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. Большепролётные рамные покрытия с помощью рам сплошного и сквозного сечения. Пространственная схема покрытия. Специфика конструктивного решения. Особенности расчёта сплошных рам.
Рамы – это плоские конструкции, состоящие из пямолинейных, криволинейных, ломанных пролётных элементов – ригелей, и жёстко связанных с ними вертикальных элементов – стоек.
Могут быть трёхшарнирные, двухшарнирные, бесшарнирные. Трёхшар. при небольших пролётах и высотах, так как металлоёмки. Двухшар. имеют широкое применение, так как в них достаточно полно проявляется эффект защемления ригеля в стойках. Бесшарнирные – самые экономичные, используются при самых больших пролётах.
Рамы целесообразны при пролётах более 60 м, но могут и при 24 – 60м.
Большепролётные рамные констр. применяют в зданиях и сооружениях общественного назначения (зрелищьные, спортивные, рынки) и промышленного (ангары, авиасборочные цеха и др.).
Сплошные. Двухшар. рамы имеют часто двутавровые переменные сечения ригеля и стоек, соответствующие эпюре сил. Чаще применяют сварное сечение из трёх листов. Высота сечения 1/30 – 1/40 пролёта, но не более 2х метров. Распространённый тип: однопролётная двухшарнирная с горозонт. или наклонным ригелем. При пролёте до 60 м требуется затяжка между узлами сопряжения ригеля и стойки для погашения распора.
Существуют неразрезные многопролётные рамы, но они трудоёмки при возведении. Существуют также одностоечные Г- и Т-образные рамы и сложные рамы. Высота ригеля в месте его заделки в стойку 1/4 – 1/6 вылета консоли.
Сквозные (решетчатые) применяют при пролётах 60 – 80 м. Высота ригеля по сравнению со сплошными увеличивается до 1/8 – 1/15. обладают большей жёсткостью, чем сплошные. Ширину стойки сквозной рамы принимают равной ширине панели ригеля для соизмеримости их жёсткостей.
Для эффекта разгружения рама может использоваться предварительно напряжённый ригель и стойки. Введение предварительного напряжения создаёт в раме изгибающие моменты, обратные по знаку моментам от вертикальной нагрузки.
Компоновочная схема. Для рамных конструкций требуется постановка горизонтальных связей по нижним поясам вдоль покрытия. При пролёта до 90 м рамы проектируют плоскими с шагом 6 или 12 метров.
При больших пролёта шаг целесообразно увеличить до 18 – 24 м, иногда до 36 м. тогда между рамами устанавливают решетчатые фермы с параллельными поясами, привязываемые в одном уровне с верхними или нижними поясами рам. При пролётах более 90 м, как правило, проектируют спаренные рамы или треугольного поперечного сечения. Тогда шаг рам может быть 60 м. целесообразный шаг ферм, устанавливаемых между рамами - 6 м.
Расчёт рамных конструкций. Рамные констр. воспринимают вертикальную равномерно распределённую по длине ригеля нагрузку от собственного веса, веса кровли, снега, оборудования и др.; и горизонтальную силу от скоростного напора ветра, сосредоточенную в узле сопряжения ригеля и стойки. В рамных констр. возникает распор, воспринимаемый основанием или затяжкой.
Расчёт рам производят методом сил или перемещений, определяют значения M, Q и N в сечениях. С целью упрощения расчётом пренебрегают деформациями растяжения и сжатия по сравнению с деформациями от изгиба. По специальным таблицам определяют распоры и опорные моменты от нагрузок. После, при помощи уравнений равновесия определяют продольные и поперечные силы в сечениях рамы, учитывая отношения линейных жёсткостей k = ksup / kc
Для двухшарнирной прямоугольной рамы от нагрузки равномерно распределённой по длине ригеля распор и моменты находят по формулам:
Fh = ql 2 / 4h ( 3 + 2k )
M2 = M3 = ql 2 / 4 ( 3 + 2k )
Ml = ( ql 2 / 8) − M2
От горизонтальной силы W:
Fh, ω = W / 2
M2, ω = M3, ω = Wh / 2
Для бесшарнирной прямоугольной рамы от аналогичных нагрузок значения распоров и моментов определяются:
Fh = 3 ql 2 / ( 2 + k ) 12h
M2 = M3 = ql 2 / ( 2 + k ) 6
M1 = M4 = ql 2 / ( 2 + k ) 12
Fh, ω = W / 2
M2, ω = M3, ω = 3k Wh / 2 ( 1 + 6k )
M1, ω = M4, ω = ( 1 + 3k ) Wh / 2 ( 1 + 6k )
По значениям M и N делают подбор сечений рамы и проверку принятых k. Если действительное значение соотношения жёсткостей kcal отличается более чем на 20 % от его значения в первом приближении, то надо откорректировать сечение и сделать повторный расчёт.
Стойки сплошных рам рассчитывают как внецентренно сжатые стержни на устойчивость. Для определения усилий в сквозных рамах удобно использовать диаграмму Кремона.
Конструирование рам.
Наиболее ответственный узел – это узел сопряжения ригеля со стойкой. В диагональном сечении узла нейтральная ось смещается в сторону внутреннего угла. Поэтому внутренние углы выполняют со скосами или с плавным переходом. Со стороны растянутых волокон необходимо предусматривать листовую накладку для восприятия растягивающих усилий. Для устойчивости стенки двутаврового сечения в узле сопряжения вводят рёбра жёсткости по направлению сжимающих усилий.
Членение сквозных рам на отправочные марки предусматривают в пределах ригеля в близи сечения с нулевым моментом или в пределах стойки рамы. В рамах из уголков стык решают с помощью стыковых уголков на сварке, в трубчатых рамах с помощью фланцев на болтах.
В рамах с пролётом до 60 м, при опорных реакциях менее 2500 кН чаще применяют плитные шарниры. При больших реакциях применяют балансирные шарниры, состоящие из верхнего и прикреплённого к фундаменту балансиров и цилиндрической цапфы, установленной между ними. Элементы рам в узлах сопряжения усиливают рёбрами жёсткости для перераспределения сосредоточенной узловой силы на всё расчётной сечение.
Шарниры обеспечивают получение требуемых углов поворота в опорных узлах и прочность для передачи продольных и поперечных сил.