Шарнирное опирание

Жесткое и шарнирное опирание колонны на фундамент. (Металл)

Стальные колонны. Простейшие стальные колонны, которые и будут рассматриваться в учебнике, прикрепляются к фундаментам с помощью опорных плит (относительно толстых стальных листов) и анкерных болтов. Они не обеспечивают жесткого защемления внизу и обладают податливостью, поэтому такое закрепление считается шарнирным (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Шарнирное крепление колонны к фундаменту: а) конструктивная схема; б) расчетная схема; 1 — колонна; 2 — траверса; 3 — опорная плита базы колонны; 4 — анкерные болты (гайки, шайбы не показаны); 5 — фундамент

Рис. 4.15. Жесткое крепление колонны к фундаменту: а) конструктивная схема; б) расчетная схема; 1 — колонна; 2 — траверса; 3 — опорная плита базы колонны; 4 — анкерные болты (гайки, шайбы не показаны); 5 — фундамент

При необходимости обеспечить жесткое защемление прикрепления колонны к фундаменту используют более сложную конструкцию траверсы (рис. 4.15). Из рисунка видно, что поворот нижнего сечения колонны или опорной плиты практически исключается.

Рис. 4.16. Шарнирное прикрепление балки к стальной колонне: а) схема опирання балок; б) расчетная схема опор для балок и колонны; 1 — балки; 2 — колонна; 3 — стальная прокладка; 4 — болты (гайка и головка болта не показаны)

Балки к колоннам могут прикрепляться как шарнирно, так и жестко. Пример шарнирного соединения балки с колонной показан на рис. 4.16, при таком креплении возможен поворот торцевого сечения. Пример жесткого соединения изображен на рис. 4.17, где балка через опорное ребро передает нагрузку на опорный столик колонны, а жесткое присоединение балки к колонне обеспечивается болтами, которые исключают поворот сечений, т.е. делают узел жестким. При этом следует понимать, что жесткость соединения балки с колонной зависит не от того, опирается она сверху или сбоку, а от способа соединения, обеспечивающего или не обеспечивающего возможность поворота. Опирание балки сверху можно сделать жестким, а примыкание сбоку шарнирным (если убрать часть болтов, оставив их только в нижней части соединения).

13.Типы очертания ферм. Основные системы решеток ферм. (Металл)

Фермами называются решетчатые конструкции, работающие на изгиб, служащая для перекрытия больших пролетов.

Конструкции фермы состоит из отдельных стержней, которые соединяются в узлах и образуют геометрически неизменяемую систему.

В зависимости от назначения, им придают разную форму:

  • сегментте
  • фермы полигонального очертания (наиболее подходят для конструирования тяжелых ферм и больших пролетов);
  • фермы трапецеидального очертания (позволяет устраивать жесткие рамные узлы, что повышает жесткость здания);
  • фермы с параллельными поясами (основной тип покрытия зданий).
  • фермы треугольного очертания (обычно стропильным фермам, консольным навесам, мачтам, башням);

Стыки, сопряжения и узлы опирания балок. Конструир-е и расчет оголовка колонн.

Стыки балок:

-Заводские, вып-ся на заводе при изменении сеч-я или недостаточн длине проката. Стыки отдельных эл-тов располагают вразбежку, чтобы ослабл-е сеч-я стыком не было велико.

-Монтажные, вып-ся при монтаже, когда масса или размеры не позволяют смонтировать или перевезти целиком. Все эл-ты соед-ся в одном сеч-и – универсальн стык.

-Стыки прокатных балок начинают варить встык с менее жесткого эл-та – стенки. Растянут пояс в стыке имеет меньшую прочность, т.к. Rwy=0,85Ry

Выход: накладки на полках. Изгиб мом восприн-ся стыков швами и накладками M=W Rwy+Nн hн

Только накладки. Изгиб мом передается через поясные накладки Nн=М/ hб, а поп сила через парные накладки на стенке

Швы, прикрепляющ накладку к стенке проверяют на действие поп силы.

-Стыки составных сварных балок делаются встык. Соед-я сжат поясов при полном проваре с выводом на планки счит-ся равнопрочн основному мет и их можно не рассчит. Стыки растян поясов также будут равнопрочн при вып-и треб-й для сжат и доп пр-ке физич методами контроля или при вып-и косого шва.

-Болтовой стык при монтаже. Для обеспеч-я жестк-ти стыков исп-ют фрикцион или фланцев стыки. На высокопрочн болтах (на растяж) или на обычн болтах с предварит натяж-ем (на срез и на сжат). Каждый пояс балки перекрывается тремя накладками с двух сторон, а стенку двумя вертик. Внутр усилие момента распр-ся между поясами и стенкой пропорц-но их жестк-ти

Mf=M-Mw, Nf= Mf/hef

Mw=M Iw/I, этот мом уравновеш суммой внутр пар усилий, действующ на болты Nmax=Mwamax/(m∑a2i)≤kQbh, m – кол-во рядов

Опирание и сопряжение балок:

Балки передают нагр-ку на нижележащ конструкц либо узел рамы через опорн ребра или вспом эл-ты. При опирании балок на колонну может быть выполнен как опирание сверху (шарнирн), так и примыкание сбоку (шарнир или жестк).

Оголовки колонн

Опирание сверху: вертик сост-щая реакции всех вышележащ конструкц ч/з торцы опорн ребер передается на опорную плиту и далее на ребра жестк-ти, полки. Толщ плиты 16-30мм, в плане р-р должен превышать кол на 15-20мм.

Толщ ребра оголовка опред из усл-я сопр-я на смятие: tp=N/lpRpγc

Швы крепящ ребро к плите рассчит-ся на действие силы N по мет шва и по мет гр сплавл-я.

Высоту ребра назначают по длине швов, крепящ ребро к ветвям колонны из условия прочности по мет шва и по гр спл-я, но длины назнач-ся не более 85хβfxkf

Опирание сбоку

Шарнирно. Реакция балки передается через опорн столик, приварен к полкам колонны. Толщ столика 20-40мм. Сварн швы столика рассчит на опорн реакц, принят с 30%запасом.

Жесткий узел сопряжения предполаг передачу поп силы и мом. Вып-ся с накладками и опорн столиками либо с фланцами.

Перфорированные балки.

Такие балки получают путем разрезки стенки двутавра по зигзагообразной линии, раздвижкой на полволны и сваркой встык по выступам стенки. Жесткость повышена в 2 раза. Прочность в 1,5 раза. Металлоемкость сниж на 20-30%. Стоимость меньше до 18%. Примен-ся в кач-ве балок перекрытий и стропильн балок.

Особенности:

Значительные касс напряж-я в простенках и концентрация напряжений в углов точках. В зоне «окон» появл-ся местн изг поясов. В усл-ях низк t°C и вибрац нагр-к это может привести к образ-ю трещ и разруш-ю.

В расчете балку рассматр как регулярную безраскосную сист, главн эл-ты: гориз (поясн тавры) и вертик (простенки), рассматрив как условн стержни с нулев моментн точками в серединах длин.

Бистальные балки

Используется для снижения металлоемкости конструкции за счет установки в наиболее напряженной зоны металла с повышением Ry.

Сталь повышенной прочности применяется применяется только в наиболее напряженных участках поясов балок.

При расчете на проч-ть примен критерии:

-Предельн пластич деф-й: пластич деф-и допуск-ся и в стенке, и в поясах εpl< εpl,lim

-Предельн напряж-й в поясах балки: пластич деф-и в стенке, пояса работ упруго σf≤Ryf

Бистальн балки бывают симм и несимм сеч-я.

В силу того, что мод упруг-ти у различн сталей практич одинак, расчет по деф-ям ведется как у обычн балок

В зависимости от нормы предельной интенсивности пластических дефор-ций бистальные балки классиф-ют по 4 группам:

1. Подкрановые балки под краны, для кот расчеты на прочность выполняют по критерию предельных напряжений в поясе

2. Балки, воспринимающие подвижные и вибрац-ые нагрузки (балки рабочих площадок, бункерных и разгрузочных эстакад)

3. Балки, работающие на статические нагрузки (балки перекрытий и покрытий, ригели рам и др изгиб-ые и сжато-изгиб-ые балочные элементы)

4. Балки группы 3 , но не подверженные локальным воздействиям, не имеющие продольных ребер жесткости, обладающие повышенной общей и местной устой-тью.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *