Suprafețele de acoperire. Ferme din beton armat
Kuzin N.Ya. Proiectare și calculare a acoperirilor de oțel pentru clădiri industriale: Tutorial. - M .: Editura AS, 1998 - 184 p.
Sunt considerate probleme actuale proiectare și calcul ferme metalice cu utilizarea profilelor de rulare eficiente Manualul a fost pregătit la departamentul de metal și structuri din lemn și este destinat utilizării de către studenții de specialitate 290300 "Construcții civile și industriale" atunci când efectuează un curs și un design de diplomă.
Distribuitor DIA, 1998
Penza Academia de Stat de Arhitectură și Inginerie Civilă, 1998
N. Y. Kuzin, 1998
prefață
Dezvoltarea modernă a construcției necesită utilizarea eficientă a costurilor, ușoară, durabilă, estetică expresivă, fiabilă clădiri.
Într-o anumită măsură, aceasta corespunde structurilor metalice. Ele sunt realizate din material relativ ușor, durabil, dens - oțel. În plus, pentru diferite tipuri de structuri sau elementele lor cele mai încărcate, pot fi utilizate oțeluri cu rezistență ridicată la proiectare. Fermele metalice pot fi atribuite elementelor comune ale structurilor clădirilor.
Ele sunt folosite în clădiri industriale și publice, iar aspectul arhitectural al clădirii și costul acesteia depind de soluția lor constructivă. Nivelul modern de producție a profilelor laminate permite producerea unor astfel de secțiuni care să răspundă cel mai bine la funcționarea elementelor de prindere în comprimare, îndoire, întindere și compresiune în îndoire, drept rezultat, fermoarul devine mai ușor și mai ieftin.
Cu toate acestea, proiectarea acestor ferme are anumite particularități. Acesta constă în faptul că este necesar să se țină seama de o serie de caracteristici de proiectare, și anume: stabilitatea locală a țevilor și profilelor sudate îndoite, lucrările de sudură în nodurile de ferme și conexiunile flanșelor.
Pentru studenții care studiază cursul " Constructii metalice", care efectuează calcule și proiectarea fermelor, manualul va fi util. Acesta stabilește prevederile de proiectare de bază pentru proiectarea fermelor de oțel din singure, precum și două colțuri situate simetric, cu centuri de tauri extra-largi rotunde tuburi, închis profile curbate.
Pentru o mai bună înțelegere a problemei atunci când studiați secțiunea "Ferme de rafturi", manualul oferă exemple de calcul al unor desene și schițe. În acest sens, abilitățile practice în proiectarea și calcularea fermei metalice reprezintă o condiție importantă pentru pregătirea profesională a inginerilor civili (specialitatea 290300 - Inginerie industrială și civilă).
1. DISPOZIȚII GENERALE. DOMENIUL DE APLICARE
Un schelet este o structură de tije, în care capetele barelor sunt legate în noduri și formează un sistem static neschimbat. Fermele sunt clasificate în funcție de mai multe criterii:
Schița centurii,
Tip tip lattic
Schema statică
Tipul secțiunilor transversale.
Prin proiectare, fermele sunt împărțite în lumină și greutate. Pentru ferme grele sunt structuri de zăbrele care operează în condiții dificile și speciale, de exemplu: ferme de poduri, hangare, macarale. Deseori aceste structuri percep
încărcări dinamice, prin urmare, ele sunt proiectate pentru a fi nitate sau cu noduri pe șuruburi de înaltă rezistență.
Cele mai des întâlnite în construcție sunt fermele de lumină, ale căror construcții vor fi discutate mai jos.
Prin conturul curelelor, fermele sunt împărțite în ferme trapezoidale, triunghiulare, parabolice sau segmentale, poligonale cu paralele.
Prin tipul de zăbrele, fermele sunt împărțite în triunghiulare, triunghiulare cu rafturi suplimentare, triunghiulare cu sprengeli, rombice, cruce.
Schema de proiectare a fermelor poate fi definită static și static nedefinabilă, ceea ce determină alegerea designului nodului de referință, care este articulat și rigid. Potrivit tipului de secțiuni transversale, fermele se deosebesc de unghiuri sau de două unghiuri dispuse simetric, țevi, profile sudate, fascicule, taverne, canale.
Fermele sunt, de asemenea, împărțite în ferme și ferme. Structurile de acoperiri din ferme sunt utilizate în principal:
cu lățimea spațiilor clădirilor, m, - 15, 18, 24, 30, 36 și mai mult;
la pasul structurilor de acoperiș, m, - 4,6 sau 12;
în clădiri cu o singură spațiere și cu mai multe spații;
atunci când se sprijină ferme pe oțel sau coloane din beton armat, pereți de cărămidă, sub acoperisuri de acoperiș.
în clădiri nepotrivite, cu ventilație anti-aeronavă sau cu lumânări svetoaeratsionnymi;
în clădiri fără diferențe sau cu diferențe în înălțimea spațiilor;
în clădiri neoblotite, cu macarale suspendate sau punți de orice mod de operare;
în sistemele de drenaj cu acoperiri neorganizate și organizate;
în acoperirile clădirilor din pardoseli profilate din oțel, foi de gofrare din azbociment sau din oțel, plăci din beton armat, panouri cu două sau trei straturi cu izolație efectivă;
în clădiri industriale încălzit sau neîncălzit.
2. DISPOZIȚII ESTIMATE DE BAZĂ UTILIZATE ÎN PROIECTAREA FRUMUSEȘULUI ȘI A FARMACIEI CONSTRUITE
Structurile sunt calculate în conformitate cu cerințele stabilite în SNiP P-23-81 * "Structuri metalice", SNiP 2.01.07-85 "Încărcături și impact".
Rafturile Rafter sunt calculate pe sarcină, care este determinată pentru fiecare caz în parte. Încărcăturile permanente și temporare pot acționa pe ferme. Încărcăturile permanente includ masa acoperirii (acoperișul), masa proprie a structurii, luând în considerare masa de îmbinări, corzi, traverse și felinare.
Sarcini temporare sunt masa echipamentelor tehnologice și a conductelor, transportul aerian, încărcăturile de zăpadă și vânt (uneori se ia în considerare greutatea depozitelor de praf industriale).
În timpul construcției, seismic se adaugă efecte seismice în zone periculoase.
Încărcarea zăpezii se determină utilizând anexa obligatorie 3, în funcție de profilul specific al stratului de acoperire, de prezența lămpilor, de numărul de deschideri, de dimensiunea pantei acoperișului. La calcularea fermelor pentru încărcarea zăpezii, trebuie luată în considerare încărcarea unilaterală, ceea ce este esențial pentru armăturile medii.
Încărcarea vântului este luată în considerare atunci când panta acoperișului este mai mare de 30 °.
La calcularea fermelor, încărcarea vântului de pe lampă nu este luată în considerare, deoarece are un efect neglijabil. Adesea, în caz de atașament panouri de perete sprijinirea vântului este aplicată pe trunchiurile curelelor. Încărcăturile sunt calculate pe baza factorului de fiabilitate pentru scopul propus yn.
Dacă suportul este susținut rigid de coloane, se ia în considerare momentul de încovoiere, care extinde componentele orizontale. Eforturile din punctele pivotului sunt prezentate cu eforturi computaționale dacă se încarcă tija.
Suprafețele subractoare în majoritatea cazurilor se calculează ca structuri despicate cu suport liber, cu sarcină aplicată la noduri. Sarcina proiectată pe ele constă în presiunea de susținere a structurilor de acoperiș, greutatea proprie a structurilor. Curelele de ferme subractoare sunt verificate pentru percepția încărcărilor vântului aplicate la sfârșitul clădirii. Atunci când acoperișul este susținut pe cureaua superioară a barei de acoperire, se ia în considerare greutatea stratului de acoperire. Calculul static al fermelor se realizează pe un calculator sau prin construirea grafică a diagramei Maxwell-Cremona pentru fiecare tip de încărcare separat, cu următoarele ipoteze făcute: tijele sunt înlocuite cu segmente drepte care se intersectează la noduri cu o balama ideală. În realitate, această conexiune este rigidă, iar rigiditatea nodurilor este luată în considerare pentru barele de profil I, tubulare și n, dacă raportul dintre înălțimea secțiunii transversale a tijei și lungimea ei este h / l\u003e 1/15 cu temperatura aerului exterior calculată mai mare de -40 ° C și h / l\u003e 1/10 cu t< -40°С. Несоостность соединения стержней принимается во внимание, если смещение осей превышает 1,5% высоты пояса. Если нагрузка на пояса ферм действует как равномернораспределенная, то необходимо учесть действие изгибающих моментов, которые определяются так же, как у неразрезной балки.
...Ferme din beton armat utilizate la intervale de 18, 24 și 30 m, cu o treaptă de 6 sau 12 m. În structurile din beton armat comparativ cu consumul de oțel al metalului este aproape jumătate, dar complexitatea și costul de fabricare este ușor mai mare. Atunci când se folosesc spații de 36 m și mai mult, de regulă sunt utilizate ferme de oțel. Cu toate acestea, barele de beton armat sunt posibile din punct de vedere tehnic, chiar și cu deschideri de aproximativ 60 m și mai mult.
Pentru suprafețele înclinate, joase și plane, se folosesc ferme de beton armat, caracterizate prin conturul curelelor și laturilor. Se disting următoarele tipuri principale de ferme: segmentul cu o bandă superioară a unei linii întrerupte și secțiuni drepte între noduri (figura 14.17, a); arcuită pe diagonală, cu o latură rară și centura superioară cu un contur curbil și neted (figura 14.17, b); arcuite bezoskosnye cu noduri rigide în rafturile de joncțiuni la centurile și centurile superioare de formă curbilinară (14.17, c); poligonală cu curele paralele sau cu o pantă mică a centurii superioare a formei trapezoidale (14,17 g); poligonală cu o curea inferioară ruptă (14.17, (d)).
Ris.14.17. Sisteme de prindere
Fig. 14.18. Parcele de momente din centura superioară a structurii arcuite
Înălțimea fermelor de toate tipurile în mijlocul intervalului este de obicei luată egală cu 1 / 7-1 / 9. Panourile din centura de susținere superioară, cu excepția celor diagonale arcuite, sunt proiectate cu o dimensiune de 3 m, astfel încât sarcina de pe placa de acoperire să fie transferată pe nodurile de structură și nu are o îndoire locală. Cureaua de întindere inferioară a tuturor tipurilor de ferme și a armăturilor întinse ale unor tipuri de ferme sunt precomprimate cu tensiune de întărire, de obicei pe opriri.
Schițele cele mai favorabile în lucrul static sunt ferme segmentate și arcuite, deoarece conturul coardei superioare se apropie de curba de presiune. Grilajul acestor trotuare funcționează slab (se confruntă cu eforturi nesemnificative), iar înălțimea suporturilor este relativ mică, ceea ce duce la o scădere a masei structurii și la o scădere a înălțimii pereților exteriori. În cadrul structurilor arcuite diagonale, momentele de încovoiere din sarcina extra-nod a curelei superioare sunt reduse datorită excentricității forței longitudinale, ceea ce determină un moment al semnalului invers, ceea ce face posibilă creșterea lungimii panoului superior al curelei și creșterea grilajului (Figura 14.18). Momentele de încovoiere în rafturi, curele și pentru a asigura rezistența și rezistența la fisuri par să necesite o armare suplimentară în fermele fără arbori arcuți, totuși aceste ferme sunt oarecum mai simple de fabricat, mai convenabile în clădirile cu un acoperiș înclinat sau înclinat și folosind distanțe intermediare pentru comunicațiile tehnologice la dispozitivele de mici dimensiuni suplimentare deasupra centurii de sus). Ferestrele poligonale cu conturul spart al centurii inferioare sunt mai stabile în timpul instalării și nu necesită fixări speciale, deoarece centrul lor de greutate este situat sub nivelul suporturilor.
Ferestrele poligonale cu curele paralele sau cu o pantă mică a centurii superioare au un anumit avantaj economic prin faptul că, în cazul unui acoperiș plat, este posibilă utilizarea pe scară largă a mijloacelor de mecanizare a acoperișurilor.
Pentru toate tipurile de ferme, reducerea mărimilor secțiunilor transversale și scăderea masei totale se realizează prin utilizarea unui beton de calitate superioară (C25 / 30-C45 / 50) și stabilirea unor procente mari de armare a secțiunilor centurii.
Ferma produce în mod eficient un întreg. Împărțirea lor în semi-ferme cu pre-asamblarea ulterioară pe instalație mărește costul. Fermele cu o lungime de 18 m sunt făcute întregi; o deschidere de 24 m - întreagă sau din două ferme; un interval de 30 m este din două semi-ferme. Grila semi-fermei ar trebui să fie ruptă astfel încât îmbinarea curelei inferioare, pentru confortul îmbinării de instalare, să fie externă, adică situată între noduri. Pentru a asigura rezistența de asamblare a secțiunii inferioare a benzii, sunt dispuse la îmbinare niște cornițe suplimentare constructive (care nu au fost luate în considerare).
Structura zăbrelelor poate fi încorporată din elemente prefabricate din beton armat cu ieșiri de armare care sunt instalate înainte de betonarea curelelor și sunt încorporate în unități de 30 ... 50 mm sau sunt fabricate simultan cu betonarea curelelor. Ultima opțiune a devenit mai frecventă. Lățimea secțiunii transversale a grilajului încorporat trebuie să fie mai mică decât lățimea secțiunii transversale a curelelor, iar lățimea secțiunii transversale a zăbrelei concretizate simultan cu centurile trebuie să fie egală cu lățimea secțiunii transversale a acesteia.
Lățimea secțiunii curelelor superioare și inferioare ale fermei din condițiile de conveniență de fabricație se presupune a fi aceeași, lățimea secțiunii transversale a curelelor în etapa de ferme de 6 m este de 200-250 mm, iar la pasul fermelor de 12 m - 300-350 mm.
Armarea centurii inferioare întinse trebuie efectuată în conformitate cu distanțele clare dintre tijele tensionate, cablurile, asociate cu sârma, care asigură ușurința de așezare și compactare a amestecului de beton. Toate armăturile tensionate trebuie să fie acoperite cu cleme structurale închise instalate la pasul de 500 mm.
Cureaua comprimată superioară și grilele sunt întărite cu armătură nestinsă sub formă de cadre sudate. Elemente întinse ale zăbrelei cu efort considerabil pentru realizarea pretensionată.
În nodurile din barele din beton armat, pentru un transfer fiabil al forțelor de la un element la altul, se creează o lărgire specială - copitele, care fac posibilă poziționarea mai bună și ancorarea armăturii grilajului (figura 14.19). Nodurile sunt ranforsate cu tije învecinate, curbate cu diametrul de 10-18 mm și tije transversale verticale cu un diametru de 6-10 mm în incremente de 100 mm, combinate în cadre sudate. Armătura elementelor zăbrele este adusă în noduri, iar tijele întinse sunt întărite la capăt cu ancore sub formă de pantaloni scurți, bucle și capete deranjate. Sigiliul de fiabilitate verificat prin calcul.
Fig. 14.19. Amenajarea unităților de structură intermediare
a - in - centura superioară; g - cureaua inferioară
Unitățile de susținere ale structurilor de susținere sunt armate cu armătură longitudinală netensionată suplimentară și tije transversale care asigură o ancorare sigură a armăturii întinse a centurii inferioare și rezistența unității de susținere de-a lungul unei secțiuni înclinate. În plus, pentru a preveni apariția fisurilor longitudinale în timpul eliberării tensiunii armăturii, sunt instalate tije transversale speciale, sudate pe foile de suport încorporate și pe grilaje.
Un exemplu de armare a unei structuri segmentate cu un interval de 24 m este prezentat în Figura 14.20. Armarea tensionată a curelei inferioare a structurii include mai multe tipuri: din cabluri de clasă, tije din oțel de clasa S800 și S1200, cablu de înaltă rezistență. Armătura este tensionată pe opriri. Clamele de pe cureaua inferioară sunt sub formă de contra-seturi în formă de U care se învecinează cu armătura de pretensionare. În unitatea de susținere, au fost instalate bare suplimentare longitudinale netensionate cu un diametru de 12 mm, introduse în panoul frontal al curelei inferioare și tije transversale de Æ10 mm (figura 14.21).
Ris.14.20. Segmentarea fermoarelor
Ris.14.21. Segmentarea nodului agricol
Calculul fermelor se efectuează pe efectul încărcărilor permanente și temporare - de la acoperire, la greutatea structurii, la transportul aerian. Încărcăturile din masa de acoperire sunt considerate a fi aplicate la nodurile din centura superioară și încărcăturile de la transportul de sus în nodurile curelei inferioare. Calculul ia în considerare încărcarea inegală a încărcăturii de zăpadă la lămpi și la nivelul podelei clădirii. Luați în considerare, de asemenea, dezavantajos pentru elementele de zăbrele care încorporează o jumătate din fermă cu zăpadă și transportul aeriene.
În schema de proiectare a structurii diagonale, în determinarea forțelor, se presupune legătura articulată a elementelor curelei și a laturilor în noduri. În calculele de rezistență, efectul rigidității nodurilor de structură asupra forțelor din elementele curelelor și ale zăbrelelor poate fi neglijat, având în vedere micul său caracter. Atunci când se determină momentele de încovoiere din sarcina off-node, cureaua superioară este considerată ca un fascicul continuu, ale cărui suporturi sunt noduri.
Rezistența secțiunilor curelelor și ale zăbrelelor este calculată conform formulelor pentru elementele comprimate și întinse. Lungimea calculată a elementelor comprimate în planul suprastructurii și în afara planului structurii este diferită (Tabelul 14.3).
Tabelul 14.3.
Lungimea estimată l 0 elemente de compresiune comprimate
Notă: l- distanța dintre centrele nodurilor fixe adiacente; e 0 este excentricitatea forței longitudinale; h este înălțimea secțiunii transversale a centurii superioare; b, b d - lățimea secțiunii transversale a centurii superioare și a suportului.
Bezraskosnye ferme segment în funcție de schema de lucru sunt aproape de arcade din beton armat cu o inhalare deținute de suspendări. Beton C30 / 35 - C40 / 45. Armarea pretensionată a centurii inferioare este asigurată dintr-un profil periodic întărit cu tija din clasa S500, din oțel laminat la cald din clasa S800 și din fire trase la rece cu un diametru de 5 mm (figura 14.22).
Ris.14.22. Beadless Segmented Truss Design
Fermele cu curele paralele sunt realizate cu un interval de 18, 24 și 30 m cu un pas de 6 și 12 m (figura 14.23). Pentru a compensa deformarea fermelor, coarda superioară este înclinată prin creșterea secțiune transversală la 20 ... 40 mm.
Ris.14.23. Construcție cu structură paralelă
Straturile stratificate cu eforturi de până la 300 kN sunt proiectate fără tensiune prealabilă a armăturii longitudinale de lucru și cu eforturi mai mari de 300 kN sunt pretensionate cu fitinguri tije care sunt tensionate prin metoda electrotermală. Agățătoarele pretensionate sunt ancorate în nodurile structurii prin eliberarea tijelor de armare de lucru, la capetele cărora sunt sudate cochilii scurți. Lățimea curelelor superioare și inferioare se presupune a fi aceeași pentru barele cu o lungime de 18 și 24 m: la o treaptă de 6 m - 240 mm și la o treaptă de 12 m - 280 mm.
Armatura unității de susținere a barei de sprijin pe baza studiilor poate fi calculată conform schemei (fig.14.24a). Se ia în considerare faptul că scăderea forței calculate în armătura de pretensionare, care apare datorită ancorării insuficiente în ansamblu, este compensată de munca de întindere a armăturii longitudinale netensionate și a barelor transversale. Suprafața secțiunii transversale a armăturii longitudinale netensionate:
(14.6)
unde N este forța calculată a plăcii suport.
Ris.14.24. La calcularea nodurilor agricole
a - nod de referință; b - nod intermediar
Forța totală estimată a barelor transversale normale pe axă N w pe teren l 2 (de la marginea suportului la marginea interioară a nodului de referință) se descompun în două direcții: orizontală ( N w × ctg (α)) și înclinată; aici α - unghiul de înclinare al liniei AB care leagă punctul A de fața suportului cu punctul B în joncțiunea părții inferioare a brațului comprimat cu nodul. Din condiția de rezistență în secțiunea înclinată de-a lungul liniei de detașare AV
determinată de efort
(14.8)
aria secțiunii transversale a unei bare transversale
(14.9)
unde este forța de proiectare a armăturii de pretensionare longitudinale;
(14.10)
Forța calculată în armătură longitudinală netensionată;
(14.11)
n - numărul tijelor transversale intersectate de linia AB (minus barele transversale situate mai aproape de 10 cm de punctul A);
Lungimea îmbinării în nodul de susținere din spatele liniei AB armate longitudinale pretensionate și netensionate; l p, l an- lungimea încorporării, asigurând utilizarea integrală a rezistenței pretensionării longitudinale și a armăturii fără pretensionare.
valoare l p cu o clasă de beton greu C20 / 30 și mai mare, 1500 mm sunt acceptate pentru cabluri cu șapte fire, 1000 mm pentru sârma de înaltă rezistență cu diametrul de 5 mm, 35 ° pentru armarea tijei din clasa S800. valoare un an pentru fitingurile de clasă S400 ia 35Æ.
Rezistența unității de susținere pentru o îndoire pe o secțiune oblică este verificată de-a lungul liniei de curent alternativ (punctul de conectare A la fața suportului cu punctul C în partea inferioară a zonei comprimate pe fața interioară a ansamblului), cu condiția ca momentul forței exterioare să nu depășească momentul forței interne:
unde Q A - reacția de sprijin; l - lungimea nodului de referință; a - distanța de la capăt la centrul nodului de referință
Înălțimea zonei comprimate în secțiunea înclinată:
(14.12)
Armatura nodului intermediar se calculează conform schemei din fig. 14.24 b. Acest nod ia, de asemenea, în considerare faptul că o scădere a forței de proiectare în armarea strutului extensibil de-a lungul lungimii de îmbinare este compensată de munca de tracțiune a barelor transversale. Din starea de rezistență în linia de separare ABC
determină N sw și a secțiunii transversale a barei transversale unice
(14.14)
unde N - forța calculată în brațul întins; φ - unghiul dintre tijele transversale și direcția brațului întins; n - numărul de tije transversale intersectate de linia ABC; în același timp, tijele transversale care se află la o distanță mai mică de 100 mm față de punctele A și C și care au, de asemenea, garnituri mai mici de 30 ° în limitele unui vut (luând în considerare secțiunile curbe ale armăturii transversale), nu sunt incluse în calcul; l 1 - lungimea armăturii de etanșare întărită în spatele liniei ABC; k 2 - coeficient, ținând cont de particularitatea nodului, în care laturile întinse și comprimate converg: pentru nodurile curelei superioare k 2 - 1; pentru nodurile curelei inferioare, dacă a doua categorie de cerințe pentru rezistența la fisurare este prevăzută într-una dintre secțiunile curelelor întinse adiacente nodului și dacă nodul are comprese de traversare sau brațe având un unghi de înclinare la orizontul mai mare de 40 0, k 2 - 1,1; în alte cazuri k 2 - 1,05; și- creșterea condiționată a lungimii terminării armăturii tensionate cu ancore: a = 5Æ - cu două scurte; a = 3Æ - cu o corotă și buclă; a = 2Æ - cu capul aterizat; l an - etanșarea armăturii unei struturi întinse, asigurându-se utilizarea completă a forței în beton greu de clasa C25 / 30 și mai sus și armarea clasei S400 l an = 35 °; k 1 = σ s / f s σ s este tensiunea în armarea strutului tensionat din sarcina calculată.
Tijele transversale ale nodului intermediar, în care se converg două elemente laterale întinse, se calculează conform formulei (14.14) pentru fiecare element zăbrele succesiv, presupunând că elementele situate în apropiere sunt comprimate.
Calculul rezistenței la fisurare a benzii întinse a structurii diagonale trebuie efectuat ținând cont de momentele de încovoiere care rezultă din rigiditatea nodurilor. Aceste momente în ferme cu o latură slabă de lucru pot fi determinate cu precizie din considerentul că centura inferioară este un fascicul continuu cu precipitații specificate ale suporturilor. Acestea din urmă se găsesc în diagrama deplasărilor tijelor de bare.
Calculul fermei se efectuează și asupra forțelor care apar în timpul fabricării, transportului și instalării.
În schema de proiectare a structurii fără sudură, în calculele rezistenței la rezistență și rezistență la rupere, se presupune o asamblare rigidă a curelelor și șanțurilor în ansamblu. eforturile M, Q, N definită ca pentru un sistem cu buclă închisă static nedefinabil. Sunt posibile atât metode stricte cât și aproximative de calcul.
Pentru calculul fermelor de calculatoare, au fost elaborate programe în funcție de care se poate alege cea mai bună opțiune proiectare.
Structurile din beton armat sunt folosite ca grinzi pentru clădiri industriale și publice cu deschideri de 18, 24, 30 m și pas 6 și 12 m. Cu spații mari, barele din beton armat sunt grele, incomode în timpul transportului, forțate de muncă pentru a fi instalate și pot fi folosite doar cu o justificare specială. Din punct de vedere tehnic, sunt posibile ferme de beton armat cu deschideri de peste 60 m.
Fermele sunt instalate pe coloane sau structuri subterane. Fermele sunt acoperite cu placi și acoperiș.
Tipul barelor de acoperiș este determinat de profilul acoperișului și depinde de aspectul general al stratului de acoperire. Pentru clădirile cu acoperiș înclinat modul în care fermele tipice utilizează segmentul diagonal și arcuite bezoskosnye. Pentru clădirile cu acoperiș plat - diagonală și cu curele paralele.
curs proiect ca principal structură de susținere acoperi utilizarea de arcade fărăraskosnuyu exploatație de 30 m.
În prezent, arborat fararakosnye ferme sunt larg răspândite. Ele se disting prin simplitate și ușurință de fabricație.
Ferma Bezraskosnye adecvate pentru utilizarea în clădiri, în cazul în care spațiul interfarm utilizate pentru comunicații, podele tehnice. Aceste ferme pot fi utilizate pentru dispozitiv. acoperiș acoperiș prin instalarea de rafturi suplimentare în nodurile curelei superioare.
Dezavantajul acestui tip de ferme este acela că momentele de îndoire semnificative apar în trunchiurile și curelele fermelor, pentru a vedea care cheltuieli suplimentare de armare sunt necesare și costul fermelor crește.
Distanța dintre nodurile de pe cureaua superioară a fermelor se presupune că este egală cu lățimea plăcii de acoperire (3 m), pentru a asigura transferul încărcăturii nodale.
Este rațional să se facă ferme în întregime. Împărțirea lor în semi-ferme urmată de de pre-asamblare la instalare crește costul.
Fermele cu o rază de 30 m și mai mult se recomandă să fie fabricate din două ferme pentru a asigura transportul posibil. pe șantier de construcții elementele sunt legate printr-o îmbinare la sudarea pieselor încorporate. Aceste ferme sunt mai scumpe decât cele solide cu 15% și mai puțin fiabile în lucrul la încărcarea dinamică.
Conform metodei de fabricație, fermele cu o rețea fixă și fermele sunt betonate ca un întreg. Ultima opțiune a devenit mai frecventă.
În cadrul proiectului de curs vom folosi întreaga arcadă bezrakosnaya arcuit ferma.
În ferme cu o rețea fixă, elementele de grilă sunt prefabricate în forme separate, apoi sunt așezate într-o formă generală, așezate în noduri de 30-50 mm și apoi noduri și curele betonate. Această metodă vă permite să faceți elemente ale rețelei unei secțiuni mici și ale betonului de clase inferioare.
Se iau înălțimea fermelor de toate tipurile în mijlocul intervalului (1 / 6-1 / 10) ∙ L, unde L este intervalul de exploatații.
Lățimea secțiunii curelei superioare este atribuită de la condiția asigurării stabilității sale de la planul structurii de fixare în timpul instalării și transportului, = (1 / 70-1 / 80) ∙ L.
Lățimea curelei superioare depinde, de asemenea, de starea plăcilor de susținere. Cu o treaptă de 6 m, este nevoie de cel puțin 200 mm, la o treaptă de 12 m - de cel puțin 300 mm.
Lățimea secțiunii transversale a centurii inferioare este considerată întotdeauna egală cu lățimea secțiunii transversale a centurii superioare.
Înălțimea secțiunii transversale a centurii superioare este determinată de calculul rezistenței, iar centura inferioară este determinată de condiția de plasare a armăturii precomprimate.
Se determină dimensiunile secțiunilor transversale ale elementelor de zăbrere comprimate, lățimea secțiunii transversale a elementelor de zăbrere este considerată a fi egală cu lățimea secțiunii transversale a curelelor dacă structura este betonată în ansamblul său. Dimensiunile secțiunilor transversale ale rețelei încorporate pot fi semnificativ mai mici, dar nu mai puțin de 100 mm.
Conform datelor privind modelele standard, înălțimea secțiunii transversale a curelelor superioare și inferioare este luată în considerare = 250-350 mm.
Fermele sunt construite din beton B30-B50.
Coarda inferioară a structurii este pretensionată, ranforsată cu armătură de înaltă rezistență - sârmă, cablu sau tija. Tensiunea de armare este, de obicei, efectuată pe opriri. Pentru a preveni apariția fisurilor longitudinale, structura inferioară a barei este armată cu armătură transversală structurală cu un diametru de 5-6 mm cu un pas de 500 mm. Această armare este combinată cu armarea longitudinală obișnuită în cadre în formă de U.
În centurile superioare, bretelele și rafturile au utilizat cadre sudate cu armătură longitudinală de lucru din oțel laminat la cald cu profil periodic de clase A400 și A300.
O atenție deosebită la proiectarea fermelor ar trebui acordată consolidării nodurilor. Pentru transferul fiabil al forțelor de la un element la altul în nodurile din structurile din beton armat se creează o lărgire specială, se numește vutami. Ele vă permit să poziționați mai bine și să consolidați zankerovat lattice.
Nodurile sunt ranforsate cu tije învecinate, pline curbate, cu un diametru de 10-18 mm și tije verticale cu un diametru de 6-10 mm în incremente de 100 mm, combinate în cadre sudate. La fiecare nod al fermei, sunt instalate 2 cadre plane, care sunt combinate în cadrul spațial al nodului. Armatura elementelor zăbrele este adusă în noduri, tijele întinse sunt întărite la capăt cu ancore sub formă de pantaloni scurți, bucle, fiabilitatea sigiliului este verificată prin calcul. Suporturile de susținere ale structurii de susținere sunt întărite cu armătură longitudinală netensionată suplimentară și tije transversale care asigură o ancorare sigură a armăturii de întindere pretensionate a centurii inferioare și rezistența ansamblului suport de-a lungul secțiunilor înclinate. Armarea transversală a nodului de referință este combinată cu o bară de contur într-un cadru plat, două astfel de cadre formează cadrul spațial al nodului. Pentru a preveni apariția crăpăturilor longitudinale în timpul tensiunii de întărire a armăturii, sunt instalate tije transversale speciale, sudate la foile de suport încorporate și armăturile indirecte sub formă de plase. Pentru a preveni deschiderea fisurilor la joncțiunea centurii inferioare cu nodul, se pune o plasă suplimentară.
În proiectul de curs este necesar să se proiecteze un ansamblu arcuit fără arc cu o deschidere de 30 m de la clasa de beton B30. Armatura de lucru pretensionată a cordonului inferior al structurii de susținere este realizată din clasa de armare A600, armătura de lucru netensionată de lucru este realizată din clasa de armare A400.
Arcul coardei superioare a structurii are forma unei parabole și este dat de ecuația:
Ferma este calculată static pe un computer care utilizează LIRA 9.4 (a se vedea apendicele B).
Colectarea încărcăturilor în fermă
Următoarele sarcini acționează asupra structurii: sarcina constantă din greutatea proprie a structurii, sarcina constantă din greutatea acoperișului și plăcile de acoperire, pe termen scurt încărcare de zăpadă pentru toată durata arcului, sarcina zăpezii pe termen scurt pe jumătate din intervalul arcului. Încărcările se aplică nodurilor din centura superioară:
Din acoperirea și greutatea totală a fermei
Pe nodurile intermediare;
pe noduri extreme;
Zăpadă temporară pe nodurile intermediare;
pe nodurile extreme.
Rafturile Rafter servesc pentru a menține structurile de acoperiș și percepția sarcinilor care acționează asupra lor. Construcțiile de acoperiș împreună cu fermele de acoperiș și conexiunile formează o acoperire a acoperișului. Scopul principal acoperire este de a proteja sediul de influențele atmosferice (zăpadă, ploaie, frig, etc.). Suprafețele de acoperiș se bazează, în cea mai mare parte, pe coloane din oțel sau din beton armat.
În clădirile industriale se disting între acoperișurile calde și cele reci.
Acoperișurile calde constau din plăci de rulmenți, izolație, șapă de asfalt și covor de impermeabilizare material rulant - ruberoid.
Există două tipuri de acoperire- cu trasee și beskronnoe. În primul tip de acoperire, plăcile de beton armat prefabricate standard, beton armat și plăci armorosilicate (combinând funcțiile element de transport și izolație), etc.
Aceste plăci sunt stivuite pe trasee care se bazează pe fermele din noduri, transferând sarcina pe ele. Cea mai obișnuită lungime a plăcii care definește panoul de bare este de 3 m.
Cel de-al doilea tip de acoperire (non-stop), mai des întâlnit, constă din plăci din beton armat cu dimensiuni mari, cu o lungime de 6 m, așezate direct pe centurile superioare ale barelor de acoperiș.
Plăcile sunt atașate la cureaua fermei prin sudarea unor colțuri (cele scurte), care sunt betonate în placă. Izolarea pe plăci cu panouri mari este, de asemenea, pusă (în cazul în care acestea nu execută simultan funcții de izolare termică), șapă și covor ruberoid.
Acoperișurile acoperișuri sunt utilizate în ateliere de lucru calde și în clădiri reci. Acestea sunt realizate din folii de ciment din azbest de ciment sau, în unele cazuri, din oțel ondulat la grinzi. În același timp, acoperișurile reci pot fi aranjate la cald folosind plăci din beton armat, dar fără izolație.
Pentru a asigura fluxul de apă pe acoperiș dă o pantă, care depinde în principal de materialul acoperișului. De obicei, sunt desemnate pante de acoperiș:
Panta acoperișului, de regulă, a fost creată de dispozitivele înclinate în sus.
Distingeți între acoperișurile duo-pitch și cele cu un singur pas.
Sunt executate oțel (laminat solid sau zăbrele) și beton armat. Traversele de la canale sau grinzile I sunt mai grele decât zăbrele, dar mult mai simple și mai ieftine de fabricat, ceea ce explică utilizarea lor primară. Sistemele de rulare sunt instalate pe centura înclinată; fiind la un unghi față de planul de acțiune al forței, ele sunt supuse unei îndoiri oblice.
Calcularea traseelor se face pe sarcina greutății acoperișului și zăpezii.
Această sarcină este descompusă în componente de-a lungul axelor principale ale secțiunii de grinzi: q x - normal la panta, q y - de-a lungul pantei (componenta panta); aceste componente îndoaie grinzile în două planuri.
Momentele calculate maxim sunt, respectiv, egale cu:
Este evident că în cele două puncte extreme ale secțiunii de rulare a tensiunii de la acțiunea simultană a M x și M y se va însuma. În acest caz, tensiunea totală nu trebuie să depășească rezistența de proiectare înmulțită cu coeficientul condițiilor de lucru:
Este necesar să se facă eforturi pentru a se asigura că tensiunea σ y este semnificativ mai mică decât tensiunea σ x, deoarece profilele fasciculului au un moment de inerție bine dezvoltat în jurul axei x-x și un moment relativ mic de inerție în jurul axei y.
Pentru a reduce tensiunea din componenta bovinelor, panglicile sunt de obicei fixate cu cravate, plasate în mijlocul deschiderii în planul acoperișului, reducând astfel valoarea la jumătate a valorii. Firele facilitează alinierea la instalarea liniei de grinzi, îmbunătățind condițiile de amplasare a plăcilor din beton armat.
În cazul îndoirii oblice, este permisă luarea în considerare a dezvoltării deformațiilor plastice numai pentru sarcina componentei care acționează în planul cu cea mai mare rigiditate, adică în planul cel mai mare moment de inerție.
Astfel, formula de lucru pentru verificarea stresului într-o rulare de rulare este
În plus, verificarea deformării penei în planul celei mai mari rigidități este, de asemenea, necesară.
Atașarea rulajelor la ferme se realizează pe șuruburi negre: grinzi de canal - cu bile de colț, sudate pe centura fermei sau, ca și grinzile I, - folosind bare sudate la grinzile inferioare și prinse cu șuruburi direct pe centura superioară a fermei.
Grinzile I pot fi de asemenea atașate folosind buclele de colț.
Grilele laterale sunt aplicate cu un grătar din oțel rotund (grinzi de bar). Tijele de prindere pot fi instalate vertical și oblic, adică perpendicular pe centura fermei (cu pante de acoperiș până la 1: 7).
În toate cazurile și mai ales atunci când cursele sunt înclinate, este necesar să le slăbiți cu legături laterale (atât cele superioare cât și cele inferioare); conexiunile pot fi de la un fir d = 6 mm.
Utilizarea grinzilor de zăbrele este recomandată în special pentru deschideri mai mari de 6 m.
Pe structurile de acoperiș au adesea lămpi, adică structuri proiectate pentru a ilumina încăperile cu lumină de plafon și pentru ventilație naturală (aerare). Lanternele pentru iluminat se realizează în cazul în care suprafața luminoasă a ferestrelor din pereți nu este suficientă 1 .
Lanternele pot fi amplasate de-a lungul clădirii (lumini longitudinale) și în clădire (lumini transversale). Suprafețele metalice sau geamurile metalice sunt suspendate de structurile lanternei. Întreaga încărcătură a stratului de acoperire, care constă din încărcare constantă și zăpada, este transmisă la barele de acoperiș fie prin traverse și felinare, fie direct prin plăci de beton armat cu panouri mari și se presupune că forțele acționează strict în planul fermelor.
De fapt, acest lucru nu este cazul; sarcina este aplicată cu o anumită excentricitate cauzată de o necesitate constructivă. Această circumstanță, precum și necesitatea de a preveni flambarea benzii comprimate superioare a fermei, necesită instalarea de legături care nu se află în planul fermei.
Linkurile aranja: orizontal - în planul curelei superioare, vertical - între ferme, amplasându-le la capetele clădirii (sau blocul de temperatură); acest lucru creează panouri rigide.
Fermele intermediare sunt atașate la panouri rigide cu pene sau stâlpi. Chestiunea comunicării în clădirile industriale este discutată în secțiune.
1 Coduri și regulamente privind construcțiile (SNiP), II-B.4 și II-B.5.
"Proiectarea structurilor metalice",
K.K.Muhanov
Structurile din beton armat sunt utilizate pentru deschideri de 18, 24 și 30 m (rareori 36 l); subdivizați-le în segmente segmentate, arcuite, triunghiulare, trapezoidale și cu curele paralele (figura 64). În funcție de metoda de fabricare a structurii, acestea pot fi integrate, din semi-ferme, din blocuri de 6 m lungime și din elemente individuale.
Segmentele segmentate, arcuite și poligonale sunt concepute pentru a acoperi cu rotirea acoperișului, triunghiulară - sub acoperișul azbestului și foi de oțel ondulat. Fermele de centură paralele sunt utilizate în clădirile cu acoperit cu un strat sub rola "uscată" sau acoperiș umplut cu apă.
Pentru a evita o panta mare a acoperișului în panourile extreme de pe suporturile fermelor segmentate, sunt asigurate posturi mici pentru susținerea panourilor de acoperire. Pasul fermelor 6 și 12 l (rareori 18 m).
Grinzile de ferme permit susținerea panourilor cu o lățime de 1,5 și 3 m. Cu un suport extra-nod al panourilor, cureaua superioară este în plus armată pentru efortul perceput de la îndoirea locală. Cele mai multe ferme pitorești au noduri de sprijin cu o înălțime de 0,8 m.
Fermele sunt fabricate din clasele de beton 300-500. Cureaua inferioară este precomprimată și armată cu grinzi de sârmă de înaltă rezistență. Pentru armarea curelei superioare, bretelele și rafturile au folosit cadre sudate din oțel laminat la cald cu profil periodic. În femah au fost furnizate elemente ipotecare similare cu grinzile.
Cele mai raționale în ceea ce privește distribuția materialului sunt fermele segmentate și arcuite cu o bandă superioară ruptă sau curbată. În comparație cu alții, efortul este mai mic în elementele zăbrele și momentele de încovoiere mai mici din centura superioară de la încărcarea în afara nodului, ceea ce face ca zăbrele să fie mai rară. Fermele segmente și arcuite au o înălțime mică pe suport, ceea ce permite reducerea înălțimii pereților; totuși, curbura curelei superioare complică cofrarea și armarea.
Fig. 64. Ferme de acoperire din beton armat:
Configurația centurii superioare a fermelor trapezoidale este simplă, ele pot fi interschimbabile cu fermele din oțel. Dezavantajele acestor ferme includ: o latură relativ puternică, o înălțime ridicată pe suport, care necesită instalarea de conexiuni verticale între ferme în planul stâlpilor de susținere; Aceste ferme sunt ceva mai grele decât cele segmentate.
La fermele cu curele paralele, în comparație cu altele, se consumă mai multe materiale, însă cofrajele utilizate pentru fabricarea lor sunt mai simple și mai puțin intensive.
Atașați fermele la coloane și la structurile subterane cu șuruburi de ancorare și sudarea elementelor de susținere încastrate (asemănătoare cu grinzile din beton armat).
