикальні зв'язки між фермами розташовують у площинах підвіски безперервно по всій довжині будівлі.

Конструктивна схема зв'язків залежить головним чином кроку кроквяних ферм.

Зв'язки по верхніх поясах кроквяних ферм

Зв'язки по нижнім поясам кроквяних ферм

Для горизонтальних зв'язків при кроці ферм 6м може бути застосована хрестові грати, розкоси яких працюють тільки на розтягування (рису).

Останнім часом переважно застосовуються зв'язкові ферми з трикутними гратами (рис б). Тут розкоси працюють як на розтяг, так і на стиск, тому їх доцільно проектувати з труб або гнутих профілів, що дозволяють знизити витрату металу на 30-40 %.

При кроці кроквяних ферм 12 м діагональні елементи зв'язків, що навіть працюють тільки на розтягування, виходять занадто важкими. Тому систему зв'язків проектують так, щоб найбільш довгий елемент був не більше 12 м, і цим елементом підтримують діагоналі (рис, г).

Забезпечити кріплення поздовжніх зв'язків можна і без ґрат зв'язків по верхньому поясу ферм, яка не дає можливості використовувати наскрізні прогони. У цьому випадку до жорсткого блоку входять елементи покриття (прогони, панелі), кроквяні ферми і часто розташовані вертикальні зв'язки (рис д). Таке рішення є нині типовим. Елементи зв'язку намету (покриття) розраховуються, як правило, за гнучкістю. Гранична гнучкість для стиснених елементів цих зв'язків – 200, для розтягнутих – 400, (при кранах із числом циклів 2×10 6 і більше – 300).

Система конструктивних елементів, що служать для підтримки стінового огородження та сприйняття вітрового навантаження називається фахверком.

Фахверк влаштовується для навантажених стін, а також внутрішніх стінта перегородок.

При самонесучих стінах, а також при панельних стінахз довжинами панелей, рівними кроку колон, потреби в конструкціях фахверка немає.

При кроці зовнішніх колон 12 м стінових панеляхдовжиною 6м встановлюються проміжні фахверкові стійки.

Фахверк, що встановлюється у площині поздовжніх стін будівлі, називається поздовжнім фахверком. Фахверк, що встановлюється у площині стін торця будівлі, називається торцевим фахверком.

Торцевий фахверк складається з вертикальних стояків, які встановлюються через 6 або 12 м. Верхні кінці стояків у горизонтальному напрямку спирають на поперечну зв'язкову ферму в рівні нижніх поясів кроквяних ферм.

Щоб не перешкоджати прогину кроквяних ферм від тимчасових навантажень, спирання стійок фахверка здійснюється за допомогою листових шарнірів, що є тонким листом t=(8 10мм) шириною 150 200мм, який у вертикальному напрямку легко згинається, не перешкоджаючи прогину ферми; у горизонтальному напрямку він передає зусилля. До стійк фахверка кріплять ригелі для віконних отворів; при великій висоті стійок у площині торцевої стіни ставлять розпірки, що зменшують їхню вільну довжину.

Стіни з цегли чи бетонних блоків влаштовують самонесучими, тобто. що сприймають всю свою вагу, і тільки бічне навантаження від вітру передається стіною на колону або стійку фахверка.

Стіни з великопанельних з/б плит встановлюються (навішуються) на столики колон або фахверкових стояків (один столик через 3 – 5 плит по висоті). У цьому випадку фахверкова стійка працює на позацентровий стиск.

Зв'язки каркаса забезпечують геометричну незмінність та стійкість елементів у поздовжньому напрямку, спільну просторову роботу конструкцій каркасу, жорсткість будівлі та зручність монтажу та складаються з двох основних систем: зв'язків між колонами та зв'язків покриття.

Зв'язки між колонами.Зв'язки між колонами (рис. 6.4) забезпечують під час експлуатації та монтажу геометричну незмінність каркаса та його несучу здатність у поздовжньому напрямку, сприймають та передають на фундамент вітрові навантаження, що діють на торець будівлі, та впливи від поздовжнього гальмування мостових кранів, а також забезпечують стійкість колон із площини поперечних рам.

Система зв'язків по колонах складається з надкранових одноплощинних зв'язків V-подібної схеми, що розташовуються в площині поздовжніх осей будівлі, і підкранових двоплощинних хрестової схеми, що розташовуються в площинах гілок колони.

Підкранові зв'язки у кожному ряді колон розташовуються ближче до середини блоку будівлі, щоб забезпечити свободу температурних деформацій в обидві сторони та знизити температурну напругу в елементах каркасу. Кількість зв'язків (одна або дві за довжиною блоку) визначається їх несучою здатністюдовжиною температурного відсіку та найбільшою відстанню L звід торця будівлі (температурного шва) до осі найближчого вертикального зв'язку (див. табл. 6.1). За наявності двох вертикальних зв'язків відстань між ними в осях має перевищувати 40 – 50 м.

Надкранові зв'язки встановлюються в крайніх кроках колон біля торця будівлі або температурного блоку, а також у місцях, де передбачаються вертикальні зв'язки в площині. опорних стійоккроквяних ферм.

Проміжні колони (поза блоками зв'язків) у рівні кроквяних ферм розкріплюються розпірками.

При великій висоті підкранової частини колони доцільною є установка додаткових горизонтальних розпірок між колонами, що зменшують їх розрахункову довжину з площини рами (на рис. 6.4 показані пунктиром).

Вертикальні зв'язки по колонах розраховуються на кранові та вітрові навантаження. W, Виходячи з припущення роботи на розтяг одного з розкосів хрестових підкранових зв'язків. При великої довжиниелементів, що сприймають невеликі зусилля, зв'язки приймаються за граничною гнучкістю λ u = 200.

Елементи зв'язків виконуються із гарячекатанних куточків, розпірки – із гнутих прямокутних профілів.

Зв'язки покриття.Система зв'язків покриття складається з горизонтальних та вертикальних зв'язків, що утворюють жорсткі блоки в торцях будівлі або температурного блоку та за необхідності проміжні блоки по довжині відсіку (рис. 6.5).

Горизонтальні зв'язки у площині нижніх поясів кроквяних ферм проектуються двох типів. Зв'язки першого типу складаються з поперечних та поздовжніх зв'язкових ферм та розтяжок (див. рис. 6.5, в г- При кроці 12 м). Зв'язки другого типу складаються з поперечних зв'язкових ферм та розтяжок (див. рис. 6.5, д- при кроці ферм 6 м; див. рис. 6.5, е- При кроці ферм 12 м).


Рис. 6.4.Схема зв'язків по колонах


6.5. Зв'язки покриття


Рис. 6.5(продовження)


Поперечні зв'язкові ферми нижніми поясами кроквяних ферм передбачаються в торцях будівлі або температурного (сейсмічного) відсіку (див. рис. 6.5, д, е). Передбачається також додатково одна зв'язкова горизонтальна ферма в середині будівлі або відсіку при їх довжині більше 144 м у будинках, що зводяться в районах з розрахунковою температурою зовнішнього повітря -40 про С і вище, та при довжині будівлі понад 120 м у будинках, що зводяться в районах з розрахунковою температурою нижче -40 про З (див. рис. 6.5, в, г). Тим самим зменшуються поперечні переміщення пояса ферми, що виникають внаслідок податливості зв'язків. Поперечні горизонтальні зв'язки в рівні нижніх поясів ферм сприймають вітрове навантаження на торець будівлі, що передається верхніми частинами стійок фахверка, і разом з горизонтальними горизонтальними зв'язками по верхніх поясах ферм і вертикальними зв'язками між фермами забезпечують просторову жорсткість покриття.

Поздовжні горизонтальні зв'язки в площині нижніх поясів кроквяних ферм передбачаються вздовж крайніх рядів колон у будівлях:

з мостовими опорними кранами груп режимів роботи 7К і 8К, що потребують влаштування галерей для проходу уздовж кранових колій;

з підкроквяними фермами;

з розрахунковою сейсмічностью 7, 8 та 9 балів;

з відміткою низу кроквяних ферм понад 18 м незалежно від вантажопідйомності кранів;

у будинках з покрівлею по залізобетонних плитах, обладнаних мостовими опорними кранами. загального призначеннявантажопідйомністю понад 50 т при кроці кроквяних ферм 6 м і понад 20 т при кроці ферм 12 м;

в однопрогонових будинках з покрівлею по сталевому профільованому настилу, обладнаних кранами вантажопідйомністю понад 16 т;

при кроці кроквяних ферм 12 м із застосуванням стійок поздовжнього фахверка.

Поперечні горизонтальні зв'язки у рівні верхніх поясів кроквяних ферм передбачаються для забезпечення стійкості поясів із площини ферм. Через ґрати поперечних зв'язків по верхніх поясах ферм утрудняється використання ґратчастих прогонів і тому поперечні зв'язки, як правило, не застосовуються. І тут розв'язка ферм забезпечується системою вертикальних зв'язків між фермами.

У будинках з покрівлею по залізобетонних плитах у рівні верхніх поясів кроквяних ферм передбачаються розпірки (див. рис. 6.5, а). У будинках з покрівлею за сталевим профільованим настилом розпірки розташовуються тільки в підліхтарному просторі, розкріплення ферм між собою здійснюється прогонами (див. рис. 6.5, б); при розрахунковій сейсмічності 7, 8 та 9 балів передбачаються також поперечні зв'язкові ферми або діафрагми жорсткості, що встановлюються в торцях сейсмічного відсіку (див. рис. 6.5, ж- при кроці ферм 6 м; див. рис. 6.5, до- при кроці ферм 12 м), і додатково не менше однієї при довжині відсіку більше 96 м у будинках з розрахунковою сейсмічності 7 балів і при довжині відсіку більше 60 м у будинках з розрахунковою сейсмічності 8 і 9 балів.

У діафрагмах жорсткості профільований настил, крім основних функцій конструкцій, що захищають, виконує функцію горизонтальних зв'язків по верхніх поясах кроквяних ферм. Поперечні діафрагми жорсткості та горизонтальні зв'язкові ферми сприймають поздовжні розрахункові горизонтальні навантаження від покриття.

У будинках з ліхтарем у разі влаштування проміжної діафрагми жорсткості ліхтар над діафрагмою повинен бути перерваний. Діафрагми жорсткості виконуються з профільованого настилу марок H60-845-0,9 або H75-750-0,9 згідно з ГОСТ 24045-94 з посиленим кріпленням його до прогонів.

Кроквяні ферми, що не примикають безпосередньо до поперечних зв'язків, розкріплюються в площині розташування цих зв'язків розпірками та розтяжками. Розпірки забезпечують необхідну бічну жорсткість ферм під час монтажу (гранична гнучкість верхнього пояса ферми з її площини під час монтажу) λ u= 220). Розтяжки передбачаються зменшення гнучкості нижнього пояса з метою запобігання вібрації і випадкових погнутостей при перевезенні. Гранична гнучкість нижнього пояса із площини ферми приймається: λ u= 400 – при статичному навантаженні та λ u= 250 – при кранах режимів роботи 7К і 8К або за впливу динамічних навантажень, прикладених безпосередньо до ферми.

Для горизонтальних зв'язків зазвичай приймається зв'язкова ферма із трикутною решіткою. При кроці кроквяних ферм 12 м стійки-розпірки зв'язкових ферм проектуються з досить великою вертикальною жорсткістю (як правило, гнутих прямокутних профілів) для спирання на них довгих діагональних розкосів, виконаних з куточків з незначною вертикальною жорсткістю.

Вертикальні зв'язки між фермами передбачаються за довжиною будівлі або температурного відсіку у місцях розміщення поперечних зв'язкових ферм нижніми поясами ферм. У будинках з розрахунковою сейсмічності 7, 8 і 9 балів та покрівлею по сталевому профільованому настилу по рядах колон вертикальні зв'язки встановлюються в місцях розміщення зв'язкових ферм або діафрагм жорсткості по верхніх поясах кроквяних ферм.

Основне призначення вертикальних зв'язків – забезпечити проектне положення ферм під час монтажу та збільшити їх бічну жорсткість. Зазвичай влаштовується один-два вертикальні зв'язки по ширині прольоту (через 12 – 15 м).

При спиранні нижнього вузла кроквяних ферм на оголовок колони зверху вертикальні зв'язки розташовуються також у площині опорних стійок ферм. При примиканні кроквяних ферм збоку до колони ці зв'язки розташовуються в площині, поєднаній з площиною пристрою вертикальних зв'язків надкранової частини колони.

У покриттях будівель, що експлуатуються в кліматичних районах з розрахунковою температурою нижче –40 о С, слід, як правило, передбачати (додатково до зв'язків, що зазвичай застосовуються) вертикальні зв'язки, розташовані по середині кожного прольоту вздовж всієї будівлі.

При наявності жорсткого дискапокрівлі у рівні верхніх поясів ферм слід передбачати інвентарні знімні зв'язки для вивірки проектного положення конструкцій та забезпечення їхньої стійкості в процесі монтажу.

Подібні публікації