Etm2000.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчетные длины элементов фермы

РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТОВ ПЛОСКИХ ФЕРМ И СВЯЗЕЙ

6.1. Расчетные длины lef элементов плоских ферм и связей, за исключением элементов перекрестной решетки ферм, следует принимать по табл. 11.

6.2. Расчетную длину lef элемента, по длине которого действуют сжимающие силы N1 и N2 (N1 > N2), из плоскости фермы (рис. 7, в, г; рис. 8) следует вычислять по формуле

(66)

Расчет на устойчивость в этом случае следует выполнять на силу N1.

Направление продольного изгибаРасчетная длина lef
поясовопорных раскосов и опорных стоекпрочих элементов решетки
1. В плоскости фермы:
а) для ферм, кроме указанных в поз. 1, бll0,8l
б) для ферм из одиночных уголков и ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритыкll0,9l
2. В направлении, перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы):
а) для ферм, кроме указанных в поз. 2, бl1l1l1
б) для ферм с поясами из замкнутых профилей с прикреплением элементов решетки к поясам впритыкl1l10,9l1

Обозначения, принятые в табл. 11 (рис. 7):

l — геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов) в плоскости фермы;

l1 — расстояние между узлами, закрепленными от смешения из плоскости фермы (поясами ферм, специальными связями, жесткими плитами покрытий, прикрепленными к поясу сварными швами или болтами, и т.п.).

Рис. 7. Схемы решеток ферм для определения расчетных длин элементов

а — треугольная со стойками; б — раскосная; в — треугольная со шпренгелем; г — полураскосная треугольная; д — перекрестная

6.3*. Расчетные длины lef элементов перекрестной решетки, скрепленных между собой (рис. 7, д), следует принимать:

в плоскости фермы — равными расстоянию от центра узла фермы до точки их пересечения (lef = l);

из плоскости фермы: для сжатых элементов — по табл. 12; для растянутых элементов — равными полной геометрической длине элемента (lef = l1).

Рис. 8. Схемы для определения расчетной длины пояса фермы из плоскости

а — схема фермы; б — схема связей между фермами (вид сверху)

Конструкция узла пересечения элементов решеткиРасчетная длина lef из плоскости фермы при поддерживающем элементе
растянутомнеработающемсжатом
Оба элемента не прерываютсяl0,7l1l1
Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой:
рассматриваемый элемент не прерывается0,7l1l11,4l1
рассматриваемый элемент прерывается и перекрывается фасонкой0,7l1

Обозначения, принятые в табл. 12 (рис. 7, д):

l — расстояние от центра узла фермы до пересечения элементов;

l1 — полная геометрическая длина элемента.

6.4. Радиусы инерции i сечений элементов из одиночных уголков следует принимать:

при расчетной длине элемента, равной l или 0,9l (где l — расстояние между ближайшими узлами) — минимальный (i = imin);

в остальных случаях — относительно оси уголка, перпендикулярной или параллельной плоскости фермы (i = ix или i = iy в зависимости от направления продольного изгиба).

Расчетные длины элементов фермы

Л.П. АБАШЕВА, И. И. ЗУЕВА

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СТАЛЬНЫХ ФЕРМ

ПОКРЫТИЙ ИЗ КРУГЛЫХ ТРУБ

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный технический университет»

Л.П. Абашева, И. И. Зуева

Проектирование и расчет стальных ферм покрытий из круглых труб

Методические указания по курсу «Металлические конструкции»

для студентов дневной и заочной форм обучения специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство»

Направление 653500 – Строительство Специальность 290300 – Промышленное и гражданское строительство

Рецензент: канд. техн. наук, доц. Е.И.Новопашина

А13 Проектирование и расчет стальных ферм покрытий из круглых труб: метод. указания / Л.П.Абашева, И.И.Зуева; Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2009. – 44 с.

Настоящие методические указания написаны в развитие методических указаний по выполнению курсового проекта «Проектирование металлического каркаса одноэтажного производственного здания» по дисциплине «Металлические конструкции». Указания содержат основные положения по расчету и конструированию легких стальных стропильных ферм из круглых труб. Предназначены для студентов дневного, вечернего и заочного отделений.

© ГОУ ВПО «Пермский государственный технический университет», 2009

Современное развитие строительства требует применения экономичных, легких, долговечных, эстетически выразительных, надежных строительных конструкций. Традиционные фермы со стержнями из парных уголков и узловыми фасонками господствовали в строительстве длительный период, но стремление снизить расход металла привело к созданию ферм нового типа. Фермы из круглых электросварных труб по расходу стали относятся к числу наиболее эффективных конструкций.

Стропильные фермы из труб рекомендуется использовать в гражданских и промышленных зданиях с пролетами до 30 м в сочетании с легкими ограждающими конструкциями (стальной профилированный настил и др.). При больших нагрузках и пролетах их эффективность, учитывая повышенную стоимость профилей, снижается. Целесообразно применение ферм из круглых труб в зданиях с повышенной агрессивной средой, т.к. трубы более стойки к коррозии, доступны для осмотра и окраски.

Фермы из круглых электросварных труб весьма экономичны благодаря рациональной форме профиля и бесфасоночным соединениям элементов решетки с поясами. Круглая труба обладает наиболее благоприятным для сжатых элементов распределением материала относительно центра тяжести и большим радиусом инерции, одинаковым во всех направлениях, что обеспечивает, по сравнению с открытыми профилями той же площади, повышенную общую и местную устойчивость стержней, хорошую работу на кручение. К достоинствам этого типа ферм следует отнести и возможность использования высокопрочных сталей.

Однако конструктивные трудности сопряжения элементов из круглых труб, более высокая их стоимость по сравнению с другими типами профилей и дефицитность ограничивают применение таких ферм. При проектировании бесфасоночных соединений элементов решетки с поясами следует учитывать необходимость фигурной резки концов элементов, что практически возможно только на заводах, оснащенных специальным оборудованием.

В настоящих методических указаниях изложены основные положения по расчету и конструированию легких стропильных ферм из круглых труб.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Во втором курсовом проекте по металлическим конструкциям «Проектирование металлического каркаса одноэтажного производственного здания» исходные данные на проектирование стропильной фермы рекомендуется принимать по табл. 1 [13] в соответствии с порядковым номером букв фамилии студента. В курсовом проекте выполняется расчет и конструирование фермы первого пролета (пролет А – Б, наибольший).

В курсовом проекте решаются следующие вопросы: 1. Компоновка стропильной фермы покрытия.

2. Статический расчет фермы.

3. Конструктивный расчет фермы.

4. Расчет и конструирование узлов фермы.

5. Разработка рабочих чертежей.

В дипломном проекте исходными данными на проектирование является технологическое задание.

КОМПОНОВКА СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ

На этапе компоновки необходимо выбрать статическую схему и очертание фермы, назначить вид решетки, определить генеральные размеры фермы.

В курсовом проекте предлагается принять типовые фермы с параллельными поясами: высота фермы на опоре по осям поясов 2900 мм, уклон по верхнему поясу 1,5 % обеспечивается за счет разной высоты опорных столиков; решетка – треугольная с дополнительными стойками;

Стальные конструкции (стр. 16 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

Размеры отгиба следует определять согласно требованиям 7.3.10.

9.4.9 При назначении сечений внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов по предельной гибкости (раздел 10.4) значения предельных условных гибкостей стенки , определяемых по формулам таблицы 22, а также поясов , определяемых по формулам таблицы 23 и согласно требованиям 9.4.8, допускается увеличивать умножением на коэффициент (здесь φт — меньшее из значений φe, cφy, φеху, использованное при проверке устойчивости элемента), но не более чем в 1,25 раза.

10 Расчетные длины и предельные гибкости элементов стальных конструкций

10.1 Расчетные длины элементов плоских ферм и связей

10.1.1 Расчетные длины сжатых элементов плоских ферм и связей в их плоскости lef и из плоскости lef,1 (рисунок 13, а, б, в, г), за исключением элементов, указанных в 10.1.2 и 10.1.3, следует принимать по таблице 24.

а — треугольная со стойками; б — раскосная; в — треугольная со шпренгелями; г — полураскосная треугольная; д — перекрестная

Рисунок 13 — Схемы для определения расчетных длин сжатых элементов (обозначения — см. таблицу 24) решеток ферм

10.1.2 Расчетные длины lef и lef,1 верхнего пояса фермы (неразрезного стержня) постоянного сечения с различными сжимающими или растягивающими усилиями на участках (число участков равной длины k ≥ 2) в предположении шарнирного сопряжения (рисунок 14, а) элементов решетки и связей допускается определять по формулам:

в плоскости пояса фермы

(136)

где α — отношение усилия, соседнего с максимальным, к максимальному усилию в панелях фермы; при этом 1 ≥ α ≥ — 0,55; из плоскости пояса фермы

(137)

где β — отношение суммы усилий на всех участках (рассматриваемой длины между точками закрепления пояса из плоскости), кроме максимального, к максимальному усилию; при этом (к — 1) ≥ β ≥ — 0,5. При вычислении параметра β в формуле (137) растягивающие усилия в стержнях необходимо принимать со знаком «минус».

Направление продольного изгиба элемента фермы

Расчетные длины lef и lef,1

опорных раскосов и опорных стоек

прочих элементов решетки

1 В плоскости фермы lef:

а) для ферм, кроме указанных в позиции 1, б

б) для ферм из одиночных уголков и ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык

2 В направлении, перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы) lef,1.

а) для ферм, кроме указанных в позиции 2,б

б) для ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык

3 В любом направлении lef = lef,1 для ферм из одиночных уголков при одинаковых расстояниях между точками закрепления элементов в плоскости и из плоскости фермы

Обозначения, принятые в таблице 24 (см. рисунок 13):

l — геометрическая длина элемента (расстояние между центами ближайших узлов) в плоскости фермы;

l1 — расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы (поясами ферм, специальными связями, жесткими плитами покрытий, прикрепленными к поясу сварными швами или болтами, и т. п.)

Расчетные длины lef и lef,1 ветви сквозной колонны постоянного сечения (неразрезного стержня) с различными сжимающими усилиями на участках (число участков равной длины k ≥ 2) с граничными условиями, когда один конец стержня (нижний) жестко закреплен, а другой — шарнирно оперт в плоскости решетки при шарнирном креплении к нему элементов решетки (рисунок 14, б), допускается определять по формулам:

Читать еще:  Что лучше металлочерепица или мягкая кровля

в плоскости ветви

(138)

где α — отношение усилия, соседнего с максимальным, к максимальному усилию в месте заделки; при этом 1 ≥ α ≥ 0;

а — пояса фермы; б — ветви колонны

Рисунок 14 — Схемы для определения расчетной длины элементов

из плоскости ветви

(139)

где β — отношение суммы усилий на всех участках, кроме максимального, к максимальному усилию в месте заделки; при этом (k-1)≥ β ≥ 0.

В обоих случаях l — длина участка (см. рисунки 13 и 14); l1 — расстояние между точками связей из плоскости стержня (см. рисунок 14), и расчет на устойчивость следует выполнять на максимальное усилие.

10.1.3 Расчетные длины lef и lef,1 (при допущении, что они не зависят от соотношения усилий) элементов перекрестной решетки, скрепленных между собой (см. рисунок 13, д), следует принимать по таблице 25.

Конструкция узла пересечения элементов решетки

Расчетная длина lef,1 из плоскости фермы (связи) при поддерживающем элементе

Расчетные длины стержней ферм

Расчетная длина lef

опорные раскосы и опорные стойки

прочие элементы решетки

В плоскости фермы:

а) для ферм, кроме указанных в поз. 1, б

б) для ферм из одиночных уголков и ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык

Перпендикулярно плоскости фермы (из плоскости фермы):

а) для ферм, кроме указанных в поз. 2, б

б) для ферм с поясами из замкнутых профилей с прикреплением элементов решетки к поясам впритык

Обозначения:

l– геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов) в плоскости фермы;

l1 – расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы (прогонами, специальными связями, жесткими плитами покрытий, прикрепленными к поясу сварными швами или болтами, и т.п.).

5.2.4. Выбор типа сечений стержней фермы

Для центрально-сжатых стержней, рассчитываемых на устойчивость, основным требованием при конструировании элемента является стремление к обеспечению равноустойчивости стержня относительно осей хх иу-у:

λх = (lх/iх) = λу= (lу/iу).

Наиболее распространенными и традиционными являются тавровые сечения стержней ферм, выполненные из двух уголков.

Такие сечения имеют большой диапазон площадей, удобны для конструирования узлов на фасонках и прикрепления примыкающих к фермам конструкций (прогонов, кровельных плит, связей). Существенными недостатками такой конструктивной формы являются: большое количество элементов с различными типоразмерами, значительный расход стали на фасонки и прокладки, высокая трудоемкость изготовления и наличие щели между уголками, что способствует коррозии.

Использование для поясов ферм тавров позволяет значительно упростить узлы.

Тавровое сечение может выполняться из двух равнополочных (iу 1,33iх) или неравнополочных уголков. Неравнополочные уголки можно составлять узкими полками (iу 2iх) или более широкими полками (iу iх) в зависимости от расчетных длин элементов при расчете в двух направлениях, обеспечивая равноустойчивость сечения (см. табл. 5.5).

Приближенные значения радиусов сечений элементов из уголков

rx и rη

rη= 0,195 h

rx = ry= 0,3 h

rx= 0,3 h

ry= 0,2 b

rx и rη

rη= 0,185 h

При закреплении сжатого верхнего пояса горизонтальными связями (распорками) через узел расчетная длина из плоскости фермы оказывается в два раза больше, чем в плоскости фермы lу = 2lх, равноустойчивость пояса (λу = λх) будет обеспечена при таком же соотношении радиусов инерции (iу = 2iх).Этому условию отвечают неравнополочные уголки, составленные узкими полками (большими полками из плоскости фермы).

Если пояс работает на местный изгиб от межузловой нагрузки при lу = 2lх, сечение пояса принимается из равнополочных уголков. При больших межузловых нагрузках сечение может выполняться из двух швеллеров.

Если верхний пояс закреплен из плоскости в каждом узле (связями, прогонами или приваренными к нему крупнопанельными железобетонными плитами), то lу = lх и теоретически наиболее подходящим является сечение, выполненное из двух неравнополочных уголков, составленных широкими полками (iу iх). Однако вследствие недостаточной боковой жесткости при транспортировании и монтаже пояса такого сечения могут погнуться из своей плоскости, поэтому практически более предпочтительно сечение из равнополочных уголков, которые незначительно уступают неравнополочным по геометрическим характеристикам, зато сортамент их значительно шире. В таких же условиях работают сжатые опорные раскосы, имеющие одинаковые расчетные длины из плоскости и в плоскости фермы, их сечения, как правило, тоже принимают из равнополочных уголков.

При уменьшении расчетной длины в плоскости фермы lхвдвое с помощью шпренгеля (что имеет место в типовых фермах покрытий производственных зданий) более рациональным является сечение опорного раскоса из неравнополочных уголков, составленных узкими полками.

Остальные сжатые раскосы, а также сжатые стойки обычно проектируются из равнополочных уголков, у которых соотношение радиусов инерции примерно отвечает соотношению расчетных длин lу = 1,25lх.

Для растянутых стержней ферм тип и ориентация уголков имеют второстепенное значение. Сечение нижнего пояса рекомендуется принимать из двух неравнополочных уголков, составленных узкими полками для придания ферме боковой жесткости во время перевозки и монтажа.

Растянутые стержни решетки, как и сжатые, обычно проектируются таврового сечения из двух равнополочных уголков.

Для соединения стрежней из двух уголков между собой и обеспечения их совместной работы как единого стержня ставятся прокладки. Наибольшие расстояния на участках между приваренными прокладками (в свету) должны не превышать: для сжатых элементов – 40i, для растянутых – 80i, где i – радиус инерции уголка, принимаемый для тавровых сечений относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок, а для крестовых сечений – минимальным. Прокладки выполняются шириной 60 – 100 мм и длиной на 20 – 30 мм больше ширины уголка. В сжатых элементах ставится не менее двух прокладок.

Наиболее эффективным для сжатых элементов является тонкостенное трубчатое сечение, обладающее благоприятным распределением материала относительно центра тяжести и хорошей обтекаемостью, благодаря чему они испытывают меньшие ветровые давления, на них мало задерживается грязь и влага, поэтому они более стойкие против коррозии, их легко очищать и окрашивать, что также повышает долговечность. Сопряжение трубчатых стержней в узлах представляет определенные трудности.

Прямоугольные гнутозамкнутые сечения, обладая почти теми же преимуществами, что и круглые трубы, позволяют упростить узлы сопряжения элементов.

При наличии межузловой нагрузки, действующей на верхний пояс фермы, возможно выполнение его из двух швеллеров.

При относительно небольшом усилии стержни ферм могут выполняться из одиночных уголков.

Расчетная длина сжатых стержней стропильных ферм

В критическом состоянии потеря устойчивости сжатого стержня возможна в любом направлении.

Рассмотрим два главных направления — в плоскости фермы и из плоскости фермы.

Возможная деформация верхнего пояса фермы при потере устойчивости в плоскости фермы может произойти так, как показано на фигуре, а, т. е. между узлами фермы. Такая форма деформации соответствует основному случаю продольного изгиба с коэффициентом приведения длины μ = 1 (смотрите формулу (10.II)). Поэтому расчетная длина сжатого верхнего пояса в плоскости фермы принимается равной его геометрической длине (между центрами узлов):

Для раскосов (за исключением опорного, который рассматривается как продолжение пояса) и стоек принимают расчетную длину в плоскости фермы

учитывая некоторое защемление их конца, имеющее место вследствие наличия растянутых элементов, примыкающих к фасонке. Действительно, при потере устойчивости сжатый раскос (или стойка), прикрепленный к фасонке, стремится повернуть ее; но растянутые элементы, которые также примыкают к фасонке, сопротивляются этому повороту, осуществляя тем самым некоторое защемление, позволяющее принимать коэффициент приведения μ = 0,8.

К определению расчетных длин верхнего пояса ферм

Расчетная длина сжатых элементов из плоскости фермы определяется расстоянием между их закрепленными точками. Таким образом, у показанной на фигуре, а стропильной фермы с фонарем и прогонами участок верхнего сжатого пояса под фонарем может подвергнуться продольному изгибу в плоскости фермы с расчетной длиной, равной длине панели, lx = d, а из плоскости фермы (в плане) с расчетной длиной ly = 2d.

Для остальных участков сжатого верхнего пояса расчетные длины в плоскости и из плоскости фермы благодаря наличию прогонов в узлах будут одинаковыми, т. е. lx = ly = d. Надо иметь в виду, что прогоны являются опорными точками для верхнего пояса только в том случае, если они закреплены против свободного перемещения в горизонтальной плоскости.

Так, например, на фигуре, в показан план ферм с прогонами, шарнирно присоединенными к фермам и допускающими свободное горизонтальное смещение ферм; в результате потеря устойчивости верхнего пояса может произойти, как показано на фигуре при расчетной длине его, равной всему пролету фермы. Только после постановки в плоскости верхнего пояса связей обеспечивается (в пределах упругой работы связевой горизонтальной фермы) неподвижность прогонов, осуществляющих закрепление точек верхнего сжатого пояса в боковом направлении и тем самым определяющих его расчетную длину из плоскости фермы.

Обычно связи ставятся таким образом, что закрепленный связями узел приходится через одну панель (прикреплять связь в середине прогона затруднительно по условиям монтажа).

Поэтому большей частью расчетная длина сжатого пояса стропильных ферм при определении его гибкости из плоскости фермы принимается равной двойной длине панели (ly = 2d) даже в том случае, когда в каждом узле имеются прогоны (если только прогон не скреплен со связью).

Расчетная длина сжатых раскосов и стоек из плоскости фермы принимается равной их геометрической длине.

В беспрогонном покрытии крупнопанельные плиты привариваются к верхним поясам ферм. Таким образом, они обеспечивают устойчивость верхнего пояса фермы из ее плоскости. Однако на время монтажа (или при наличии фонаря) все же могут потребоваться связи (смотрите раздел Типы сварных соединений. Расчет соединений при действии осевых сил).

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Расчетные длины

С помощью этого режима решается задача определения расчетной длины элементов по рекомендациям раздела 6 СНиП II-23-81* (раздела 11 СП 53-102-2004, раздела 10 СП 16.13330, раздела 1.9 ДБН В.2.6-163:2010, раздела 13.9 ДБН В.2.6-198:2014) и EN 1993-1-1. Поскольку проблема, по сути, является задачей строительной механики, использование рекомендаций Eurocode-3 не может считаться недопустимым. Результатом работы является величина коэффициента расчетной длины или значение гибкости элемента.

Читать еще:  Высота конька двухскатной крыши дома 6х6

Основное окно содержит две страницы. На первой из них ( Вид конструкции ) реализуется выбор конструкции, подлежащей рассмотрению. Могут быть выбраны:

  • отдельно стоящие колонны и стойки;
  • колонны рам постоянного сечения (по СНиП, СП, ДБН и EN 1993-1-1. Eurocode-3);
  • элементы пространственных решетчатых конструкций из уголков;
  • ступенчатые колонны.

Предусмотренные пп. 6.1–6.4 СНиП II-23-81* (п. 11.1 СП 53-102-2004, п. 10.1 СП 16.13330, п.1.9.1-1.9.4 ДБН В.2.6-163:2010, п. 13.1-13.4 ДБН В.2.6-198:2014) решения для элементов ферм реализованы в режиме Фермы.

После выбора вида конструкции активизируется страница Параметры конструкции , конфигурация которой зависит от сделанного выбора.

При выборе вида конструкции Отдельно стоящие колонны и стойки появляется страница с изображением 25 возможных вариантов концевых закреплений.

Для варианта закрепления с идеализированными граничными условиями (нажата соответствующая кнопка) в поле Коэффициент расчетной длины появляется значение в соответствии с указаниями выбранных норм проектирования. При этом рассматриваются только случаи нагружения силой на конце.

Если выбраны концевые закрепления с упругими опорами относительно смещений или поворотов, то в соответствующих полях ввода необходимо задать числовую информацию о жесткости опор. Данные о жесткости упругих линейных опор задаются в T/м, а упругих поворотных опор в Т*м/рад. После нажатия кнопки Вычислить в окне результатов будет выдан ответ, полученный по формулам Пособия по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*).

В некоторых схемах при недостаточно жестких закреплениях стойка может потерять устойчивость как жесткое целое. В таких случаях в качестве результата выдается значение, соответствующее наименьшей критической силе, реализующейся с деформацией элемента.

При выборе вида конструкции Колонны рам постоянного сечения и указания на тип рамы ( свободная/несвободная и одноэтажная/многоэтажная ) доступной становится страница Расчетные длины с изображением соответствующей расчетной схемы и полями ввода для задания необходимой информации. Задача решается только в плоскости рамы, рассматривается только вариант жесткого соединения ригелей с колоннами.

Набор рассматриваемых задач соответствует п. 6.10* и таблице 17,а СНиП II-23-81* (п. 11.3.3 и табл. 29 СП 53-103-2004, п.10.3.4 и табл. 31 СП 16.13330, п. 1.9.3.4 и табл. 1.9.8 ДБН В.2.6-163:2010 и табл. 13.8 ДБН В.2.6-198:2014). При этом считается, что все стойки рамы имеют одинаковую жесткость и загружены одинаковыми продольными силами. В связи с этим формула (71)* СНиП II-23-81* (формула (127) СП 53-102-2004, формула (146) СП 16.13330, формула (1.9.8) ДБН В.2.6-163:2010, формула (13.8) ДБН В.2.6-198:2014) не используется.

Следует также отметить, что при рассмотрении двухэтажных рам понятие «средний этаж» не должно использоваться, а в несвободных рамах результат не зависит от числа пролетов. Поэтому соответствующее поле ввода оказывается закрытым.

Поскольку у многопролетных свободных рам расчетные длины крайней и средней колонн разнятся между собой (это не учитывается напрямую), то рекомендуется следующий прием: для средних колонн решение отыскивается как для многопролетной рамы, а для крайних колонн используется решение для однопролетной рамы. Для однопролетных рам условно используются обозначения длин и жесткостей по левой стороне от рассматриваемой стойки.

Определение расчетных длин отдельных участков ступенчатых колонн, колонн из плоскости рамы и ветвей плоских опор транспортерных галерей не выполняется.

Если элементы рамы являются прокатными сечениями, то имеется возможность назначить их жесткость выбором из сортамента, нажав кнопку . При этом появляется диалоговое окно Выбор профиля , в котором следует выбрать соответствующий профиль и нажать кнопку Применить для жесткости Iy или Iz.

Если на странице Вид конструкции выбраны Элементы пространственных решетчатых конструкций из уголков , открывается страница с изображением схем, предусмотренных п. 6.5 СНиП II-23-81* (п.11.2 СП 53-102-2004, п. 10.2 СП 16.13330, п. 1.9.2 ДБН В.2.6-163:2010, п. 13.2 ДБН В.2.6-198:2014). Выбор варианта конструктивного решения реализуется нажатием кнопки с изображением соответствующей схемы. Сечения элементов выбираются из сортамента кнопками: Пояс , Раскосы , Распорка . Для поясов и распорок допускаются только равнополочные уголки, пересекающиеся раскосы могут быть приняты из неравнополочных уголков, но при этом пред полагается, что они крепятся к поясу узкой полкой.

Для некоторых вариантов конструктивного решения с помощью группы кнопок предусмотрен выбор вида узла пересечения раскосов. Одновременно выбирается и вид усилия в подкрепляющем элементе в соответствии с таблицей 14* СНиП II-23-81* (таблицы 23 СП 53-102-2004, таблицы 25 СП 16.13330, табл. 1.9.2 ДБН В.2.6-163:2010, таблицы 13.2 ДБН В.2.6-198:2014) (рассматривается сжатый элемент, выделенный более темным цветом на пиктограмме).

Активизировав соответствующий маркер в группе Крепление решетки , необходимо выбрать одно из предлагаемых конструктивных решений. При этом предполагается, что это конструктивное решение относится к обоим концам элемента решетки. Конструкции, у которых, например, на одном конце крепление выполнено непосредственно к поясу, а на другом конце — через фасонку, в программе не рассматриваются.

Поскольку для пространственных конструкций таблицей 13* СНиП II-23-81* (таблицы 22 СП 53-102-2004, таблицы 24 СП 16.13330, таблицы 1.9.1 ДБН В.2.6-163:2010, таблицы 13.1 ДБН В.2.6-198:2014) предусмотрены различные случаи использования жесткостных характеристик сечения (по главным осям инерции или по осям, параллельным полкам), то выдача коэффициента расчетной длины потребовала бы указания на то, какой вариант используется. В связи с этим в этом окне (в отличие от всех других случаев) после нажатия кнопки Вычислить выдаются гибкости сжатых элементов, а не коэффициенты расчетной длины. По значению гибкости (только одно число) можно найти коэффициент продольного изгиба φ и реализовать проверку устойчивости.

Для элементов решетки программа Кристалл выдает большее из двух значений гибкости (в плоскости и из плоскости грани), которое и контролируется таблицей 19* СНиП II-23-81* (таблицы 30 СП 53-102-2004, таблицы 32 СП 16.13330, таблицы 1.9.9 ДБН В.2.6-163:2010, табл. 13.9 ДБН В.2.6-198:2014). Оба значения гибкостей (в плоскости грани и из плоскости грани) можно увидеть в отчетном документе.

Если выбран режим По рекомендациям Eurocode-3 для рам , на странице Параметры конструкции приводится схема с изображением рассчитываемой стойки в окружении примыкающих к ней ригелей и колонн.

Данные о длине стойки — L и ее жесткости — J задаются в одноименных полях ввода. Если стойка имеет прокатное сечение, то ее жесткость может быть введена автоматически после выбора сечения из сортамента (кнопка ).

В таблицу характеристик элементов окружения вносятся данные о длинах элементов, условия их примыкания (поворота) на противоположном от стойки конце, жесткости и значения сжимающей силы. При этом, если какой-либо из элементов отсутствует (не помечен в первом столбце таблицы), то соответствующие поля ввода данных будут закрыты.

Все расчеты выполняются в соответствии с рекомендациями приложения Е к EN 1993-1-1.

При выборе вида конструкции Ступенчатые колонны появляется страница Параметры конструкции с изображением 4 возможных вариантов концевых закреплений ступенчатой колонны:

1) с нижним защемленным концом и с верхним концом, свободным от закреплений;

2) с нижним защемленным концом и с верхним концом, закрепленным только от поворота;

3) с нижним защемленным концом и с неподвижным шарнирно-опертыми верхним концом;

4) с защемленными верхним и нижним концами.

В таблицах Нагрузки и Параметры участков , расположенных на этой же странице, пользователю предоставлена возможность ввести параметры участков ступенчатой колонны (моменты инерции сечений и длины, а также значения сосредоточенных сил, приложенных к верху участков ступенчатой колонны.

После нажатия кнопки Вычислить на этой странице будут вычислены коэффициенты расчетной длины участков ступенчатой колонны, определенные в соответствии с требованиями выбранных норм проектирования.

Расчетные длины элементов плоских ферм, связей и структурных конструкций

1.9.1.1 Расчетные длины и сжатых элементов конструкций плоских ферм и связей в плоскости и из плоскости (рис. 1.9.1, а, б, в, г), за исключением элементов, указанных в п. 1.9. .2 и п. 1.9.1.3, следует принимать по табл. 1.9.1.

1.9.1.2 Расчетную длину элемента фермы из плоскости конструкции, по длине которой действуют усилия сжатия и ( ) (рис. 1.9.2), необходимо определять по формуле

. (1.9. 1)

При этом расчет общей устойчивости элемента следует выполнять на действие продольного усилия .

Расчетные длины и элементов постоянного по длине сечения, закрепленных связями на участках одинаковой длины, в которых действуют разные продольные усилия, допускается определять согласно табл. С1 Приложения С.

1.9.1.3 Расчетные длины и раскосов фермы с крестовой решеткой при наличии соединений в узлах сечения элементов решетка (рис. 1.9.1, д), следует принимать:

— в плоскости фермы – равными расстоянию между центрами узлов крепления раскоса к поясу фермы и сечения элементов решетка ( );

— из плоскости фермы: для сжатых элементов – по табл. 1.9.2; для растянутых элементов – равными расстоянию между узлами крепления элементов решетки к нижнему и к верхнему поясам ферме ( ).

Рис. 1.9.1. Схемы решеток ферм для определения расчетных длин элементов: а – треугольная со стойкой; б – раскосная; в – треугольная со шпренгелями; г – полураскосная треугольная; д –перекрестная
Рис. 1.9.2. Схемы для определения расчетных длин пояса фермы: а – схема фермы; б – схема поперечных горизонтальных связей между фермами (вид сверху)

1.9.1.4 Радиус инерции і сечений элементов из одиночных уголков при определении гибкости следует принимать равным:

— минимальному радиусу инерции ( ) – при расчетной длине элемента не менее 0,85 l (где l – расстояние между центрами ближайших узлов);

— радиусу инерции уголка относительно его оси, проходящей перпендикулярно или параллельно плоскости фермы ( или ) в зависимости от ориентации плоскости изгиба фермы – в прочих случаев.

1.9.1.5 Расчетные длины элементов структурных конструкций следует принимать по табл. 1.9. 3.

Радиусы инерции сечений і элементов структурных конструкций при определении гибкости следует принимать равными:

— радиусу инерции уголка относительно его оси, проходящей перпендикулярно или параллельно плоскости фермы ( или ) – для сжатых элементов, воспринимающих внеузловую поперечную нагрузку;

— минимальному радиусу инерции ( ) – в прочих случаях.

Читать еще:  Как крыть крышу шифером правильно?

Таблица 1.9.1 Расчетные длины элементов плоских ферм и связей

Направление продольного изгиба элемента фермы

Расчетные длины и

Обозначения, принятые в табл.1.9.1:

l – геометрическая длина элемента (расстояние между центрами ближайших узлов) в плоскости фермы;

l1 – расстояние между узлами крепления от смещения из плоскости фермы (поясами ферм, специальными связями, жесткими плитами покрытия, прикрепленными к поясу сварными швами или болтами и т.п.).

Таблица 1.9.2 Расчетные длины элементов крестовой решетки

Конструкция узла сечения элементов решетка

Расчетные длины из плоскости фермы при поддерживающем элементе

Обозначения, принятые в табл. 1.9. 2:

– расстояние между центрами узлов крепления элемента решетка к поясу фермы и сечения элементов;

– расстояние между узлами крепления элемента решетка к нижнему и к верхнему поясу ферме.

Таблица 1.9.3 Расчетные элементы структурных конструкций

Обозначения, принятые в табл. 1.9.3:

l – геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов структурной конструкции).

Расчетные длины стержней ферм

Стержни ферм работают на продольные усилия сжатия или растяжения. Несущая способность сжатого стержня, определяемая потерей устойчивости, зависит от его расчетной длины

где μ – коэффициент приведения длины, зависящий от способа закрепления концов стержня;

– геометрическая длина стержня (расстояние между центрами узлов).

Поскольку в момент потери устойчивости стержень может выпучиться в направлении, лежащем в плоскости фермы или в направлении, перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы), следует определять расчетные длины и проверять устойчивость стержней в обоих направлениях (в плоскости фермы и из плоскости фермы).

Несущая способность растянутых стержней не зависит от длины, но слишком длинные и тонкие растянутые стержни могут провисать, а также колебаться при действии вибрационных нагрузок, поэтому гибкость растянутых элементов ферм ограничена нормами проектирования.

Растягивающие усилия в стержне фермы препятствуют повороту узлов, обеспечивая их защемление, поэтому расчетные длины стержней ферм имеют различные значения.

Направление продольного изгибаРасчетная длина ef
ПоясовОпорных раскосов и опорных стоекПромежуточных раскосов и стоек
1.В плоскости фермы: а) для ферм из одиночных уголков и ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык б) в остальных фермах (крепление решетки через фасонки). 2.В направлении, перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы) а) для ферм с поясами из замкнутых профилей с прикреплением элементов решетки к поясам впритык б) в остальных фермах (крепление решетки через фасонки) 1 1 1 10,9 0,8 0,9 1 1

Примечание: е – геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов);

е1 – расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы.

Обеспечение обшей устойчивости ферм в системе покрытия

Устойчивость фермы из ее плоскости обеспечивается элементами конструкций покрытия и связями по верхним и нижним поясам. На верхний пояс укладывают прогоны или крупнопанельные плиты покрытия, которые крепят к поясу. В коньке фермы устанавливают связевую распорку, которая обеспечивает устойчивость фермы при монтаже и служит опорой фермы из плоскости при наличии фонаря. Нижний пояс фермы развязывается системой связей по нижним поясам.

За расчетную длину поясов ферм принимают расстояния между точками, закрепленными от смещения из плоскости фермы связями, плитами или прогонами с μ=1.

Выбор типа сечения

Легкие фермы пролетом до 36-42 м с небольшими продольными усилиями в стержнях (до 5000 кН) чаще всего делают с сечениями элементов из парных уголков и тавров. Комбинируя состав сечения из равнобоких уголков или из неравнобоких, соединенных малыми или большими полками, получают равноустойчивое в обеих плоскостях сечение, хорошо работающее на продольную силу.

В узлах стержни соединяются при помощи листовых фасонок. Фермы с элементами из гнутых профилей на 10-15% легче, чем фермы из уголков. Такие профили изготавливают на гибочных прессах.

Наиболее рациональной формой сечения элементов ферм является трубчатое сечение. Фермы из труб экономичны по массе. Усложнение узлов и дефицитность труб ограничивают их применение.

Весьма рациональна конструкция фермы с применением разных марок сталей: элементы, имеющие большие усилия (пояса, опорные раскосы), проектируют из стали повышенной прочности, а остальные слабонагруженные элементы решетки – из обычной углеродистой стали. Сечение элементов тяжелых ферм с усилиями в стержнях свыше 5000 кН обычно принимаются составными из сварных двутавров или прокатных профилей. Большое усилие в стержнях легче передаются в узлы через две фасонки, поэтому такие фермы называют еще двухстенчатыми.

Для удобства изготовления и комплектования сортамента металла при проектировании легких ферм обычно устанавливают 4-6 различных калибров профиля, из которых подбирают фермы. Из условия обеспечения необходимой жесткости при перевозке и монтаже в сварных фермах принимают уголки с полками не

СНиП II-23-81 => 6. расчетные длины и предельные гибкости элементов стальных конструкций. Расчетные длины элементов плоских ферм и.

6. РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГИБКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТОВ ПЛОСКИХ ФЕРМ И СВЯЗЕЙ

6.1. Расчетные длины lef элементов плоских ферм и связей, за исключением элементов перекрестной решетки ферм, следует принимать по табл. 11.

Таблица 11

Направление продольного изгиба

Расчетная длина lef

опорных раскосов и опорных стоек

прочих элементов решетки

1. В плоскости фермы:

а) для ферм, кроме указанных в поз. 1, б

б) для ферм из одиночных уголков и ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык

2. В направлении, перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы):

а) для ферм, кроме указанных в поз. 2, б

б) для ферм с поясами из замкнутых профилей с прикреплением элементов решетки к поясам впритык

Обозначения, принятые в табл. 11 (рис. 7):

l — геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов) в плоскости фермы;

l1 — расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы (поясами ферм, специальными связями, жесткими плитами покрытий, прикрепленными к поясу сварными швами или болтами, и т. п.

Рис. 7. Схемы решеток ферм для определения расчетных длин элементов

а — треугольная со стойками; б — раскосная; в — треугольная со шпренгелем;

г — полураскосная треугольная; д — перекрестная

6.2. Расчетную длину lef элемента, по длине которого действуют сжимающие силы N1 и N2 (N1 > N2), из плоскости фермы (рис. 7, в, г; рис. 8) следует вычислять по формуле

Расчет на устойчивость в этом случае следует выполнять на силу N1.

Рис. 8. Схемы для определения расчетной длины пояса фермы из плоскости

а — схема фермы; б — схема связей между фермами (вид сверху)

6.3*. Расчетные длины lef элементов перекрестной решетки, скрепленных между собой (рис. 7, д), следует принимать:

в плоскости фермы — равными расстоянию от центра узла фермы до точки их пересечения (lef = l);

из плоскости фермы: для сжатых элементов — по табл. 12; для растянутых элементов — равными полной геометрической длине элемента (lef = l1).

6.4. Радиусы инерции i сечений элементов из одиночных уголков следует принимать:

при расчетной длине элемента, равной l или 0,9l (где l — расстояние между ближайшими узлами) — минимальный (i = imin);

в остальных случаях — относительно оси уголка, перпендикулярной или параллельной плоскости фермы (i = ix или i = iy в зависимости от направления продольного изгиба).

Таблица 12

Конструкция узла пересечения элементов решетки

Расчетная длина lef из плоскости фермы при поддерживающем элементе

Оба элемента не прерываются

Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой:

рассматриваемый элемент не прерывается

рассматриваемый элемент прерывается и перекрывается фасонкой

Обозначения, принятые в таблице 12 (рис. 7, д):

l — расстояние от центра узла фермы до пересечения элементов;

l1 — полная геометрическая длина элемента.

РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ РЕШЕТЧАТЫХ КОНСТРУКЦИЙ

6.5. Расчетные длины lef и радиусы инерции сечений i сжатых и ненагруженных элементов из одиночных уголков при определении гибкости следует принимать по табл. 13*.

Таблица 13*

по рис. 9*, а, б, в

по рис. 9*, г, д, е

по рис. 9*, б, в, г

по рис. 9*, а, д

по рис. 9*, е

по рис. 9*, б

по рис. 9*, в

Обозначения, принятые в таблице 13* (рис. 9*):

ldc — условная длина раскоса, принимаемая по таблице 14*;

md — коэффициент расчетной длины раскоса, принимаемый по табл. 15*.

Примечания: 1. Раскосы по рис. 9*, а, д, е в точках пересечения должны быть скреплены между собой.

2. Для раскосов по рис. 9*, е необходима дополнительная проверка их из плоскости грани с учетом расчета по деформированной схеме.

3. Значение lef для распорок по рис. 9*, в дано для равнополочных уголков.

Расчетные длины lef и радиусы инерции i растянутых элементов из одиночных уголков при определении гибкости следует принимать:

для поясов — по табл. 13*;

для перекрестных раскосов по рис. 9*, а, д, е; в плоскости грани — равными длине ld и радиусу инерции imin; из плоскости грани — полной геометрической длине раскоса Ld, равной расстоянию между узлами прикрепления к поясам, и радиусу инерции ix относительно оси, параллельной плоскости грани;

для раскосов по рис. 9*, б, в, г, — равными длине ld и радиусу инерции imin.

Расчетные длины lef и радиус инерции i элементов из труб или парных уголков следует принимать согласно требованиям подраздела «Расчетные длины элементов плоских ферм и связей».

Рис.9*. Схемы пространственных решетчатых конструкций

а, б, в — с совмещенными в смежных гранях углами;

г, д, е — с несовмещенными в смежных гранях углами

Таблица 14*

Конструкция узла пересечения элементов решетки

Условная длина раскоса ldc при поддерживающем элементе

Оба элемента не прерываются

Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой; рассматриваемый элемент не прерывается:

в конструкции по рис. 9*, а

в конструкции по рис. 9*, д:

Узел пересечения элементов закреплен от смещения из плоскости грани (диафрагмой и т. п.).

Обозначения, принятые в таблице 14*:

Ld — длина раскоса по рис. 9*, а, д;

где Jm,min и Jd,min — наименьшие моменты инерции сечения соответственно пояса и раскоса.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector