Шпоры к ГОСу по промышленному и гражданскому строительству - файл n1.doc

приобрести
Шпоры к ГОСу по промышленному и гражданскому строительству
скачать (1229.1 kb.)
Доступные файлы (12):
n1.doc146kb.27.06.2002 03:22скачать
n2.doc195kb.27.06.2002 03:22скачать
n3.doc662kb.27.06.2002 03:22скачать
n4.doc81kb.27.06.2002 03:22скачать
n5.doc80kb.27.06.2002 03:22скачать
n6.doc78kb.27.06.2002 03:22скачать
n7.doc145kb.27.06.2002 03:22скачать
n8.doc194kb.27.06.2002 03:22скачать
n9.doc659kb.27.06.2002 03:22скачать
n10.doc80kb.27.06.2002 03:22скачать
n11.doc78kb.27.06.2002 03:22скачать
n12.doc78kb.27.06.2002 03:22скачать

n1.doc

1.1. Общая характеристика стальных составных балок, области их применения. Основные принципы проектирования. Балка – простейшая кон-ция, работающая на изгиб. ''+'' - простота конструкций, надежность в работе. ''-'' - большая материалоемкость. Мерой выгодности сечения балки является ядровое расстояние. Это зона сечения, при приложении нормальной силы в которой не возникают усилия. Чем больше ядровое расстояние, тем выгоднее балка. В основном применяются разрезные балки на 1 пролет, т. к. они наиболее просты в изготовлении и монтаже. Основным типом сечения составных балок является двутавр, состоящий из трех листов, поясов и стенки. Болты принимают высокопрочные. В основном применяют сварные балки заводского изготовления. Область применения: рабочие площадки промзданий, подкрановые кон-ции (пролет до 24 м), мостовые балки до 200 м. Применяются при действии значительных нагрузок. Также применяются в покрытиях. Компоновка сечения составных балок сводится к определению высоты балок. Высота определяется по экономическим соображениям, допустимым прогибам и в ряде случаев строительной высотой.

1. при такой высоте балка имеет меньшую материалоемкость

2. - наименьшая рекомендуемая высота

3. из условия строительной высоты

при поэтажной схеме h1=hсттр-hбн-tн

при сопряжении в одном уровне h2=hстр-tн

Назначают высоту балки близкой к оптимальной, по возможности большей hmin и меньшей одной из величин h1, h2.

Вторым этапом является определение толщины стенки.

Два условия: 1) из условия работы на срез. С большой долей приближения.

2) из условия местной устойчивости. Максимальная гибкость w=5,5. После этого, зная требуемый момент инерции определяют размеры поясов. При гибкости стенки по СНиП расставляются поперечные ребра жесткости, а при в сжатой зоне стенки на расстоянии (0,3…0,25) hw ставятся продольные ребра. Размеры ребер регламентируются СНиП. В отдельных случаях для балок пролет более 15 м выполняются укрупнительные стыки, которые могут быть на сварке или высокопрочных болтах. Для восприятия опорной реакции проектируются опорные ребра. Толщину поясов принимают в пределах 2-3 толщин стенки, т. к. при сварке более толстых листов возникают значительные усадочные напряжения. Ширину листов, как правило, принимают не менее 200 мм.


1.2. Общая характеристика центрально сжатых колонн, конструирование стрежня, оголовка и базы колонны. Колонна состоит из трех частей: оголовок, база, стержень. В зависимости от нагрузки, действующей на колонну, ее сечение принимают или сквозным или сплошным. При N < 5000 кН – сквозная, при N > 5000 кН - сплошная. Сплошные колонны в виде прокатного двутавра, сварного двутавра, крестообразные, трубчатые, но, в основном, - двутавр. Задается высота и толщина стенки из условия ее местной устойчивости, а по треб. площади опр-ся размеры поясов. После этого проверяется устойчивость стержня относительно оси Х и Y и в случае необходимости корректируют размеры сечения. Оси должны быть симметричны. Желательно, чтобы колонна была равноустойчивой в двух направлениях. Сквозные колонны состоят из двух ветвей, соединенных решеткой из уголков или планками. Решетка обеспечивает совместную работу ветвей. Ветви проектируют из швеллеров или двутавров. Подбор сечения начинают отн-но материальной оси Х. Задаются гибкостью 50…80, определяют коэффициент продольного прогиба и определяют Атр=N/Ryc. Подбирают калибр профиля. Из условия равноустойчивости отн-но оси Х и У подбирают ширину колонны ''b'', учитывая гибкость отдельных ветвей, т. к. решетка обладает некоторой деформативностью. Этот фактор учитывается введением в расчет приведенной гибкости ef относительно свободной оси. Чтобы сохранить неизменяемость контура поперечного сечения в сквозных колоннах ветви соединяются диафрагмами через 3-4 м по высоте колонны. В центр. сж. колоннах возможен изгиб от случайных эксцентриситетов. От изгиба возникает Qfic, которая воспринимается решеткой. 2-ветв и более стержни в любом случае будут более деформативны, чем 1-ветв. за счет деформации решетки (отн-но свободной оси). Оголовок колонны служит для эффективной передачи усилия от вышележащей конструкции на стержень. При свободном опирании балку ставят обычно на колонну. В этом случае оголовок состоит из опорной плиты и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны. Торцы опорных ребер обязательно строгают, чтобы обеспечить более плотное примыкание к плите оголовка. Ребро оголовка всегда ставится параллельно опорным ребрам балки. Рассчитываем шов 1, крепящий опорную плиту к ребру. вычисляем расчетную длину шва, определяем kf. Рассчитываем шов 2, задаемся kf и определяем lw. Отсюда hp=lw+1см и по сортаменту. Толщину ребра tр назначаем из условия среза и по сортаменту. База служит для эффективной передачи усилий от стержня колонны на фундамент. База колонны состоит из опорной плиты, траверс, ребер жесткости и анкерных болтов. При шарнирном сопряжении анкерные болты ставятся конструктивно для фиксации и прикрепляются непосредственно к опорной плите. При жестком сопряжении анкера крепятся через спец выносные консоли и затягиваются усилием, близким к расчетному сопротивлению. при шарн сопряж – 20…30 мм, при жестком –30…36. Размер опорной плиты – из конструк. соображений из условия размещения стержня колонны на плите с min свесом 40 мм. Опорная плита работает как пластина на упругом основании, на изгиб от отпора фундамента. При этом деформации направлены вверх. Давление фундамента принимается равномерно по всей поверхности. Высота траверсы – из условия шва 2.

Колонна работает на внецентренное сжатие. Расчетные усилия M, N, Q. При расчете проверяется прочность, а также общая и местная устойчивость элементов. Сечение ступенчатой колонны подбирают отдельно для верхнего и нижнего участков.

В сплошных колоннах так как верхняя часть колонны не подвержена непосредственному воздействию динамических нагрузок, то расчет ведется с учетом развития пластических деформаций. В сквозных колоннах стержень состоит из двух ветвей: наружной и подкрановой. Двутавр принимают ''К'' или ''Ш''. Считается, что ветви колонны работаю на центральное сжатие, в то время как вся колонны – на внецентр сжатие. Из условия местной устойчивости стенки определяется толщина стенки (для сварного швеллера). Решетка колонны рассчитывается на наибольшую перерезывающую силу. В колоннах постоянного сечения при небольших кранах применяют обычно одноступенчатые консоли. При кранах большой грузоподъемности колонны выполняются сквозными, а консоль устраивается в виде усиленных швеллеров или двутавров. Учитывая возможность неравномерной передачи усилия на ветвь колонны, усилия в каждой ветви увеличивают на 20. Для внецентренно сжатой колонны база применятся только с траверсами. Конструктивное решение базы зависит от способа сопряжения колонны с фундаментом и может быть жестким или шарнирным. В промзданиях колонны имеют жесткое сопряжение в плоскости рамы, а из плоскости рамы – шарнирное. Существует два типа баз: общие и раздельные. Общие базы применяются для сплошных колонн, а также для сквозных колонн и если hн < 1000мм. В остальных случаях база раздельная.

1.3. Общая характеристика стальных ферм, их очертания, системы решеток, типы сечений стержней, схемы опирания. Фермы являются большепролетными сквозными конструкциями. Основное назначение: в конструкциях покрытия, мосты, башни и мачты, опоры ЛЭП. Основные ''+'': малая металлоемкость, легко придать любое очертание, относительно простое изготовление. ''-'': высокая трудоемкость. По статической работе фермы: 1) разрезные (наиболее распространены), 2) неразрезные. Выбор очертания является важным этапом проектирования. Очертание должно соответствовать статической схеме, а также виду нагрузок, определяющих эпюру моментов. Треугольные фермы применяют при значительных уклонах кровли, вызванных условиями эксплуатации. ''-'': острый опорный узел сложен и допускает лишь шарнирное опирание, стержни решетки в середине пролета получаются очень большими. Трапециевидные фермы – такое очертание достаточно хорошо соответствует эпюре моментов, возможно устраивать жесткое сопряжение со стойкой. Стержни решетки относительно короткие. Решен естественный водоотвод с кровли. Фермы полигональной формы наиболее применимы для конструирования тяжелых ферм больших пролетов. В основном мостовые фермы. В наибольшей степени соответствует эпюре моментов, что дает значительную экономию металла. Однако, при этом значительно возрастает трудоемкость. Для легких ферм такое очертание нерационально, т. к. конструктивные усложнения и повышенная трудоемкость не окупаются экономией стали. Фермы с параллельными поясами - существенные конструктивные плюсы, т. к. одинаковые длины элементов, одинаковые схемы узлов, min кол-во стыков поясов. Для рулонных кровель – основные кон-ции. Возможны две схемы опирания на колонну: сверху и сбоку. Высота треугольных ферм в зависимости от пролета и уклона кровли, однако наиболее рациональна высота 1/5…1/6 пролета. В остальных фермах наилучшая высота зависит от пролета и количества панелей. По условиям жесткости min высота определяется допустимым прогибом. Решетка фермы работает на перерезывающую (поперечную) силу, выполняя функцию стенки в сплошной балке. Решетка должна соответствовать схеме приложения нагрузки, чтобы по возможности избежать изгиба верхнего пояса. А) треугольные решетки являются основным типом в трапециевидных фермах и в фермах с  поясами. Как правило, в решетку добавляют дополнительные стойки, а иногда и подвески, позволяющие уменьшить расстояние между узлами, что значительно уменьшает расчетные длины стержней. Б) раскосная решетка проектируется таким образом, чтобы раскосы были растянутыми, а стойки – сжатыми. Это достигается при нисходящих раскосах в фермах с  поясами и восходящих раскосов в треугольной ферме. В треугольных фермах такая решетка применяется очень редко из-за сложности узлов и повышенной материалоемкости. В) специальная система решеток. При большой высоте ферм и рациональном угле наклона раскосов 45 панели верхнего пояса получаются очень большими. Чтобы уменьшить длину панелей, сохранив рациональный угол наклона применяют шпренгельную решетку. Более трудоемка и материалоемка, однако такая решетка позволяет получить рациональное расстояние между узлами верхнего пояса при рациональном угле наклона раскосов, а также уменьшить расчетную длину верхнего пояса и сжатых раскосов. При нагрузках, действующих со стороны верхнего и нижнего поясов применяют крестовую решетку. Применяют в основном в связевых фермах, в вертикальных фермах башен, мачт и высоких зданий. Такие фермы более материалоемки и трудоемки. При значительных поперечных силах и двухсторонней нагрузке возможно применение ромбической и полураскосной решетки. Обладают очень высокой жесткостью, однако более трудоемки и материалоемки. В фермах пролетом >36м выполняется строительный подъем, что предотвращает возникновение больших прогибов. Величина строительного подъема составляет прогиб от нормативной нагрузки+1/200пролета. Стержни тяжелых ферм отличаются более мощным сечением, что объясняется большими расчетными длинами и большими усилиями. Иногда тяжелые фермы подвержены динамическим нагрузкам, их выполняют клепаными. Применяют следующие типы сечения: а) Н-образные сечения выполнены из 2 верт листов и горизонтального листа. Применяются парные фасонки, что облегчает конструирование, не очень трудоемки, применяют как для поясов, так и для решетки. Б) швеллерные сечения. Применяют парные фасонки. Хорошая устойчивость в обеих плоскостях, поэтому целесообразно применять в сжатых стержнях большой длины. ''-'': наличие двух ветвей, которые необходимо соединять планками и решетками. В) коробчатые сечения. Очень мощные сечения, применяются, как правило, в верхних поясах мостовых ферм. Г) сечение из двутавров с параллельными поясами. Применяются как одиночные, так и парные двутавры в поясах и решетках. Д) трубчатые сечения. Затруднено конструирование ферм из труб, поэтому применяются редко. Стержни легких ферм. Для удобства изготовления и комплектования сортамента металла обычно устанавливают 4-6 различных калибров профиля, из которых подбирают все элементы. При значительных усилиях в поясах ферм их можно проектировать из стали двух типов. В легких фермах пролетом до 30 м пояса принимают из одного профиля. В легких фермах применяют стержни из одиночных уголков, парных уголков, широкополочных тавров, трубчатого сечения. Замечания: 1) чтобы избежать дополнительных напряжений стержни ферм центрируют в узлах по осям, проходящие через центр тяжести сечения с округлением до 5мм. В противном случае необходимо учитывать дополнительный момент =Ne. 2) чтобы уменьшить сварочные напряжения стержни решетки не доводят до пояса на расстояние а=6tфасонки, , но не более 80 мм. Расстояние между торцами поясов на одной фасонке не менее 50 мм. 3) допустимая разница в толщине фасонок между смежными узлами =2 мм. Толщина фасонки зависит от усилия в стержнях, для легких ферм принимается от 6 до 20 мм. 4) стропильные фермы пролетом от 18 до 36 м разбивают на два отправочных элемента с укрупнительным стыком в середине.

1.4. Древесина как конструкционный материал, работа древесины под нагрузкой. Понятие об анизотропии древесины. Древесина – ценный конструкционный строительный материал, продукт лесов, запасы которого могут возобновляться после его рациональных заготовок. Сырьевая база 80 млрд. куб. м., из них лиственница – 37%, сосна – 19%, ель и пихта – 20%, кедр – 8%, береза – 13%. Строение, пороки и качество древесины определяются ее происхождением. В результате растительного происхождения и условий произрастания дерева древесина имеет трубчатое слоисто-волокнистое строение. Ствол состоит из: 1) кора, 2) камбий, 3) заболонь, 4) ядро, 5) сердцевина. Древесные волокна располагаются концентрическими слоями вокруг оси ствола, которые называют годичными слоями, потому что каждый слой нарастает в течение года. Годичные слои делятся на раннюю и позднюю древесину. Основа древесины – трахеиды (до 90% всего объема). Трахеиды представляют собой вытянутые вдоль ствола пустотелые отмершие клетки, проводящие воду от корней к кроне. Они придают древесине механическую прочность. Плотность и прочность древесины зависят от относительного содержания в ней поздней древесины, которое у сосны, например, колеблется от 10 до 30%. Различают 3 плоскости: торцевой, тангенциальный, радиальный. Влажность древесины оказывает значительное влияние на ее свойства. Влажность древесины – это процентное содержание свободной воды в полостях и гигроскопической воды в порах древесины. Два вида влаги: связанная (гигроскопическая – содержится в клетках самой целлюлозы), свободная (капиллярная – в межклеточном пространстве). Max количество влаги – предел гигроскопичности и =30%. Древесина химически стойка к калийно-натриевым солям, к минеральным удобрениям, низкой концентрации плавиковой, фосфорной и соляной кислоты, средней концентрации уксусной и муравьиной кислоты. Не стойка к серной и азотной кислоте. Физические свойства: 1) плотность; зависит от количества пустот, толщины стенок волокон и содержания влаги (сосна и ель – 5 кН/м3, береза 6 кН/м3) 2) температурное расширение – линейное расширение при нагревании, характеризуемое коэффициентом линейного расширения в древесине различно вдоль волокон под углом к ним. Коэффициент в 2-3 раза меньше чем у стали 3) теплопроводность – вследствие пористого строения древесина плохо проводит тепло. Теплопроводность древесины вдоль волокон больше, чем поперек волокон. Механические свойства древесины, являющейся природным полимером, изучаются на основе реологии – науки об изменении свойств вещества во времени под действием тех или иных факторов, в данном случае нагрузок. 2 реологических свойства: ползучесть – свойство материала дополнительно деформироваться с течением времени при постоянной нагрузке; релаксация – уменьшение напряжений с течением времени. Различные механические свойства материалов при различном направлении усилия к волокнам называется анизотропией и обусловлено трубчатым строением древесины.. Для древесины в инженерных расчетах принята транстропная модель анизотропии, которая предполагает различные механические и упругие свойства только в двух направлениях (вдоль и поперек волокон). Свойства в тангенциальном и радиальном направлении практически одинаковы. При растяжении вдоль волокон и поперек волокон характер разрушения хрупкий, что является опасным. При смятии прочностные характеристики практически не отличаются от сжатия. Скалывание вдоль волокон является одним из слабых мест в работе древесины. см=0,5…0,6 кН/см2; характеризуется хрупким разрушением. Прочностные характеристики зависят от породы древесины, от времени действия нагрузки, от размеров поперечного сечения, от конфигурации элемента. Это все учитывается коэффициентом условия работы.


1.5. Соединение деревянных конструкций. Общая характеристика нагельных и клеевых соединений. Мах размеры цельных деревянных элементов в строительстве составляют до 28 см в сечении и до 6,5м длиной. Для увеличения длины элементов применяют сращивание, а для увеличения сечения – сплачивание. Кроме того, большая часть соединений представляет собой сопряжение отдельных эл-тов в узлах. Соединение эл-тов ДК по способу передачи усилия делятся на: 1) непосредственным упором контактных поверхностей (лобовой упор, врубка); 2) соединение на механических связях (гвозди, болты, пластинчатые нагели, скобы, шурупы, собственно цилиндрический нагель, глухари); 3) соединение на клею. В соединениях на лобовых врубках усилия передаются без вкладышей или иных рабочих связей. Является основным видом соединения в фермах. Вспомогательная связь – аварийный болт. Лобовая врубка может утратить несущую способность в следующих случаях: 1) по смятию площадки упора; 2) по скалыванию площадки Аск; 3) по разрыву ослабленного сечения нижнего пояса. Нагели – наиболее распространенные мех связи для соединения элементов ДК. Нагель – гибкий стержень, который соединяет эл-ты и препятствует их сдвигу. Сам при этом работает на изгиб и сжимает древесину. Min расстояние между пластинчатыми нагелями Smin = 110 мм. Пластинчатые нагели служат для сплачивания 2 или 3 брусьев. Сквозные нагели применяются при ширине бруса 15 см и менее. Несущая способность нагеля Т=0,75bпл (кН). При ширине бруса более 15см ставятся глухие нагели. Несущая способность Т=0,75b/2. пластина устанавливается попеременно то с одной стороны, то с другой стороны бруса. Расстановка цилиндрических нагелей регламентируется СНиП для предотвращения чрезмерного ослабления сечения и возможного разрыва и скалывания элементов стыка. Сущ-ет расстановка прямыми рядами, косыми рядами и в шахматном порядке. При опр-нии несущей способности стальных нагелей (болт) вводится коэф-т k, учитывающий снижение несущей способности нагеля при приложении нагрузки под углом  к волокнам. При расчете стыков определяется несущая способность нагеля из трех условий (изгиб, смятие крайнего, смятие среднего элемента) и при определении необходимого кол-ва нагелей в стыке в расчет принимается min несущая способность. Из условия раскалывания эл-тов СНиП устанавливает min расстояние между нагелями. При определении расчетной длины гвоздя не учитывается заостренная часть гвоздей длиной 1,5d, а на каждый шов принимают по 2мм. Если защемленная часть гвоздя менее 4d, его работу в примыкающем шве не учитывают. При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего эл-та уменьшают на 1, 5d. Для склеивания древесины применяются следующие виды клеев: резорциновые, фенол-резорциновые, алкил-резорциновые, фенольные, карбамидные. Марки клеев ФФ-12, ФРФ-50, ФР-100, КФ-5, КФ-Ж. Сращивание досок по длине может выполняться двумя способами: а) ''на ус'' (стык очень материалоемок. В настоящее время применяется только для склеивания фанеры); 2) на зубчатый шип (шов одинаково хорошо работает на растяжение, сжатие, изгиб и кручение). Большое значение для обеспечения капитальности клееных ДК имеет поверхностная пропитка их комбинированными гидрофобными синтетическими составами.

1.6. Общая характеристика и конструирование деревянных балок. Дощатоклееные балки получают склеиванием досок синтетическим клеем КБ-3 или РФ-12. дощатоклееные балки обладают рядом ''+'' перед другими составными балками: 1) они работают как монолитные; 2) их можно изготовить с поперечным сечением большой высоты и выгодной формы (двутавр); 3) в балках длиной более 6,5 м стыкование отдельных досок производится вразбежку с помощью зубчатого стыка, и, следовательно, балка не будет иметь стыка, ослабляющего ее сечение; 4) в дощатоклееной балке возможно рациональное размещение досок различного качества по ее высоте и длине. Доски первой категории ставятся в наиболее напряженные зоны балки, а второй и третьей категории – в менее напряженные. Для пролетов до 7 м могут применяться малогабаритные балки двутаврового и таврового сечения со стенкой из досок на ребро. ''-'' этих балок являются сложность склеивания полки с ребром стенки и пониженная надежность этих балок при непроклеях в швах. Для пролетов 6-15 м в качестве основных несущих конструкций применяются балки, склеиваемые из досок плашмя. По длине доски соединяются зубчатыми стыками вразбежку. Высота балок принимается (1/8-1/12) l. Для обеспечения устойчивости балки из ее плоскости отношение высоты балки h к ее ширине b ограничивается и 6. угол наклона двускатных балок i = 2,5-10%. Клеефанерные балки состоят из фанерных стенок и дощатых поясов. Поперечное сечение клеефанерной балки может быть двутавровым или коробчатым. Так как при этом пояса удалены от нейтральной оси, то материал в таких балках используется наиболее эффективно. Клеефанерные балки могут быть постоянной высоты, двускатными, а также с криволинейным верхним поясом. Фанерная стенка помимо работы на сдвигающие усилия может воспринимать и нормальные напряжения. Одним из важных преимуществ клеефанерных балок с криволинейным верхним поясом по сравнению с двускатными является то, что они не имеют стыка в коньке и поэтому могут быть выполнены полностью безметальными, что делает их более выгодными к применению в помещениях с агрессивной средой. Клеефанерные балки рекомендуется использовать для пролетов до 15м, высота в пределах (1/8-1/12)l. Специфической особенностью клеефанерных балок является наличие в них тонкой фанерной стенки (толщиной 10-12 мм), которая требует специальных мер для ее закрепления от потери устойчивости. Придание жесткости фанерной стенке можно обеспечить двумя способами: а) постановкой дощатых ребер жесткости; б) устройством волнистой стенки. Высота пояса не более 200мм. Общая высота балки определяется размерами фанерного листа (не более 1,5м). Клеефанерные балки рассчитывают с учетом приведенных характеристик. Балки с волнистой стенкой работают как на податливых связях. Балки армированные стальными стержнями бывают двух типов: симметричные и несимметричные. Хорошая адгезия заливочных компаундов на основе эпоксидных вяжеущих не только к древесине, но и также и к стали позволяет при ограниченном габарите по высоте увеличивать их несущую способность, армируя их стальными стержнями. Компаунд обеспечивает надежную совместную работу ар-ры и дерева, если давление при запрессовке во время изготовления 0,2-0,3 Мпа. % ар-ния 3-4%. Арматура А-III и выше.

1.7 Общая характеристика и конструирование деревянных рам. Рамные кон-ции отличаются от арочных своим очертанием, которое сильно влияет на распределение изгибающих моментов в пролете. При ломаном очертании рамы в жестком карнизном узле при загружении как левой, так и правой половины рамы возникают моменты одного знака. В результате при загружении рамы по всему пролету угловые моменты сильно увеличиваются, что ограничивает длину пролетов, перекрываемых рамами, до 20-30 м. Рамы могут воспринимать горизонтальные нагрузки, обеспечивая поперечную устойчивость здания без защемления стоек и без устройства жестких поперечных стен. Рекомендуется делать рамы трехшарнирными, так как в статически определимых системах не происходит перераспределения усилий при деформировании под длительно действующей нагрузкой, что обеспечивает соответствие их расчетным усилиям. В гнутоклееных рамах криволинейность узлов достигается выгибом досок по окружности при изготовлении рам. Радиус кривизны обычно невелик и составляет 2-4 м. Так как по условиям гнутья отношение радиуса кривизны к толщине доски R/ не может быть меньше 125, то толщина досок для изготовления таких рам после их остружки должна составлять 16-25 мм. Следовательно, дощатоклееные гнутые рамы более трудоемки в изготовлении, чем арки и требуют большего расхода материалов. Сечение рамы делается прямоугольным, а высота сечения – переменной по длине. Постепенное плавное изменение высоты сечения предпочтительнее с архитектурной точки зрения, но технологически невыгодно. Менее сложно и трудоемко изготовление дощатоклееных гнутых рам с применением ступенчатого изменения высоты сечения. Для уменьшения материалоемкости криволинейный участок изготавливают отдельно из более тонких досок, а затем соединяют с прямолинейными элементами на зубчатый шип. Рама работает на сжатие с изгибом, т. к. возникает Н. Основная особенность напряженного состояния является криволинейная эпюра нормальных напряжений на криволинейном участке рамы. Дощатоклееные рамы из прямолинейных эл-тов более технологичны, чем гнутые. Наиболее сложным у рам П-образного очертания является карнизный узел, где действует Ммах. Рамы пролетом 12 и 18 м иногда проектируют с карнизным узлом, решенным с помощью косынок из фанеры. Фанерные косынки, приклеиваемые к стойке и ригелю, перекрывают стык, воспринимая нормальные усилия и изгибающий момент. Недостатком такого решения является возможность разрушения клеевого шва при усушке и разбухании пакета досок, приклеенного к фанерной косынке больших размеров. В последнее время начали соединять стойку с ригелем зубчатым шипом. Более надежны рамы из прямолинейных эл-тов с ригелем, имеющим консоли и опирающимся шарнирно на стойки и подкосы. Элементы таких рам работают как сжато-изгибаемые стержни и должны быть рассчитаны на действующие в сечениях нормальные усилия и изгибающие моменты. Клеефанерные рамы в поперечном сечении могут быть двутавровыми и коробчатыми. Волокна рубашек должны быть параллельны оси рамы. Гнутоклееные фанерные вставки соединяют с прямолинейными досками поясов рамы зубчатым шипом. Стыки располагают вразбежку.

1.8 Общая характеристика и конструирование металлодеревянных ферм.

Деревянные фермы – это сквозные решетчатые конструкции балочного типа, находящие значительное применение в строительстве. Они служат основными несущими конструкциями деревянных покрытий зданий различного назначения и сооружений, имеющих малые и средние длины пролетов. Основное достоинство деревянных ферм – это соответствие их конструкций служить опорами не только настилов покрытий, но также опорами чердачных перекрытий, подвесных потолков и легкого производственного оборудования. При этом в сечениях элементов ферм не возникает изгибающих моментов, которые могли бы значительно увеличить их размеры, как это бывает в гнутых арках и рамах.

Древесина и сталь в деревянных фермах концентрируются в стержнях поясов и решетки, где действуют в основном продольные силы, и несущая способность этих материалов используется в наибольшей степени. В связи с этим для изготовления ферм требуется меньше материалов, чем для изготовления арок и рам. Фермы, как правило, являются сборно-разборными, и транспортирование их стержней небольшой длины, прямых или мало изогнутых, от места изготовления к месту сборки и установки не вызывает существенных затруднений.

Основной недостаток деревянных ферм – это значительное число элементов и узлов. В связи с этим трудность изготовления и сборки ферм существенно больше, чем арок и рам. К числу недостатков ферм относится также их значительная высота, которая существенно уменьшает полезные габариты покрываемых помещений. По этим причинам заводское изготовление деревянных ферм средних пролетов в нашей стране развито слабо.

Все деревянные фермы разделяются на два основных класса: 1) клеедеревянные фермы с основными стержнями из клееной древесины; 2) цельнодеревянные фермы с основными элементами из брусьев, бревен и досок.

Клеедеревянные фермы заводского изготовления в основном имеют пролеты от 18 до 30 м и высоту, равную 1/6 пролета, треугольное, сегментное или пятиугольное очертание. Верхний пояс этих ферм имеет прямую или гнутую форму и крупное прямоугольное сечение и способен нести междуузловую нагрузку от настилов покрытия. Ширина его сечения обычно не превышает 17 см, с тем чтобы его можно было склеивать из досок без стыкования по кромкам. Высота сечения верхнего пояса может быть любой, требуемой расчетом, кратной толщине склеиваемых досок. Нижний пояс клеедеревянных ферм обычно делается из двух стальных уголков, соединенных полками вовнутрь, и имеет такую же ширину, как и ширина верхнего пояса для упрощения конструкции узлов. из-за стального нижнего пояса эти фермы называются иногда металлодеревянными.

Стержни решетки этих ферм, в которых действуют большие сжимающие или малые растягивающие силы, делаются клеедеревянными прямоугольного сечения такой же ширины, как и сечение верхнего пояса, с целью упрощения их крепления в узлах. стержни решетки, в которых действуют больши растягивающие силы, выполняют, как правило, стальными с сечением из двойных уголков или из арматурных стержней.

1.9. Назначение и виды арматуры. Процент армирования железобетонных конструкций. Арматуру в железобетонных конструкциях устанавливают преимущественно для восприятия растягивающих усилий и усиления бетона сжатых зон конструкций. Необходимое количество арматуры определяют расчетом элементов конструкций на нагрузки и воздействия. Арматура, устанавливаемая по расчету, называется рабочей; устанавливаемая по конструктивным и технологическим соображениям – монтажной. Монтажная арматура обеспечивает проектное положение рабочей арматуры в конструкции и более равномерно распределяет усилия между отдельными стержнями рабочей арматуры. Кроме того, монтажная арматура может воспринимать обычно не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, изменения температуры конструкции и т. п. Рабочую и монтажную арматуру объединяют в арматурные изделия – сварные и вязаные сетки и каркасы, которые размещают в железобетонных элементах в соответствии с характером их работы под нагрузкой.

Арматуру классифицируют по 4 признакам.

В зависимости от технологии изготовления различают стержневую и проволочную арматуру. Под стержневой в данной классификации подразумевают арматуру любого  в пределах 6-40 мм, причем независимо от того, как она поставляется промышленностью – в прутках ( > 12 мм, длиной до 13 м) или в мотках (бунтах) ( < 10 мм, массой до 1300 кг). В зависимости от способа последующего упрочнения горячекатанная арматура может быть термически упрочненной, т. е. подвергнутой термической обработке, или упрочненной в холодном состоянии – вытяжкой, волочением. По форме поверхности арматура бывает периодического профиля и гладкой. Выступы в виде ребер на поверхности стержневой арматуры периодического профиля, рифы или вмятины на поверхности проволочной арматуры значительно улучшают сцепление с бетоном. По способу применения при армировании железобетонных элементов различают напрягаемую арматуру, т. е. подвергаемую предварительному натяжению, и ненапрягаемую.

Предельный % армирования с повышением класса арматуры уменьшается. Сечения изгибаемых элементов, имеющие % армирования, превышающий предельный, называют переармированными. Нижний предел % армирования (минимальный % армирования) установлен в нормах из конструктивных соображений для восприятия не учитываемых расчетом различных усилий (усадочных, температурных и т. п.). для изгибаемых и внецентренно растянутых прямоугольных сечений шириной b, высотой h минимальный % армирования продольной растянутой арматурой 1=0,05%. Предельный % армирования изгибаемых элементов с одиночной арматурой (расположенной только в растянутой зоне) определяют из уравнения равновесия предельных усилий при высоте сжатой зоны, равной граничной. Для прямоугольного сечения:

Для эл-тов без предварительного напряжения при sR=scu=Rs:

1.10. Две группы предельных состояний ЖБК. Предельными считаются состояния, при которых конструкции перестают удовлетворять предъявляемым к ним в процессе эксплуатации требованиям, т. е. теряют способность сопротивляться внешним нагрузкам и воздействиям или получают недопустимые перемещения или местные повреждения. Железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по двум группам предельных состояний: по несущей способности (первая группа); по пригодности к нормальной эксплуатации (вторая группа). Расчет по предельным состояниям первой группы выполняют, чтобы предотвратить следующие явления:

Расчет по предельным состояниям второй группы выполняют, чтобы предотвратить следующие явления:

Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов или частей выполняют для всех этапов: изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации. При этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям и каждому из перечисленных этапов.

1.11. Сущность предварительно напряженного бетона и способы создания. Предварительно напряженными называют такие ЖБК, в которых в процессе изготовления искусственно создают значительные сжимающие напряжения в бетоне натяжением высокопрочной арматуры. Начальные сжимающие напряжения создают в тех зонах бетона, которые впоследствии под воздействием нагрузок испытывают растяжение. При этом повышается трещиностойкость конструкции и создаются условия для применения высокопрочной арматуры, что приводит к экономии металла и снижению стоимости конструкции. Суть использования предварительно напряженного бетона – экономический эффект, достигаемой применением высокопрочной арматуры; высокая трещиностойкость и как следствие повышенная жесткость, лучшее сопротивление динамическим нагрузкам, коррозионная стойкость, долговечность. В производстве предварительно напряженных элементов возможны два способа создания предварительного натяжения: натяжение арматуры на упор и натяжение ее на бетон. При натяжении на упоры арматуру заводят в форму до бетонирования элемента, один конец закрепляют в упоре, другой – натягивают домкратом или другим приспособлением до заданного контролируемого напряжения. После приобретения бетоном необходимой кубиковой прочности перед обжатием Rbp арматуру отпускают с упоров. Арматура при восстановлении упругих деформаций в условиях сцепления с бетоном обжимает окружающий бетон. При так называемом непрерывном армировании форму укладывают на поддон, снабженный штырями, арматурную проволоку специальной навивочной машиной с заданным усилием навивают на трубки, надетые на штыри поддона, и конец ее закрепляют плашечным зажимом. После того как бетон наберет необходимую прочность, изделие с трубками снимают со штырей поддона, при этом арматура обжимает бетон. Стержневую арматуру можно натягивать на упоры электротермическим способом. Стержни с высаженными головками разогревают электротоком до 300... 350С, заводят в форму и закрепляют концами в упорах форм. При восстановлении начальной длины в процессе остывания ар-ра натягивается на упоры. Арматуру можно натягивать также электротермомеханическим способом. При натяжении на бетон сначала изготавливают бетонный или слабо армированный элемент, затем при достижении бетоном прочности Rbp создают в нем предварительное сжимающее напряжение. Напрягаемую ар-ру заводят в каналы или в пазы, оставляемые при бетонировании элемента, и натягивают на бетон. При этом способе напряжения в ар-ре контролируют после окончания обжатия бетона. Каналы в бетоне, превышающие  ар-ры на 5-15 мм, создают укладкой извлекаемых впоследствии пустообразователей (стальных спиралей, резиновых трубок и т. п.) или оставляемых в бетоне гофрированных стальных трубок. Сцепление ар-ры с бетоном создается после обжатия инъецированием – нагнетанием в каналы цементного теста или р-ра под давлением через заложенные при изготовлении эл-та тройники – отводы. Если напрягаемую ар-ру располагают с внешней стороны эл-та (кольцевая ар-ра трубопроводов и т. п.), то навивку ее с одновременным обжатием бетона выполняют спец навивочными машинами. В этом случае на пов-сть эл-та после натяжения арматуры наносят торктретированием (под давлением) защитный слой бетона.

1.12 Особенности физико-механических свойств специальных видов бетона. Краткие исторические сведения о развитии ж/бетона.

Плотный силикатный бетон – бесцементный бетон автоклавного твердения, получаемый на основе известкового вяжущего (известково-песчаного, известково-шлакового и т. п.). Относится к группе тяжелых бетонов, заполнителями служат кварцевые пески. Обладает хорошим сцеплением с арматурой и защищает ее от коррозии.

Начальный модуль упругости в сравнении с равнопрочным цементным бетоном в 1,5-2 раза меньше. Обладает меньшей ползучестью. Применяется для изготовления сборных ж/б элементов зданий. В неблагоприятных условиях эксплуатации (усиленное воздействие атмосферных осадков, большие динамические нагрузки и т. п.) применение ограничивается.

Ячеистый бетон, преимущественно автоклавного твердения, содержит в своем строении искусственно созданные поры. Приготовляется смешиванием цементного или известкового вяжущего с водой и пеной (пенобетон, пенозолобетон и т. п.) или введением в раствор газообразователя – алюминиевой пудры (газобетон) и др. Заполнителями служат мелкие (молотые) кварцевые пески. Ячеистый бетон менее плотный, чем обычный, и поэтому заключенная в нем арматура нуждается в специальной защите от коррозии покрытием цементно-водной смесью или цементно-битумной мастикой. Обладает относительно малой средней плотностью (600-1200 кг/м3).

Начальный модуль упругости в сравнении с равнопрочным обычным бетоном в 2-3 раза меньше. Обладает значительной усадкой st= (4…6) 10-4. Усадка при безавтоклавном твердении столь значительная, что может привести к растрескиванию изделий.

Применяется преимущественно для изготовления элементов ограждающих конструкций промышленных и гражданских зданий.

Жаростойкий бетон используется для эксплуатации в условиях высокой температуры (выше 200 С). В зависимости от степени нагрева в качестве вяжущих применяют: глиноземистый цемент, портландцемент с добавками, жидкое стекло (водный раствор силиката натрия с добавлением молотого кварцевого песка и кремнефтористого натрия). В качестве жаростойких заполнителей применяют: хромит, шамот, кирпичный бой, шлак, базальт, диабаз и т. п. Сцепление с арматурой периодического профиля в охлажденном после высокотемпературного нагрева состоянии сохраняется. Модуль упругости бетона при повышении температуры уменьшается. Применяется в конструкциях туннельных печей, тепловых агрегатов, фундаментов доменных печей и т. п.

Крупнопористый бетон без мелких заполнителей применяют в географических районах, где нет природного песка, но есть материалы для крупного заполнителя. Структура характеризуется большим числом крупных пор, что приводит к уменьшению плотности и снижению теплопроводности. Применяется только для блочных или монолитных стен зданий.

Кислотостойкий бетон – стойкий в условиях агрессивной среды (водной, содержащей кислоты, и паровоздушной, содержащей пары кислот). В зависимости от степени концентрации кислот в качестве вяжущих применяют пуццолановый портландцемент, шлаковый портландцемент, жидкое стекло. Применяется для конструкций подземных сооружений, покрытий некоторых цехов химической промышленности, цветной металлургии и т. п.

Полимербетон. В качестве вяжущего применяют полимерные материалы (различные эмульсии, смолы и т. п.), существенно повышающие прочность на сжатие и растяжение, улучшающие сцепление с арматурой, значительно повышающие стойкость в агрессивных средах. Несущие конструкции на основе армополимербетона получают применение в объектах химической, электрометаллургической, пищевой и других отраслях промышленности. Бетонные и железобетонные элементы, изготовленные на цементном вяжущем, а затем подвергнутые последующей пропитке полимерными материалами по специально разработанной технологии (бетонополимеры), также приобретают существенно улучшенные физико-механические свойства. Они находят применение в некоторых областях строительства – при изготовлении напорных труб, дорожных плит, колонн, ригелей и др.

Краткие исторические сведения о развитии ж/бетона.

Ж/б конструкции по сравнению с конструкциями из других материалов являются новыми. В строительстве они появились только во второй половине 19 века. Однако, несмотря на это, железобетон уже получил исключительно широкое распространение, имеет свою историю и выдающихся авторов. Когда появились первые ж/б конструкции и кому принадлежит мысль включить в массу цемента каркас неизвестно.

Первые подобные конструкции встречаются в середине 19 века. В 1850 году француз Ламбо изготовил кадку из проволочной сетки обмазанной с обеих сторон цементным раствором, которая потом была выставлена на всемирной выставке в Париже в 1855 году.

Около этого времени Юатт, производил опыты с армированными балками и дал описание некоторых конструкций характеризующихся включением железа в бетон.

В 1861 году француз Куанье предложил свои конструкции перекрытия сводов и труб основанных тоже на принципе железа и бетона.

Несмотря на это, изобретателем ж/бетона долгое время считали парижского садовника Манье, и только потом он первый взял «патент» в 1867 году. За первый патентом последовали и другие на изготовление труб и т. д. Однако, Манье не имел понятия о сущности работы своих конструкций. Например, в плитах он укладывал сетку посередине, где растягивающих усилий нет.

Франция отметила в 1950 году столетие ж/бетона, тем самым признали изобретателем Ламбо, а не Манье как раньше. Создание первых теоретических основ расчета ж/бетона и принципов его конструкций оказались возможными благодаря работам исследователей и инженеров. К концу 19 века сложилась теория по допускаемым напряжениям, основанная на принципах сопротивления упругих материалов и их воздействия.

В дореволюционной России, первые случаи применения ж/бетона в 1825 году, когда в Западной Европе они получили распространение. Распространение ж/бетона шло очень медленно как вследствие слабого развития промышленности, так и вследствие недоверия со стороны многих инженеров. Большая заслуга в деле ж/бетона принадлежит Белелюкскому – профессору института инженерных путей и сооружений, который правильно оценил все значения и был убежденным его пропагандистом.

Под его руководством в 1891 году были произведены новые обширные опыты и испытания (в Санкт-Петербурге). Результаты были весьма убедительны, они показали большие преимущества, рассеяли сомнения и явились толчком распространения ж/бетона в России.

Первый период широкого применения с 1918 по 1945 годы. В этот период применялся широко ж/бетон в военном, промышленном и гидротехническом строительстве. В конце 1931 года Лолейт выдвинул принципы по разрушающим нагрузкам. Эта теория в 1938 году легла в основу нормативов и технических условий (Н и ТУ), согласно которым в СССР впервые на несколько десятилетий раньше был введен расчет ж/бетона по разрушающим нагрузкам.

Второй период широкого применения начался после Великой Отечественной войны, ж/бетон стал основой не только промышленного и гидротехнического строительства но и жилищного строительства.

Применения сборного ж/бетона совершило переворот в строительстве, технически были разработаны заводские технологии изготовления ж/бетона. Создание новых механизмов и средств стало применяться единым методом. Расчет конструкций по предельным состояниям был положен в основу бетонных и ж/б конструкций СНиП 2. 03. 01-84*.

1. 13 Конструирование пустотных, ребристых и плоских плит.

Железобетонные плоские перекрытия – наиболее распространенные конструкции, применяемые в строительстве промышленных и гражданских зданий и сооружений. Перекрытия могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными. Конструктивные схемы перекрытий при сборном и монолитном выполнении различны, поэтому классификация перекрытий ведется по конструктивным признакам: балочные сборные; ребристые монолитные с балочными плитами, опертыми по контуру; балочные сборно-монолитные; безбалочные сборные; безбалочные монолитные; безбалочные сборно-монолитные.

В строительстве, как правило, применяют сборные перекрытия, отличающиеся высокой индустриальностью.

Плиты перекрытий для уменьшения расхода материалов проектируют облегченными – пустотными или ребристыми. При удалении бетона из растянутой зоны сохраняют лишь ребра шириной, необходимой для размещения сварных каркасов и обеспечения прочности панелей по наклонному сечению. При этом плита в пролете между ригелями работает на изгиб как балка таврового сечения. Верхняя полка плиты также работает на местный изгиб между ребрами. Нижняя полка, образующая замкнутую пустоту, создается при необходимости устройства гладкого потолка.

Плиты изготавливаю с пустотами различной формы: овальной, круглой и т. п. В панелях значительной ширины устраивают несколько рядом расположенных пустот.

Общий принцип проектирования плит перекрытий любой формы поперечного сечения состоит в удалении возможно большего объема бетона из растянутой зоны с сохранением вертикальных ребер, обеспечивающих прочность элемента по наклонному сечению, в увязке с технологическими возможностями завода-изготовителя.

Применяют сварные сетки и каркасы из обыкновенной арматурной проволоки и горячекатаной арматуры периодического профиля. В качестве напрягаемой продольной арматуры применяют стержни классов A-IV, A-V, Aт-IVc, Aт-V, высокопрочную проволоку и канаты. Армировать можно без предварительного напряжения, если пролет панели меньше 6 м.

Продольную рабочую арматуру располагают по всей ширине нижней полки сечения пустотных панелей и в ребрах ребристых панелей.

Поперечные стержни объединяют с продольной монтажной или рабочей напрягаемой арматурой в плоские сварные каркасы, которые размещают в ребрах плит. Плоские сварные каркасы в круглопустотных плитах могут размещаться только на приопорных участках через одно-два ребра.

К концам продольной напрягаемой арматуры ребристых плит приваривают анкеры из уголков или пластин для закрепления стержней на опоре.

Сплошные плиты из тяжелого и легкого бетонов армируют продольной напрягаемой арматурой и сварными сетками.

Монтажные петли закладывают по четырем углам плит. В местах установки петель сплошные панели армируют дополнительными верхними сетками. Пример армирования ребристой панели перекрытия промздания приведен на рис. Номинальная ширина этой панели считается равной 1,5 м. Применяют такие плиты также шириной 3 м.

Монтажные соединения панелей всех типов выполняют сваркой стальных закладных деталей и заполнением бетоном швов между плитами. В продольных боковых гранях плит предусматривают впадины, предназначенные для образования (после замоноличивания швов) прерывистых шпонок, обеспечивающих совместную работу плит на сдвиг в вертикальном и горизонтальном направлениях. При таком соединении сборных элементов перекрытия представляют собой жесткие горизонтальные диафрагмы.

Если временные нагрузки на перекрытиях больше 10 Н/м2, то ребристые плиты при замоноличивании швов целесообразно превращать в неразрезные. С этой целью швы между ребристыми плитами на опорах армируют сварными седловидными каркасами пересекающими ригель. На нагрузки, действующие после замоноличивания, таки плиты рассчитывают как неразрезные.

1.14. Классификация железобетонных фундаментов. В инженерных сооружениях, промышленных и гражданских зданиях широко применяют железобетонные фундаменты. Они бывают трех типов: отдельные – под каждой колонной; ленточные – под рядами колонн в одном или двух направлениях, а также под несущими стенами; сплошные – под всем сооружением. Фундамента чаще всего возводят на естественных основаниях, но в ряде случаях выполняют и на сваях. В последнем случае фундамент представляет собой группу свай, объединенных поверху распределительной железобетонной плитой – ростверком. Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках и достаточно редком размещении колонн. Ленточные фун-ты под рядами колонн делают тогда, когда подошвы отдельных фунтов близко подходят друг к другу, что обычно бывает при слабых грунтах и больших нагрузках. Целесообразно применять ленточные фундаменты при неоднородных грунтах и внешних нагрузках, различных по значению, так как они выравнивают неравномерные осадки основания. Если несущая способность ленточных фундаментов недостаточна или деформации основания под ними больше допустимых, то устраивают сплошные фундаменты. По способу изготовления фундаменты бывают сборные и монолитные.

Под несущими стенами ленточные фун-ты выполняют преимущественно сборными. Они состоят из блоков-подушек и фундаментных блоков. Ленточные фун-ты под рядами колонн возводят в виде отдельных лент продольного или поперечного направления и в виде перекрестных лент. Сплошные фун-ты бывают: плитными безбалочными, плитно-балочными и коробчатыми. Конфигурацию и размеры сплошного фундамента в плане устанавливают так, чтобы равнодействующая основных нагрузок от сооружения проходила в центре подошвы. Специальная группа фундаментов – фундаменты машин с динамическими нагрузками. По конструктивному признаку фун-ты подразделяют на массивные, стеновые и рамные. Массивные фун-ты конструируют с необходимыми выемками и отверстиями для отдельных частей оборудования и колодцами для анкерных болтов. Фун-ты стенового типа образуют из нижней плиты и жестко соединенных с ней вертикальных стен продольного или поперечного направления. Стены могут быть связаны между собой балками или диафрагмами. Фундаменты рамного типа имеют вид каркаса из ригелей и стоек, стоящего на фундаментной плите. Фун-ты должны удовлетворять условиям прочности и устойчивости. Конструкция верхней части фундамента диктуется габаритами машины и удобством ее обслуживания.

1.15. Конструктивные схемы одноэтажных каркасных производственных зданий. Для металлургической, машиностроительной, легкой и других отраслей промышленности возводят одноэтажные каркасные здания. Конструктивной и технологической особенностью таких зданий является оборудование их транспортными средствами – мостовыми и подвесными кранами. Мостовые краны перемещаются по специальным путям, опертым на колонны; подвесные краны перемещаются по путям, подвешенным к элементам покрытия. Покрытие одноэтажного производственного здания может быть балочным из линейных элементов или пространственным в виде оболочек.

К элементам конструкции одноэтажного здания с балочным покрытием относятся: колонны (стойки), заделанные в фундаменты; ригели покрытия (балки, фермы, арки), опирающиеся на колонны, плиты покрытия, уложенные по ригелям; подкрановые балки; световые или аэрационные фонари. основная конструкция каркаса – поперечная рама, образованная колоннами и ригелями. Пространственная жесткость и устойчивость одноэтажного каркасного здания достигаются защемлением колонн в фундаментах. В поперечном направлении пространственная жесткость обеспечивается поперечными рамами, в продольном – продольными рамами, образованными теми же колоннами, элементами покрытия, подкрановыми балками и вертикальными связями.

Одноэтажные производственные здания могут быть также с плоским покрытием без фонарей. Примером может служить конструктивная схема здания, в которой длинномерные панели покрытия на пролет уложены по продольным балкам и служат ригелями поперечной рамы.

1.16. Конструкции железобетонных колонн промышленных зданий. Колонны каркасного здания могут быть сплошными прямоугольного сечения или сквозными двухветвевыми. При выборе конструкции колонны следует учитывать грузоподъемность мостового крана и высоту здания. Сплошные колонны применяют при кранах с Q < 30 т и относительно небольшой высоте здания; сквозные колонны – при кранах с Q = и > 30 т и высоте здания более 12 м. Размеры сечения колонны в надкрановой части назначают с учетом опирания ригелей непосредственно на торец колонны без устройства специальных консолей. Высоту сечения принимают: для средних колонн h2=500 или 600 мм, для крайних колонн h2 = 380 мм или 600 мм; ширина сечения средних и крайних колонн b=400…600 мм (большие размеры сечения колонны принимают при шаге 12 м). Размеры сечения сплошных колонн в нижней подкрановой части устанавливают преимущественно по несущей способности и из условий достаточной жесткости с тем, чтобы при горизонтальных перемещениях колонн в плоскости поперечной рамы не происходило заклинивания моста крана. По опыту эксплуатации производственных зданий с мостовыми кранами принято считать жесткость колонн достаточной, если высота сечения h1 = (1/10…1/14) H1.

Сквозные колонны имеют в нижней подкрановой части две ветви, соединенные короткими распорками-ригелями. Для средних колонн в нижней подкрановой части допускают смещение оси ветви с оси подкрановой балки и принимают высоту всего сечения h1 = 1200…1600 мм, а для крайних колонн – h1 = 1000…1300 мм. При этом высота сечения ветви h=250 или 300мм и ширина b = 500 или 600 мм. Кроме того, b = (1/25…1/30) H.

Расстояние между осями распорок принимают (8…10) h. Распорки размещают так, чтобы размер от уровня пола до низа первой надземной распорки составлял не менее 1, 8м и между ветвями обеспечивался удобный проход. Нижнюю распорку располагают ниже уровня пола. Высоту сечения распорки принимают (1, 5…2) h, а ширину – равной ширине сечения ветви.

Соединение двухветвевой колонны с фундаментом осуществляют в одном общем стакане или же в двух отдельных стаканах; во втором соединении объем укладываемого на монтаже бетона уменьшается. Глубину заделки колонны в стакане фундамента принимают равной большему из двух размеров: Hah=0,5+0,33h1 или Hah = 1,5b.

Кроме того, глубина заделки колонны должна быть проверена из условия достаточной анкеровки продольной рабочей арматуры. Если в одной из ветвей колонны возникает растягивающее усилие, соединение колонны с бетоном замоноличивания выполняют на шпонках.

Колонны обычно изготовляют в виде одного цельного элемента. Членение их на части по высоте для уменьшения веса монтажных элементов связано с затруднениями в устройстве стыков, а потому осуществляется редко. Средние колонны, испытывающие действие моментов двух знаков, армируются симметрично. Для колонн применяют бетоны классов В15… В30.

1.1. Общая характеристика стальных составных балок, области их применения. Основные принципы проектирования
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации