Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
19. Большепролетные рамные покрытия с помощью рам сплошного и сквозного сечения. Пространственная схема покрытия. Специфика конструктивного решения. Особенности расчета сплошных рам.
Рамные покрытия применяют для пролетов 40-150 м. Основные преимущества рамных покрытий по сравнению с балочными – меньший вес, большая жесткость и возможная меньшая толщина ригелей. К недостаткам отн-ся: большая ширина колонн, чувствительность к неравномерным осадкам опор и изменению температуры.
Многопролетные рамы экономичнее однопролетных (бывают одно- и многопролетные). Сечения ригелей большепролетных рам проектируют преимущественно сквозными как более экономичными, однако при полетах 40-60 м, особенно при ломанном очертании ригелей, они могут быть сплошными.
Рамные конструкции эффективны при погонных жесткостях колонн близких к погонным жесткостям ригелей, что позволяет перераспределить усилия от вертикальных нагрузок и значительно облегчить ригели: в этих случаях высота решетчатых ригелей может быть принята 1/12-1/20 пролета, сплошных – 1/20-1/30 пролета. Чем больше пролет, тем больше высота.
При значительно больших погонных жесткостях ригелей по сравнению с жесткостями колонн опорные моменты мало влияют на усилия в ригелях, поэтому последние мало отличаются от балочных схем. В этих случаях ригели проектируют как ригели балочных конструкций.
При перекрытии больших пролетов применяют двухшарнирные и бесшарнирные рамы. Бесшарнирные рамы более жестки, экономичнее по расходу металла и удобнее при монтаже, но требуют мощных фундаментов и более чувствительны к температурным изменениям.
В большепролетных перекрытиях применяются как сплошные, так и сквозные рамы. Сплошные рамы применяются относительно реже, при относительно небольших пролетах (50-60 м). Их преимущество – меньшая трудоемкость, транспортабельность и возможность уменьшения высоты помещения.
Сплошные рамы часто проектируют двухшарнирными. чтобы облегчитьконструкцию опор, можно для восприятия распора рамы устраивать затяжку, расположенную на уровне опорных шарниров, ниже уровня пола. Высота ригеля принимается равной 1/30-1/40 пролета. Такая небольшая высота возможна благодаря разгружающему влиянию опорных моментов рамы.
Сквозные рамы с мощным ригелем и стойками проектируются пролетом до 100-120 м. Сквозные рамы могут быть двухшарнирными – с шарнирами в местах сопряжений ригеля со стойками (б) или на уровне фундаментов (а) и бесшарнирными (в).
При расположении шарниров в местах сопряжения ригеля со стойками значительно упрощается монтаж конструкций, но зато более мощными получаются фундаменты и отсутствуют разгружающие ригель опорные моменты. Бесшарнирные рамы (17,8(в)) применяют при пролетах 120-150 м, когда уменьшение изгибающего момента в ригеле особенно необходимо. Ширина стоек принимается равной длине панели ригеля (5-7 м).
Уменьшить изгибающий момент в ригеле рамы, а следовательно, и высоту ригеля можно передачей веса стены или покрытия пристроек, примыкающих к главному пролету, на внешний узел стойки рамы (17.9, (а)) или смещением в двухшарнирной раме (17.9, (б)). В этом случае вертикальные опорные реакции создают дополнительные моменты, разгружающие ригель. Возможна также подтяжка ригеля тросами или предварительное напряжение ригеля затяжкой.
Ригель решетчатой рамы может быть трапецивидного очертания и с параллельными поясами. Схема с параллеьными поясами может применяться когад рама поддерживает стропильные фермы. При больших пролетах и нагрузках ригели решетчатых рам конструируют как тяжелые фермы; при сравнительно малых пролетах (40-50 м) они могут иметь сечения и узлы как у легких ферм.
Рамные схемы покрытия могут быть по типу основной конструкции плоскостными (основное решение), состоящими из плоских рам и промежуточной конструкции; блочными, состоящими из 2х плоских рам с шагом 6 м. и соединенными между собой связями в пространственные блоки, и трехгранными.
В блочных системах повышается поперечная жесткость ригелей, конструктивно легче решаются связи, но несколько увеличивается их число, упрощается монтаж.
В рамах, как статически неопределимых конструкциях, возможно регулирование усилий путем подъема или опускания опор, смещением опор с оси колонн или поворотом опор и т.д.
Особенности расчета и конструирования.
Рамы рассчитывают методом строительной механики как стержневые системы. Расчетные усилия в решетчатых рамах легкого типа для предварительных расчетов в целях упрощения можно определять как для сплошных стержней; при этом моменты инерции сквозных элементов следует принимать с коэффициентом 0,75-0,85, учитывая деформативность стержней решетки. Расчетную схему рамы рекомендуется принимать по осям, проходящим через центры тяжести сечений колонн и ригелей сплошного сечения или нижних поясов решетчатых ригелей. Мощные сквозные рамы (типа тяжелых ферм) рссчитывают как решетчатые системы с учетом деформаций всех стержней решетки.
Прогиб большепролетных рам определяется только от временной нагрузки; прогиб от постоянной нагрузки компенсируется соответствующим строительным подъемом. При пролетах более 50 м и невысоких жестких стойках рамынеобходимо рассчитывать на температурные воздействия.
Ригели и стойки сплошных рам проектируют сварными двутавроврго сечения; их несущую способность проверяют по формулам для внецентренно сжатых стержней:
В двухшарнирных рамах можно делать стойки переменного по высоте сечения (рис. 17.7), что увеличит полезную площадь помещения и облегчает конструкцию.
Внутренний угол рамного узла споряжения ригеля со стойкой во избежание концентрации напряжений в месте перегиба должен быть очерчен по плавной кривой. в узле возникает сложное напряженное состояние от действия момента и нормальной силы. Напряжения в узле можно определить по формулам для кривого бруса. Нормальные напряжения, действующие в сечениях, перпендикулярных кривой закругления,
;
нормальные радиальные напряжения
,
где r-радиус закругления; Z-функция, заменяющая момент инерции в криволинейном брусе; y- расстояние от нейтральной оси до рассматриваемой точки; u- расстояние до рассматриваемой фибры от внутренней кромки узла.
Радиальные напряжения, распределенные по ширине поясного листа, вызывают его изгиб (см. рис). Изгибающий момент в месте прикрепления поясного листа к стенке (на 1 см)
и напряжения:
нормальные ; касательные .
Т.о., наибольшие напряжения возникают в месте сопряжения пояса со стенкой, где прочность сечения проверяется по формуле приведенного напряжения
.
Чтобы стенка пояса не теряла устойчивости в нее ставят доплнительные ребра жесткости.