Structuri metalice pentru acoperisuri

Condițiile pentru proiectarea rațională a nodurilor de fermă sunt după cum urmează: axele geometrice ale barelor care trebuie conectate trebuie să se intersecteze la un punct, centrul nodului; ar trebui să fie prevăzute cu posibilitatea de coasere, fixare fermă a bretelelor și fixare pe curele într-o poziție convenabilă pentru sudură, nu ar trebui să existe cusături aglomerate.

Lungimea necesară a cusăturii de colț care fixează tija în nod este calculată prin formula

unde N este forța longitudinală în tija; [t "1 - tensiunea de forfecare admisibilă a sudurii.

Dacă elementul care trebuie atașat este un colț, calculul sudurilor se efectuează conform indicațiilor de la punctul 3.3. Rezultatele selecției secțiunilor de elemente sunt sub forma unui tabel:

Nodurile sunt des folosite eșarfe, având forma unor extensii, inserții, garnituri, garnituri.

Nodurile fără șireturi sunt cele mai simple de fabricat. Acestea ar trebui utilizate dacă se pot observa toate regulile pentru proiectarea rațională a conexiunilor nodurilor.

Un exemplu de construcție a unui ansamblu de structură fără gussets cu un profil de centură cu un singur perete este prezentat în Fig. 12,5, a. În fig. 12.5, b prezintă desenul, în care cureaua inferioară și brațele au secțiuni cu două secțiuni, ceea ce face posibilă îmbinarea foarte compactă a elementelor într-un nod.

Exemple de structuri de noduri cu extensii sunt prezentate în Fig. 12,6, a, b. Extensii conexiuni - fund sau în formă de T. Calculul rezistenței cusăturilor care leagă extensia la extensii se face în mod obișnuit. Lungimea necesară a atașamentului cusăturii pentru bretele este determinată de formula (12.6). Calculul aproximativ al cusăturilor care atașează supra-

pariați la centură, pot fi obținute luând în considerare următoarele considerente. Într-un nod, suma proeminențelor forțelor pe axa verticală. În consecință, ar trebui să se facă eforturi în brațe

semne diferite. Să presupunem că elementul A este întins și elementul N este comprimat (RNC 12.6, o). Deoarece suma proiecțiilor pe

axa orizontală am concluzionat că ard

tampoanele pentru suturi care atașează extensia sunt întrerupte cu forța

G = N, cos a, + N, cos a,. (12,7)

unde eu este lungimea prelungirii.

De regulă, tensiunea t este mică.

Un exemplu de nod cu inserții este prezentat în Fig. 12.7. Tabelele verticale de curele sunt prelucrate și se introduc foi figurine, ale căror dimensiuni permit o fixare puternică a brațelor și a corzilor. Inserția de pe foaia verticală poate fi atașată drept, drept,

și cusăturile laterale oblice. Nodurile cu inserții sunt utilizate în fermele care operează sub sarcini variabile.

Nodurile cu garnituri sunt utilizate atunci când secțiunile barelor de bare sunt compuse din elemente pereche - colțuri, distanțiere

întărite cu un gol relativ unul față de celălalt (figura 12.8, a). Rezistența cusăturilor care adună garniturile la curele este determinată în același mod ca și forța cusăturilor care atașează extensiile.

Forța de deplasare a garniturii în raport cu centura este determinată de formula (12.7), unde Ni și Nt sunt eforturile în armături; at și a, sunt unghiurile diagonalelor (figura 12.8, c).

După ce am determinat pe Ti și pe Ti, găsim tensiunea în cusături.

În cazurile în care ferma este fabricată în fabrică nu în întregime, ci în părți separate (fig.12.8, b), nodurile cu garnituri sunt uneori utilizate pentru a conecta elemente ale structurii, așa cum se poate vedea în fig. 12,8, c.

Un exemplu de nod cu o suprapunere este prezentat în Fig. 12,9. Nodurile cu suprapunere sunt în prezent rareori concepute. În cele mai multe cazuri, ele pot fi doar în ferme ușoare.

Dacă sunteți în căutarea unor construcții metalice de înaltă calitate și cu costuri reduse, puteți să le comandați pe Windows Proekt, un site web care conține toate informațiile detaliate și utile. În special, cu noi puteți ...

Crăpăturile cele mai frecvente la rece apar în oțelurile aliate în cazurile în care metalul suferă o stingere sub acțiunea ciclului termic al sudării. În aceste cazuri, fisurile reci în timpul sudării apar ca urmare a ...


Unitățile agricole sunt sudate cu ajutorul unor electrozi acoperiți manual sau prin sudare mecanică cu arc într-un mediu de CO2, folosind sârmă solidă sau torsadată. Conducta de sudare în poziția inferioară de la marginea hancii până la centrul intersecției axelor elementelor fermei.


Se taie nodurile de structură într-o astfel de secvență încât numărul forțelor necunoscute din nodul în cauză nu depășește trei. La fel ca și în determinarea eforturilor în tijele de ferme plat, toate barele de fermă vor fi considerate întinse; semnul minus al răspunsului calculat al tijei va arăta că tija este comprimată.

Nodurile agricole sunt în echilibru. Pentru fiecare nod A, B, F, compunem două ecuații de echilibru în proiecții pe axele selectate. Dintre cele șase ecuații găsim cele șase eforturi dorite.

Nodurile agricole sunt în echilibru. Am tăiat nodurile, înlocuind acțiunea tijelor cu reacțiile lor. Reacția unei tije neîncărcate este îndreptată de-a lungul axei sale. Folosind regula de semne, conform căreia forța unei tije întinse este considerată pozitivă, răspunsul fiecărei tije este direcționat de la balama în direcția normalului exterior al secțiunii tijei. Pornim calculul de la nodul la care trei tije se potrivesc cu forte necunoscute.

(3) Gradul de indeterminare statică poate fi calculat ca diferența dintre numărul existent de tije și numărul minim de tije necesare pentru a forma un schelet geometric imuabil al acestei scheme.

Nodurile de structură, care sunt joncțiunea elementelor de zăbrele și a curelelor intersectate încărcate cu forțe axiale de diverse semne, sunt cele mai critice locuri pentru întreaga structură și se caracterizează printr-o stare de stres destul de complexă.

Nodurile agricole sunt sudate secvențial de la mijloc până la suporturi care sunt într-o stare mai flexibilă decât mijlocul fermei.

Unitățile de structură sunt armate cu plăci de placaj de 12 mm și benzi din oțel. Pantoful din oțel conectează partea superioară și inferioară a centurii fermei.


Noduri de la Open profile curbate   în multe cazuri, ele pot fi de asemenea efectuate fără gussets.

Nodurile agricole sunt adesea construite cu garnituri. Astfel de construcții de noduri ar trebui să fie utilizate atunci când secțiunile elementelor de structură constau din elemente pereche - colțuri, distanțate cu un gol relativ unul de altul, suficiente pentru a plasa o garnitură în nod. Exemple de structuri ale ansamblurilor cu garnituri sunt arătate în fig. Rezistența cusăturilor de sudură a garniturilor la curele este determinată în același mod ca și cusăturile care atașează extensiile.

1. Tăietoare în noduri

Barele de bare sunt centrate în noduri, pentru care axa tijelor care trec prin centrele de greutate ale secțiunilor lor trebuie să se intersecteze la nod într-un punct (Fig.35a). În acest caz, tijele vor funcționa doar pentru compresie centrală sau tensiune, așa cum se obișnuiește în schema de proiectare a structurii de bare. În cazul în care alinierea barelor din nod este ruptă, adică axele lor nu se intersectează într-un punct, apare o excentricitate de aplicare a forțelor (fig.35.6) iar centura se va îndoi în mod suplimentar în momentul M = N · e.

distanță z o Profilurile asimetrice (unghiuri, șanțuri), care determină poziția centrului de greutate al secțiunii, sunt luate în conformitate cu tabelele sortimentului și, pentru confortul de fabricare a structurii, sunt rotunjite la un număr multiplu de 5 (în mm). Această rotunjire duce la excentricități atât de mici încât ele pot fi neglijate. În cazul unei modificări a secțiunii centurii, realizată din colțuri sau tăișuri, pentru a alinia linia axelor, centrifugarea se face cu valoarea medie z mt (fig.35, c) .

Fig. 35. Centurarea barelor de bare în nod

Momentele de încovoiere care apar în acest caz pot fi ignorate dacă deplasarea axei curelei nu depășește 1,5% din înălțimea secțiunii sale.

În fâșii din țevi cu o soluție fără față a nodurilor (fig.40), este uneori necesar să se permită fixarea excentrică a curelelor pe curea astfel încât capetele elementelor atașate să fie plasate independent unul de celălalt, adică fără intersecție. În acest caz, este permis să nu se ia în considerare momentele care apar în nod în cazul în care valoarea excentricității nu depășește 1/5 din diametrul țevii centurii.

2. Proiectarea și calcularea fermelor nodurilor intermediare din colțuri

Elementele structurii din colțurile perechi sunt interconectate într-un nod cu ajutorul unei fețe - o foaie inserată în spațiile dintre colțuri.

Forma și dimensiunile gusetei sunt obținute în procesul de construire a unui nod, a cărui secvență va fi considerată pe exemplul nodului intermediar al centurii inferioare (figura 36). Inițial, axa tijelor se intersectează într-un punct - centrul nodului. Apoi, pentru fiecare tija de pe axa sa se află distanța de la centrul de greutate al secțiunii transversale la capetele colțurilor z 0 și de asemenea - lățimea și grosimea raftului de colț și prin punctele obținute trag linii paralele cu axa tijei.


Fig. 36. Nodul intermediar al coardei inferioare a structurii din colțuri

Colțurile elementelor zăbrele sunt tăiate perpendicular pe ax astfel încât, pentru a reduce eforturile de sudură în tăiere între marginile elementelor de zăbretă și centură, există un spațiu de cel puțin

a = 6 t - 20 mm, dar nu mai mult de 80 mm (grosimea t, 2 mm).

Apoi, determinați lungimea necesară a sudurilor, fixând elementele zăbrelei pe gurată. Fiecare colț este cusături de colț sudate pe margine și pene. Forțele care acționează în element sunt distribuite între aceste cusături, între suporturile unei fascicule cu un interval egal cu lățimea raftului de colț (fig.36) și sunt date de formulele:




, (23)

unde N este forța în element;

S 1, S 2 - eforturi în cusăturile la colțurile din fund și în pene;

b- lățimea raftului unghiular;

z 0 - distanța de la capăt la centrul de greutate al secțiunii.

Lungimea cusăturii la cap și la pene este determinată de starea de rezistență a cusăturilor de colț:




(24)

Sudarea este efectuată, de obicei, prin dispozitive semiautomatice, care este luată în considerare la calcularea coeficientului f   . Lungimea cusăturii în conformitate cu recomandările SNiP II-23-81 * este acceptată cu cel puțin 40 mm. Cea mai mare și cea mai mică picior admisă a cusăturii este determinată de cerințele SNiP II-23-81 *. În plus, atunci când alocați piciorușul cusăturii la penei colțului de rulare, este necesar să țineți cont de rotunjirea marginii raftului și să luați piciorul acestei cusături cu 1-4 mm mai mic decât grosimea raftului de colț (în funcție de dimensiunea colțului).

Obținute prin formulele (24), lungimea cusăturilor este depusă de la capetele colțurilor tijei rețelei, convergând în nod. Pentru a reduce concentrația de tensiune, SNiP II-23-81 * necesită îndepărtarea cusăturilor de sudură la capătul elementului atașat pe o lungime de 20 mm. Lungimile cusăturii întârziate vă permit să setați dimensiunile necesare ale ghețului. Atunci când proiectați un pachet, trebuie să vă străduiți să faceți cât mai simplu forma. În acest scop, părțile laterale ale brațului sunt de obicei perpendiculare pe centură. Din partea de jos, fascia este produsă la 20-30 mm în colțurile centurii pentru sudarea sa.

Sistemele de prindere care fixează centura inferioară netedă la ghețar trebuie să preia forța transmisă de la gheară la brâu, adică rezultatul forțelor din elementele reticulare adiacente. Evident, datorită echilibrului nodului, rezultatul este egal cu diferența de eforturi în panourile adiacente ale benzii, adică, N = N2 - N1 (figura 32). Eforturile care pot fi atribuite cusăturilor penei și fundului, determinate de formulele (23), înlocuindu-le Npe N. Lungimea cusăturilor în funcție de calcul este de obicei mică, dar se presupune că sunt structurale continuu pe toată lățimea guseului, deoarece SNiP II-23-81 * interzice utilizarea cusăturilor intermitente (ele sunt permise numai pentru structurile auxiliare).


Fig. 37. Nodurile intermediare ale curelei de fermă superioare din colțuri

Nodurile intermediare din centura superioară a structurii de legătură au unele particularități (Fig.37, a). Pentru a asigura o lagăr normal al grinzilor sau plăcilor de acoperire, gigantul nu este scos din centură, ci este încorporat la 7-10 mm. Deci colțurile nu se deosebesc, diferența dintre ele este topită. Sudura sudată rezultată nu este calculată, este permisă doar presupunerea că percepe sarcina nodală F.

Cu această abordare, cusăturile calculate la pene ale colțurilor ar trebui să perceapă diferența de efort în panourile adiacente ale curelei superioare:

N = N 2   - N 1.

Această forță este aplicată cu excentricitate. e =b-z 0   în ceea ce privește cusăturile, deci trebuie să se bazeze pe acțiunea comună a forței de forfecare N și momentul de îndoire M = N e:


(25)

în formula:


;

Dacă efortul nu poate fi perceput de către cusăturile penelor, este posibilă eliberarea parțială a gingiei în colțurile centurii (fig.33a) și se vor lua în considerare cusăturile la contraforturi. În acest caz, cusăturile sudate la margini și pene ale colțurilor se calculează prin formulele (23) și (24) pentru forța de forfecare rezultată N și sarcină nodală F. Cu o pantă mică a acoperișului, rezultatul poate fi determinat cu o precizie suficientă prin formula:


(26)

Figura 37b prezintă un nod intermediar al centurii superioare, în care doar un suport este adiacent benzii. În acest caz, forma ghețului este luată în vederea asigurării unei tranziții ușoare a fluxului de putere de la raft la ghețar, pentru care muchia brațului trebuie să se deplaseze de la colțurile rafturii la un unghi de cel puțin 15 °. Această condiție trebuie respectată atunci când se construiește gussets în toate nodurile fermei.

3. Susținerea unităților de corzi din colțuri

Fermele se pot baza în mod liber pe pereți, coloane, ferme sau se îmbină rigid cu coloanele din oțel. Cu ajutorul suportului liber pe perete sau pe coloana din beton armat, fasonca unității de susținere este eliberată în jos (fig.38, a) iar placa de susținere este sudată . Pentru a crește rigiditatea ghețului și o mai bună distribuție a forței, nervurile rigidizante verticale care trec prin centrul nodului sunt sudate pe gheț.

Zona plăcii de bază este determinată de starea rezistenței bazei în timpul transferului reacției de susținere a fermei F:


(27)

unde R f - rezistența calculată a materialului de bază la compresia locală (strivire).

Sistemele de prindere care asigură secțiunea plăcii la ghețar și rigidizatoare sunt de asemenea calculate pentru transferul reacției de susținere a structurii:


(28)

Cusăturile cu care rigidizările sunt sudate de gheț sunt calculate pentru fracțiunea de forță F, transmisă prin cusături, asigurând coastelor la placă.

Găurile pentru bolțurile de ancorare sunt realizate pe placa de bază. Se presupune că diametrul găurilor este de 40-50 mm cu diametrul șuruburilor de ancorare de 20-24 mm, ceea ce permite compensarea unei instalări inexacte a ancorelor. Orificiile din placă sunt acoperite cu șaibe pătrate, care, după montarea barelor de legătură în poziția de proiectare, sunt sudate pe placă.

Figura 38, b prezintă o soluție tipică pentru susținerea liberă a unui bare de legătură pe o coloană de oțel. Reacția de susținere a structurii este transmisă printr-o nervură de susținere (flanșă), sudată de ghemuitul butucului inferior al structurii. Pentru un transfer uniform de presiune, se taie capătul nervurii de susținere și se sfărâmă capătul coloanei sub placă.

Suprafața necesară a secțiunii transversale a nervurii suport este determinată din starea de colaps a capătului său:


(29)

unde A- zonă secțiune transversală   coaste;

R p - rezistența calculează la prăbușirea suprafeței de capăt în prezența unei fixări.


Fig. 38. Noduri de sprijin agricol:

1 - rigidizator; 2 - post de sprijin; 3 - nervuri cu găuri ovale; 4 - nervuri pentru fixarea conexiunii verticale; 5 - mașină de spălat

Sudurile care atașează nervura suport pe fața nodului sunt calculate pentru a transfera reacția de susținere a structurii:


, (30)

unde l    - lungimea estimată a sudurii, egală cu înălțimea gusetei minus 1 cm.

Pentru a fixa poziția nodului pe coloană, marginea de susținere este conectată cu șuruburi de precizie normală cu un suport, care, la rândul său, este înșurubat și apoi sudat în partea superioară a coloanei. Cu un suport de sprijin printr-o nervură specială cu găuri ovale se conectează cu șuruburi și o bucată de nodul superior al fermei. Găurile ovale permit deplasarea unității superioare de legătură în raport cu coloana de susținere și, astfel, oferă suport liber pentru structura, adică fără aspectul momentului de referință. Suporturile verticale sunt de asemenea atașate la nervurile postului de susținere.

luate în considerare constructivă   Suporturile de susținere ale fermelor tipice sunt universale, deoarece permit ca barele de feron să fie susținute nu numai pe coloanele din oțel, ci și pe barele de feronerie, precum și pe coloanele din beton armat, dacă în vârful lor este prevăzută o placă de bază din oțel.

4. Îmbinările curelelor de fermă din colțuri

Pentru a simplifica construcția structurii de prindere, este recomandabil să se evite realizarea îmbinărilor curelelor și să se execute nodurile în noduri și, prin urmare, o secțiune constantă de-a lungul lungimii, în ciuda modificărilor de forță de la panou la panou. Cu toate acestea, în condițiile transportului fermei, chiar și ariile mici ( l    18 m), este necesar să se împartă în mărci de expediere și, prin urmare, este necesar să se asigure asamblarea sau asamblarea așa-numitei îmbinări. Traversele de până la 36 m sunt în mod obișnuit împărțite în două mărci de expediere și, prin urmare, îmbinările de extindere sunt situate în mijlocul deschiderii structurii.

În plus față de consolidare, în gospodăriile de mai mult de 24 m se fac, de asemenea, articulații fabricate din curele. Acestea trebuie efectuate, deoarece cea mai mare lungime normală a mașinii este de 13 m și obținerea de colțuri de lungime mai mare necesită o coordonare specială. Racordurile de fabricație ale curelelor pot fi executate în noduri de bare și noduri exterioare. Atunci când se aranjează o îmbinare într-un nod, se recomandă schimbarea simultană a secțiunii centurii, astfel încât îmbinările să se facă în acele noduri în care forța din centură variază semnificativ.

Joncțiunea benzilor poate fi realizată cu ajutorul plăcilor de colț din aceeași secțiune ca elementele îmbinate sau prin intermediul plăcilor de tablă.

desen fabrica de îmbinare din fabricăafară nod cuunghiular
suprapunerile prezentată în figura 39, a. Pentru o potrivire confortabilă
  plăcile de capăt la colțurile cap la cap sunt îndepărtate șanfren
  la colțurile de plăci de colț, ceea ce le reduce într-o oarecare măsură secțiunea transversală.


Fig. 39. Curea de fermă inferioară din fabrică:

a - în afara nodului cu plăci de colț; b - într-un nod cu garnituri de foi

Cu toate acestea, această reducere a secțiunii transversale este compensată de o garnitură care este introdusă între colțurile îmbinate.

Pentru a crea o îmbinare care este egală cu rezistența elementelor care sunt unite, sudurile care fixează plăcile la curea sunt calculate pentru o forță egală cu capacitatea de încărcare   centură, N = A · R y ·  c.

Lungimea necesară a cusăturii pe o parte a îmbinării este presupusă a unei distribuții uniforme a efortului între cele patru cusături prin formula:


(31)

Garnitura este sudată cu îmbinări structurale, ale căror picior este preluat din tabelul din apendicele 7.

Dezavantajul îmbinării cu plăcile de colț este că atunci când se schimbă secțiunea curelei, grosimea rafturilor colțurilor asamblate trebuie să fie aceeași. Dar îmbinările cu garnituri de foi nu au acest dezavantaj, deci sunt utilizate pe scară largă.

Figura 39b arată îmbinarea fabrică a centurii inferioare, realizată în nod.Ramă orizontală a fiecărui colț al taliei este suprapusă de un strat de acoperire, care are o teșitură la un unghi de 15 °, ceea ce asigură un transfer mai uniform al forței pe lățimea colțului colțului. Pentru a reduce solicitările de sudură în ghețar și suprapuneri, trebuie lăsat un spațiu de cel puțin 50 mm între capetele colțurilor înclinate.

Lucrul efectiv al îmbinării este dificil, dar calculul se realizează în conformitate cu o schemă simplificată. Inexactitatea schemei de proiectare este luată în considerare indirect prin creșterea forțelor care acționează în centură cu 20%.

l    1.

Efortul din colțurile drepte este turnat peste plăcile de capăt pe stâlpii din stânga, precum și în cusăturile Ș3 și Ш4 pe bietul înnodat.

Cusăturile sh3 ar trebui concepute pentru a percepe efortul atribuibil colțurilor drepte ale penei:


Cusăturile din Ø4 trebuie să depună eforturi:

și anume restul efortului este 1,2 N2, care nu este transmis prin cusăturile de cap și cusăturile la pene ale colțurilor.

Secțiunea transversală a plăcilor de capăt este din condițiile de rezistență pentru forța S1 transferată la acestea de cusăturile Ш1:


(32)

unde t s - grosimea căptușelii;

b s - lățimea căptușelii, numită în mod constructiv.

7. Calculul fermelor plate

7.1. Clasificarea agricolă

Fermoy se numește sistemul de bază (Fig.7.1), rămânând nemodificat geometric după înlocuirea condiționată a nodurilor sale rigide cu balamale.

Fig. 7.1

Uneori folosite ferme spațiale, calculul cărora se reduce, de obicei, la calcularea mai multor ferme plate.

Distanta dintre axele fermelor de feronerie este numita ei deschiderea.   Se apelează tijele de pe conturul exterior talie și să formeze o centură. Se apelează barele verticale care leagă centurile rack-uri,   înclinat - aparat dentar.   Rafturi și forme de încovoiere grătar fermă. Se numește distanța dintre nodurile adiacente ale centurii fermei panoul.

Clasificarea agriculturii se efectuează de obicei în conformitate cu cinci prezentate:

1) natura conturului exterior al conturului;

2) tipul de zăbrele;

3) tipul de sprijin agricol;

4) scopul;

5) nivel de plimbare.

pe caracter caracteristic   disting fermele cu paralele   (Figura 7.2, și), triunghiular   fermă (Fig.7.2, b) și cu rupte sau poligonale   amplasarea curelelor (Fig.7.2, în).

a)

b)

c)

Fig. 7.2

În funcție de tipul de tip zăbrele   disting fermele diferite tipuri. Cele mai comune sunt șanțuri diagonale   (Fig.7.3) trotuare triunghiulare   (figura 7.4), schelet cu semi-grilaj   (fig.7.5) și trupe rombice   (fig.7.6). Șuruburi care urcau de la suporturi la mijlocul fermei, au sunat arcuști în creștere   (Fig.7.1), mergând opusul - în jos (Fig.7.3). Fermele s-au consolidat prin miezuri suplimentare ( sprengel ), numit bare de feronerie   (Figura 7.7).



Fig. 7.3

Fig. 7.4



Fig. 7.5



Fig. 7.6



Fig. 7.7

Fermele, de regulă, sunt proiectate astfel încât sarcina principală asupra lor să fie transmisă prin nodurile centurilor superioare sau inferioare. Prezența fermelor vă permite să măriți numărul de noduri din această centură, care pot fi necesare pentru a facilita construcția, prin care se transferă sarcină externă pe nodurile de structură sau, de exemplu, pentru a reduce lățimea plăcilor de podea susținute de fermele clădirii. (p este 7,8).

În funcție de natură corpuri de sprijin   distinge grinzi   (Ris.7.9) console   (Figura 7.10) console de consolă   (pic.7.11) și arcuite arcuite   (Ris.7.12, și , b, in ). În plus, diverse sisteme de suspendare(Ris.7.13)   și sisteme combinate   (Ris.7.14).



Fig. 7.8

Fig. 7.9



Fig. 7.10



Fig. 7.11

a)

b)

c)

Fig. 7.12



Fig. 7.13



Fig. 7,14

în funcție de la numire   distinge fâșiile de structură, macara, turnul, pavajele.

Suprafețele de pod în funcție de nivel de plimbare   Acestea sunt împărțite în ferme cu călăria scăzută, cu călărie în partea de sus și cu echitație în mijloc.

7.2. Operațiunea fermă statică

Fermele sunt adesea folosite pentru a acoperi spanile, adică au aceeași funcție ca grinzile solide.

Se știe că atunci când se îndoaie o grindă, tensiunea normală în secțiunile transversale atinge valori maxime la punctele superioare și inferioare ale secțiunii. Dorința de a folosi materialul fasciculului în cel mai economic mod face necesar să se concentreze cea mai mare parte a materialului în zonele cele mai tensionate, care se realizează prin utilizarea fasciculului de secțiune transversală a fasciculului I (Fig.7.15). Cu o creștere a intervalului și a încărcărilor, înălțimea fasciculului trebuie să fie mărită. În consecință, cantitatea de material din perete, unde tensiunile sunt mici, va crește. Acest lucru nu numai că va duce la risipirea de materiale în încărcare scăzută   zona, dar, de asemenea, creșterea semnificativă a greutății structurii. Prin urmare, pentru a economisi materialele și pentru a facilita construcția, tăieturile sunt aranjate în peretele vertical (figura 7.16). Cu o creștere suplimentară a intervalului și a încărcărilor, înălțimea secțiunii structurii este încă în creștere, iar peretele fasciculului I trece treptat în sistemul de struturi. Pentru ca construcția rezultată să păstreze neschimbarea geometrică, adică nu se "dezvoltă" sub acțiunea încărcărilor orizontale, se adaugă un sistem de nervuri în sistemul rafturilor, ca urmare a formării unei zăbrele a fermei (Fig.7.17).

Fig. 7.15. 7.16 Fig. 7,17

Astfel, fermele pot fi folosite pentru a bloca deschideri mari sub sarcini mari, atunci când utilizarea grinzilor solide este neprofitabilă sau imposibilă.

Ca și în cazul îndoirii unui fascicul pe două suporturi sub acțiunea unei sarcini îndreptate în jos, tijele curelei superioare a barei laterale vor fi comprimate, iar partea de jos - întinsă.   În ferma consolei (Figura 7.10) situația va fi inversată.

Nodurile de fermă, de regulă, sunt constructiv rigide. Cu toate acestea, după cum a demonstrat experiența calculelor, stresul în structurile de fermă, determinat ținând cont de rigiditatea nodurilor și de tensiunile determinate de schema balamalelor, diferă de obicei cu nu mai mult de câteva procente. Deoarece este mult mai ușor să se efectueze calculul în cel de-al doilea caz, rigiditatea nodurilor de fermă este neglijată și calculul se efectuează în conformitate cu un model de articulație. Cu alte cuvinte, atunci când se calculează un zăvor, toate nodurile sunt considerate balamale ideale.

Fig. 7,18

Dacă toate încărcăturile pe structura de legătură sunt aplicate numai la noduri, iar tijele de legătură sunt drepte, atunci numai forțele longitudinale acționează asupra tijei de bare și nu există momente de încovoiere și forțe de forfecare. Într-adevăr, tăiați mintal orice tijă de la fermă, înlocuind efectul resturilor de tije asupra lui eforturile transmise prin balamale (Fig.7.18). Deoarece nu există alte sarcini pe tija, rezultatul acestor forțe ar trebui să fie îndreptat de-a lungul axei tijei. Dacă nu s-ar întâmpla acest lucru, tija nu ar putea fi în echilibru, așa cum poate fi ușor de verificat făcând o ecuație de momente în raport cu oricare dintre balamale. Evident, singura forță care va apărea în acest caz în tija va fi o constantă de forță longitudinală de-a lungul lungimii sale.

7.3. Neimolabilitatea geometrică a fermelor

Pentru a asigura imutabilitatea geometrică, este necesar, în primul rând, să conexiunile impuse asupra nodurilor agricole în mișcare au fost   suficient, în al doilea rând, au fost plasate corespunzător. Prin urmare, studiul imutabilității geometrice a unei ferme constă în două etape: verificarea suficienței numărului de obligațiuni și analizarea corectitudinii plasamentului acestora ( analiza structurală a fermei).

Ca de obicei, când analizăm geometria invariabilitatea deplasării cauzată de deformarea tijelor nu este luată în considerare. Cu alte cuvinte, atunci când analizăm imutabilitatea geometrică a fermelor, precum și orice alte sisteme de bază, vom considera tijele absolut rigide.

Fiecare nod agricol plat are două grade de libertate, adică are posibilitatea deplasării liniare, de exemplu, în direcțiile verticale și orizontale. Prin urmare, numărul minim de legături necesare pentru a fixa nodurile de bare din deplasări trebuie să fie egal cu dublul numărului de noduri. Unele dintre aceste legături ar trebui să asigure consolidarea structurii în raport cu baza. Astfel, numărul minim de tije dintr-un truss necesar pentru a asigura imuabilitatea geometrică este determinat de formula:

unde n st   - numărul de tije din fermă,n nod   - numărul de noduri șin op .c în - numărul de linkuri de susținere.

Condiția (1) este simultan o condiție pentru definirea statică a fermei. Într-adevăr, pentru fiecare nod se pot compune două ecuații de echilibru, condiții pentru egalitatea la zero a proiecțiilor pe axele verticale și orizontale ale tuturor forțelor exterioare care acționează asupra nodului, care acționează pe partea tijei și pe reacțiile de susținere. Forțele longitudinale din fiecare tija și reacțiile în suporturi sunt necunoscute. Scrierea tuturor acestor 2n   noduri    ecuații, obținem un sistem de ecuații, care în formă matricică poate fi scris în forma:

AX = B, (2)

unde X   - vector de forțe necunoscute în tije și legături de sprijin,   - vector de proiecții ale sarcinilor externe pe noduri, A   - matricea sistemului.

Pentru ca sistemul (2) să fie închis, este necesar ca numărul de ecuații 2n   noduri a coincis cu numărul de necunoscute, adică condiția (1) a fost îndeplinită.

Dacă numărul de tije din structura este mai mult decât este necesar în conformitate cu (1), atunci structura va fi static nedefinabilă, dacă este mai mică, atunci va fi variabilă din punct de vedere geometric.

Cu asta Este important de menționat că condiția (1) este necesară, dar nu este suficientă pentru a asigura neschimbarea geometrică. După cum sa menționat deja, pe lângă furnizarea numărului necesar de linkuri, este necesară plasarea corectă a acestora.

Fig. 7.19

Un sistem în care deplasările reciproce ale nodurilor sunt imposibile, presupunând că toate barele sunt absolut rigide, se numește hard disk. Într-un triunghi articulat (de exemplu, ABC   în Figura 7.19) deplasarea reciprocă a nodurilor va fi imposibilă, deci este un hard disk. Alăturându-se la un astfel de triunghi, un alt nod de două nelegate pe o legătură directă va duce la formarea unui sistem în care deplasarea reciprocă a nodurilor va fi, de asemenea, imposibilă. Dacă vom continua acest proces, sistemul rezultat va fi de asemenea un hard disk. Un exemplu de hard disk este ferma simpla, Ie o fermă formată din triunghiuri articulate (Figura 7.19). Deplasarea reciprocă a nodurilor într-o astfel de fermă este imposibilă.   Rămâne doar să aibă grijă să atribuiți ferma cea mai simplă obținută la bază.

Pentru asta Pentru a asigura imobilitatea celei mai simple structuri de legătură față de bază, sunt necesare cel puțin trei legături de susținere, liniile de acțiune ale cărora nu sunt paralele și nu se intersectează într-un singur punct.

Luați în considerare ca exemplu ferma descrisă în Figura 7.1. Evident, aparține celor mai simple ferme. În ean st =25, n nod =14, n op .c în = 3 Egalitatea (1) este satisfăcută: 25 = 2∙ 14-3 = 25. Liniile de acțiune ale celor trei legături de susținere (reacțiile de susținere din Figura 7.1) nu sunt paralele și nu se intersectează la un moment dat, de aceea structura este neschimbată geometric.

Acum efectuați permutarea legăturilor de referință. Să lăsăm o legătură pe suportul din stânga, făcând un suport fix pentru cilindru, dar vom adăuga un suport suplimentar în centrul spanului fâșiei (Fig.7.20).



Fig. 7,20

Ca urmare, numărul de legături de sprijin nu sa schimbat, dar a rămas egal cu trei, adică Egalitatea (1) rămâne corectă. Cu toate acestea, liniile de acțiune ale legăturilor de susținere au devenit paralele orientate vertical în sus. Ca urmare, sistemul a fost capabil să se deplaseze în direcția orizontală, adică a devenit schimbătoare geometric.

Dacă, totuși, în structura arătată în figura 7.1, efectuați o permutare a tijelor, așa cum se arată în figura 7.21, egalitatea (1) va rămâne neschimbată, dar sistemul va fi variabil geometric din cauza distribuției necorespunzătoare a legăturilor. Acest lucru este evident, pentru că articulații C, D, E   și F   se formează o pătrată articulată, care, atunci când este aplicată cea mai mică încărcătură, se transformă într-un romb.



Fig. 7,21

În cazul în care ferma este format din două hard disk-uri, în scopul de a preveni deplasări reciproce ale nodurilor în sistemul de rezultat, este necesar ca acestea să fie conectate între ele prin cel puțin trei conexiuni, linia de acțiune, care nu sunt paralele și nu se intersectează la un moment dat.

În ferma 7.21 două unități de hard disk ABCD   (este cea mai simplă fermă) și FEGH   (o fermă formată din cea mai simplă adăugire a unei legături "extra") este interconectată numai de două legături DF   și CE, ceea ce conduce la variabilitatea geometrică a fermei, pe care am văzut-o deja.

Luați în considerare structura arcuită prezentată în Fig. 7.12, c. aicin st =18, n nod =11, n op .c în = 4 Condiția (1) este îndeplinită: 18 = 11∙ 2-4 = 18. Această fermă este formată, de asemenea, din două unități de hard disk (cele mai simple ferme). Ele sunt legate printr-o balama. C   , care este, la prima vedere, doar două link-uri, pentru că balama previne deplasarea reciprocă a nodurilor conectate de acesta în direcțiile verticale și orizontale. Cu toate acestea, deoarece suporturile A    și   fixe, deplasări orizontale mutuale de puncte A   și   nu poate fi. Prin urmare, rolul celei de-a treia legături este jucat de fundație. Prin urmare, sistemul în cauză este neschimbat geometric, iar reacțiile de împingere orizontală vor apărea în ambele suporturi.

Efectuați o permutare a legăturilor din această fermă. Vom face unul dintre suporturile Katkov, eliminând astfel restricția privind deplasările orizontale mutuale orizontale A    și . Cu toate acestea, vom adăuga o tijă care va prelua rolul celei de-a treia legături care leagă cele mai simple structuri (Fig.7.22). Egalitatea (1) nu va fi încălcată: 19 = 11∙ 2-3 = 19, sistemul va rămâne neschimbat geometric, iar rolul bazei în perceperea forței orizontale va trece la tija inserată, funcționând ca o strângere.



Fig. 7.22

Ca un alt exemplu, luați în considerare ferma Shukhov (Figura 7.23). În ean st =9, n nod =6, n op .c în = 3 Condiția (1) este satisfăcută: 9 = 6∙ 2-3=9.

Fig. 7.23

Ferma este formată din două triunghiuri articulate. ABC   și DEFinterconectate de trei legături AF, BE,   și DCale căror linii de acțiune nu sunt paralele și nu se intersectează la un moment dat. Atașarea discului dur rezultat la bază se face cu un suport fix și cu un singur suport, adică de asemenea, cu ajutorul a trei linkuri, liniile de acțiune ale cărora nu sunt paralele și nu se intersectează la un moment dat. Prin urmare, ferma este imuabilă geometric.

În cazurile în care o analiză structurală simplă nu reușește să demonstreze imutabilitatea geometrică a structurii, este necesar să se utilizeze metode mai complexe. Unul dintre ele este metoda statică pentru analiza imutabilității geometrice a fermei.   Ideea metodei este următoarea. Pentru un sistem geometric variabil de structuri de ecuații (2) nu ar trebui să aibă soluții, deci matricea A    ar trebui să fie special, adică determinantul său trebuie să fie zero. După cum se știe, dacă este într-un sistem omogen de ecuații algebrice liniare AX= 0 determinant matrice A    egal cu zero, apoi sistemul, cu excepția soluției triviale X= 0 admite, de asemenea, o soluție nonzero. Prin urmare, în tijele unei structuri care poate fi definită static, dar variabilă geometric, la sarcină zero, poate apărea un sistem de forțe echilibrate.

Pentru a dovedi imutabilitatea geometrică a structurii, este necesar să se demonstreze că, în absența unei sarcini exterioare, nu poate apărea nici un efort în barele sale. Dacă se dovedește că, în absența unei sarcini, forțele nonzero pot exista în barele de bare, ceea ce indică egalitatea determinantului matricei A    zero și, prin urmare, variabilitatea geometrică a fermei.

Atunci când se efectuează o astfel de analiză, precum și atunci când se efectuează un calcul static al unui bare, sunt utile regulile de determinare a barelor zero. Zero bar   se numește tijă, în care la sarcina luată în considerare forța este zero. Noi oferim aceste reguli.

1. Dacă două bare sunt conectate la un nod descărcat la un unghi, atunci ambele tije sunt zero (Fig.7.24). Este ușor să verificăm acest lucru făcând ecuațiile proeminențelor forțelor pe axe care coincid cu direcția barelor.

2. Dacă un nod descărcat se converge converge   trei tije, cu două situate pe o linie dreaptă, apoi a treia tija este zero (Fig.7.25). Este ușor de verificat acest lucru făcând ecuația proeminențelor forțelor pe axa perpendiculară pe două tije situate pe o linie dreaptă.

3. Dacă se aplică o forță unui nod în care se converg două bare, a căror direcție de acțiune coincide cu una dintre ele, atunci a doua tijă este zero (Fig.7.26). Este ușor să verificăm acest lucru făcând ecuația proeminențelor forțelor pe axă, perpendiculare pe linia de acțiune a forței exterioare.

Fig. 7.24Ris. 7.25. 7,26

4. Dacă trei sau mai multe tije converg într-un nod, atunci cele despre care se știe în prealabil că sunt zero, atunci când se determină tijele zero rămase și se constată forțele din tije, evident, pot fi respinse mental.

5. Dacă toate barele cu excepția unui singur converg într-un nod descărcat sunt cunoscute a fi zero, atunci ultima tija va fi, de asemenea, zero. Este ușor de verificat acest lucru făcând ecuația proeminențelor forțelor pe axă, care coincide cu direcția acestei tije.

Luați în considerare ca exemplu ferma prezentată în Fig.7.27.

Pentru ea n st =22, n nod =15, n op .c în = 8 Condiția (1) este îndeplinită: 22 = 15∙ 2-8 = 22. Este imposibil să se tragă o concluzie cu privire la imutabilitatea geometrică pe baza analizei structurale, prin urmare este necesar să se utilizeze metoda statică de analiză a imutabilității geometrice a unei ferme, adică pentru a analiza posibilitatea existenței unui sistem echilibrat de efort în barele sale în absența unei sarcini externe.



Fig. 7,27

Din considerația nodurilor 5 și 7, în conformitate cu semnul a 2 tije zero, rezultă că tijele 3-5 și 7-6 sunt zero.   Mai departe, din considerentul nodului 3, în conformitate cu semnele 4 și 2, rezultă că tija 2-3 este zero. Mai departe, din considerentul nodului 2, în conformitate cu semnele 4 și 1, rezultă că tijele 1-2 și 2-6 sunt zero. Mai departe, din considerentul nodului 6, în conformitate cu semnele 4 și 2, rezultă că tija 3-6 este zero și prin urmare, în conformitate cu caracteristica 5, tija 6-8 va fi, de asemenea, zero. Mai departe, din considerația nodului 3, conform atributului 5, rezultă că tija 1-3 este zero. În mod similar, se demonstrează că tijele corespunzătoare din partea dreaptă a structurii, și anume tijele 8-10, 10-14, 14-15, 9-10, 11-12, 12-14, 10-12 și 12-15 vor fi, de asemenea, zero. Luați în considerare acum nodul 8. În conformitate cu semnele 4 și 1, tija 7-8 va fi zero. În continuare, examinând succesiv nodurile 7 și 5, folosind semnul 5, vom dovedi că tijele 5-7 și 4-5 sunt zero. În mod similar, se demonstrează că tijele corespunzătoare din partea dreaptă a structurii, adică 8-9, 9-11, 11-13, vor fi, de asemenea, zero. Așadar, am reușit să dovedim că toate barele de fermă, fără încărcătură, sunt zero. În consecință, în acest caz, eforturile non-zero nu pot apărea în ele, dar înseamnă că ferma este imuabilă geometric.

Acum, ia în considerare ferma descrisă în ris.7.28.



Fig. 7,28

Pentru ea n st =10, n nod =7, n op .c în = 4 Condiția (1) este îndeplinită: 10 = 7∙ 2-4 = 10. Este imposibil să se tragă o concluzie cu privire la imutabilitatea geometrică pe baza analizei structurale, prin urmare este necesar să se utilizeze metoda statică de analiză a imutabilității geometrice a unei ferme, adică pentru a analiza posibilitatea existenței unui sistem echilibrat de efort în barele sale în absența unei sarcini externe.

Luați în considerare nodul 1. Deoarece numai o reacție verticală de susținere poate acționa asupra acesteia, în conformitate cu semnul de 3 tije zero, tija 1-3 este zero. Din considerentul nodului 7, aceeași concluzie se poate trage despre tija 5-7. Luați în considerare un nod suplimentar 3. Pe baza caracteristicilor barelor 2 și 4 de zero, putem concluziona că tija 3-5 este zero.

Să presupunem că a avut loc o forță de tracțiune în tija 1-2 N 1-2 = N. Luați în considerare echilibrul nodului 2 (Fig.7.29). Să compunem pentru aceasta ecuațiile proiecțiilor forțelor care acționează asupra nodului pe axele verticale și orizontale:N 2-3 cos𝛼 = N, N 2-6 = N 2-3 păcata, de unde rezultă acest lucruN 2-3 = N / cosα, șiN 2-6 = N tgα. Luați în considerare în continuare echilibrul nodului 6 (Fig.7.30). Din ecuațiile de echilibru similare compilate pentru acest nod, obținem:N 2-6 = N 6-5 păcatα , N 6-5 cosα = N 6-7 .

Din aceasta rezultă

Luați în considerare în continuare balanța nodurilor de suport. Având în vedere lipsa de efort în tijele 1-3, 3-5 și 3-7, de la examinarea echilibrului nodurilor 3 și 5 (din ecuația proiecțiilor forțelor pe axe, care coincid cu direcția tijelor 2-3 și 6-5), este ușor de concluzionat căN 2-3 = N 3-4   șiN 6-5 = N 4-5. Din ecuația de echilibru a proiecțiilor forțelor pe axa verticală pentru nodul 4 (Fig.7.31), obținem:N 3-4 cosα + N 4-5 cosα = V   4 unde V 4- reacție verticală de sprijin.

Fig. 7.29. 7,30. 7,31

Din aceasta rezultă

Este ușor să vă asigurați că în fiecare dintre celelalte două stâlpi are loc o reacție verticală NArătând în sus. Să compunem pentru schelet o ecuație pentru proiecțiile tuturor forțelor pe axa verticală. Deoarece nu există sarcină externă, vor fi incluse numai reacțiile de susținere. Evident, rezultatul lor este zero, ceea ce înseamnă că sistemul este în echilibru.

Astfel, am demonstrat că în barele de bare, în absența unei sarcini externe, poate exista un sistem de forțe auto-echilibrate, ceea ce înseamnă că scheletul este variabil geometric.

Dacă în procesul unei asemenea raționări ne-am confruntat cu o contradicție (de exemplu, imposibilitatea de a satisface ecuațiile de echilibru) sau a demonstrat că toate barele de bare sunt zero, atunci imposibilitatea existenței unui astfel de sistem de eforturi ar urma, ceea ce înseamnă că scheletul ar fi invariabil geometric.

CAPITOLUL VI

^ CONSTRUCȚIA FARMACIEI

1. Tăietoare în noduri

Barele de bare sunt centrate în noduri, pentru care axa tijelor care trec prin centrele de greutate ale secțiunilor lor trebuie să se intersecteze la nod într-un punct (Fig.35a). În acest caz, tijele vor funcționa doar pentru compresie centrală sau tensiune, așa cum se obișnuiește în schema de proiectare a structurii de bare. În cazul în care alinierea barelor din nod este ruptă, adică axele lor nu se intersectează într-un punct, apare o excentricitate de aplicare a forțelor (fig.35.6) iar centura se va îndoi în mod suplimentar în momentul M = N · e.

distanță z o Profilurile asimetrice (unghiuri, șanțuri), care determină poziția centrului de greutate al secțiunii, sunt luate în conformitate cu tabelele sortimentului și, pentru confortul de fabricare a structurii, sunt rotunjite la un număr multiplu de 5 (în mm). Această rotunjire duce la excentricități atât de mici încât ele pot fi neglijate. În cazul unei modificări a secțiunii centurii, realizată din colțuri sau tăișuri, pentru a alinia linia axelor, centrifugarea se face cu valoarea medie z mt (fig.35, c) .

Fig. 35. Centurarea barelor de bare în nod

Momentele de încovoiere care apar în acest caz pot fi ignorate dacă deplasarea axei curelei nu depășește 1,5% din înălțimea secțiunii sale.

În fâșii din țevi cu o soluție fără față a nodurilor (fig.40), este uneori necesar să se permită fixarea excentrică a curelelor pe curea astfel încât capetele elementelor atașate să fie plasate independent unul de celălalt, adică fără intersecție. În acest caz, este permis să nu se ia în considerare momentele care apar în nod în cazul în care valoarea excentricității nu depășește 1/5 din diametrul țevii centurii.
^ 2. Proiectarea și calcularea fermelor nodurilor intermediare din colțuri

Elementele structurii din colțurile perechi sunt interconectate într-un nod cu ajutorul unei fețe - o foaie inserată în spațiile dintre colțuri.

Forma și dimensiunile gusetei sunt obținute în procesul de construire a unui nod, a cărui secvență va fi considerată pe exemplul nodului intermediar al centurii inferioare (figura 36). Inițial, axa tijelor se intersectează într-un punct - centrul nodului. Apoi, pentru fiecare tija de pe axa sa se află distanța de la centrul de greutate al secțiunii transversale la capetele colțurilor z 0   și de asemenea - lățimea și grosimea raftului de colț și prin punctele obținute trag linii paralele cu axa tijei.


^ Fig. 36. Nodul intermediar al coardei inferioare a structurii din colțuri

Colțurile elementelor zăbrele sunt tăiate perpendicular pe ax astfel încât, pentru a reduce eforturile de sudură în tăiere între marginile elementelor de zăbretă și centură, există un spațiu de cel puțin

a = 6 t - 20 mm, dar nu mai mult de 80 mm (grosimea t, 2 mm).

Apoi, determinați lungimea necesară a sudurilor, fixând elementele zăbrelei pe gurată. Fiecare colț este cusături de colț sudate pe margine și pene. Forțele care acționează în element sunt distribuite între aceste cusături, între suporturile unei fascicule cu un interval egal cu lățimea raftului de colț (fig.36) și sunt date de formulele:




, (23)

unde N este forța în element;

S 1, S 2 - eforturi în cusăturile la colțurile din fund și în pene;

b- lățimea raftului unghiular;

z 0 - distanța de la capăt la centrul de greutate al secțiunii.

Lungimea cusăturii la cap și la pene este determinată de starea de rezistență a cusăturilor de colț:




(24)

Sudarea este efectuată, de obicei, prin dispozitive semiautomatice, care este luată în considerare la calcularea coeficientului f   . Lungimea cusăturii în conformitate cu recomandările SNiP II-23-81 * este acceptată cu cel puțin 40 mm. Cea mai mare și cea mai mică picior admisă a cusăturii este determinată de cerințele SNiP II-23-81 *. În plus, atunci când alocați piciorușul cusăturii la penei colțului de rulare, este necesar să țineți cont de rotunjirea marginii raftului și să luați piciorul acestei cusături cu 1-4 mm mai mic decât grosimea raftului de colț (în funcție de dimensiunea colțului).

Obținute prin formulele (24), lungimea cusăturilor este depusă de la capetele colțurilor tijei rețelei, convergând în nod. Pentru a reduce concentrația de tensiune, SNiP II-23-81 * necesită îndepărtarea cusăturilor de sudură la capătul elementului atașat pe o lungime de 20 mm. Lungimile cusăturii întârziate vă permit să setați dimensiunile necesare ale ghețului. Atunci când proiectați un pachet, trebuie să vă străduiți să faceți cât mai simplu forma. În acest scop, părțile laterale ale brațului sunt de obicei perpendiculare pe centură. Din partea de jos, fascia este produsă la 20-30 mm în colțurile centurii pentru sudarea sa.

Sistemele de prindere care fixează centura inferioară netedă la ghețar trebuie să preia forța transmisă de la gheară la brâu, adică rezultatul forțelor din elementele reticulare adiacente. Evident, datorită echilibrului nodului, rezultatul este egal cu diferența de eforturi în panourile adiacente ale benzii, adică, N = N2 - N1 (figura 32). Eforturile care pot fi atribuite cusăturilor penei și fundului, determinate de formulele (23), înlocuindu-le Npe N. Lungimea cusăturilor în funcție de calcul este de obicei mică, dar se presupune că sunt structurale continuu pe toată lățimea guseului, deoarece SNiP II-23-81 * interzice utilizarea cusăturilor intermitente (ele sunt permise numai pentru structurile auxiliare).



^ Fig. 37. Nodurile intermediare ale curelei de fermă superioare din colțuri

Nodurile intermediare din centura superioară a structurii de legătură au unele particularități (Fig.37, a). Pentru a asigura o lagăr normal al grinzilor sau plăcilor de acoperire, gigantul nu este scos din centură, ci este încorporat la 7-10 mm. Deci colțurile nu se deosebesc, diferența dintre ele este topită. Sudura sudată rezultată nu este calculată, este permisă doar presupunerea că percepe sarcina nodală F.

Cu această abordare, cusăturile calculate la pene ale colțurilor ar trebui să perceapă diferența de efort în panourile adiacente ale curelei superioare:

N = N 2   - N 1.

Această forță este aplicată cu excentricitate. e =b-z 0   în ceea ce privește cusăturile, deci trebuie să se bazeze pe acțiunea comună a forței de forfecare N și momentul de îndoire M = N e:


(25)

În această formulă:


;

Dacă efortul nu poate fi perceput de către cusăturile penelor, este posibilă eliberarea parțială a gingiei în colțurile centurii (fig.33a) și se vor lua în considerare cusăturile la contraforturi. În acest caz, cusăturile sudate la margini și pene ale colțurilor se calculează prin formulele (23) și (24) pentru forța de forfecare rezultată N și sarcină nodală F. Cu o pantă mică a acoperișului, rezultatul poate fi determinat cu o precizie suficientă prin formula:


(26)

Figura 37b prezintă un nod intermediar al centurii superioare, în care doar un suport este adiacent benzii. În acest caz, forma ghețului este luată în vederea asigurării unei tranziții ușoare a fluxului de putere de la raft la ghețar, pentru care muchia brațului trebuie să se deplaseze de la colțurile rafturii la un unghi de cel puțin 15 °. Această condiție trebuie respectată atunci când se construiește gussets în toate nodurile fermei.
^ 3. Susținerea unităților de corzi din colțuri

Fermele se pot baza în mod liber pe pereți, coloane, ferme sau se îmbină rigid cu coloanele din oțel. Cu ajutorul suportului liber pe perete sau pe coloana din beton armat, fasonca unității de susținere este eliberată în jos (fig.38, a) iar placa de susținere este sudată . Pentru a crește rigiditatea ghețului și o mai bună distribuție a forței, nervurile rigidizante verticale care trec prin centrul nodului sunt sudate pe gheț.

Zona plăcii de bază este determinată de starea rezistenței bazei în timpul transferului reacției de susținere a fermei F:


(27)

unde R f - rezistența calculată a materialului de bază la compresia locală (strivire).

Sistemele de prindere care asigură secțiunea plăcii la ghețar și rigidizatoare sunt de asemenea calculate pentru transferul reacției de susținere a structurii:


(28)

Cusăturile cu care rigidizările sunt sudate de gheț sunt calculate pentru fracțiunea de forță F, transmisă prin cusături, asigurând coastelor la placă.

Găurile pentru bolțurile de ancorare sunt realizate pe placa de bază. Se presupune că diametrul găurilor este de 40-50 mm cu diametrul șuruburilor de ancorare de 20-24 mm, ceea ce permite compensarea unei instalări inexacte a ancorelor. Orificiile din placă sunt acoperite cu șaibe pătrate, care, după montarea barelor de legătură în poziția de proiectare, sunt sudate pe placă.

Figura 38, b prezintă o soluție tipică pentru susținerea liberă a unui bare de legătură pe o coloană de oțel. Reacția de susținere a structurii este transmisă printr-o nervură de susținere (flanșă), sudată de ghemuitul butucului inferior al structurii. Pentru un transfer uniform de presiune, se taie capătul nervurii de susținere și se sfărâmă capătul coloanei sub placă.

Suprafața necesară a secțiunii transversale a nervurii suport este determinată din starea de colaps a capătului său:


(29)

unde A- zona secțiunii transversale a coastelor;

R p   - rezistența calculează la prăbușirea suprafeței de capăt în prezența unei fixări.


^ Fig. 38. Noduri de sprijin agricol:

1 - rigidizator; 2 - post de sprijin; 3 - nervuri cu găuri ovale; 4 - nervuri pentru fixarea conexiunii verticale; 5 - mașină de spălat
Sudurile care atașează nervura suport pe fața nodului sunt calculate pentru a transfera reacția de susținere a structurii:


, (30)

unde l    - lungimea estimată a sudurii, egală cu înălțimea gusetei minus 1 cm.

Pentru a fixa poziția nodului pe coloană, marginea de susținere este conectată cu șuruburi de precizie normală cu un suport, care, la rândul său, este înșurubat și apoi sudat în partea superioară a coloanei. Cu un suport de sprijin printr-o nervură specială cu găuri ovale se conectează cu șuruburi și o bucată de nodul superior al fermei. Găurile ovale permit deplasarea unității superioare de legătură în raport cu coloana de susținere și, astfel, oferă suport liber pentru structura, adică fără aspectul momentului de referință. Suporturile verticale sunt de asemenea atașate la nervurile postului de susținere.

Soluția constructivă considerată a unităților de susținere a fermelor tipice este universală, deoarece vă permite să vă sprijiniți la ferme, nu numai pe coloanele de oțel, ci și pe barele subterane, precum și pe coloanele din beton armat, dacă în vârful lor este prevăzută o placă de susținere din oțel.
^ 4. Îmbinările curelelor de fermă din colțuri

Pentru a simplifica construcția structurii de prindere, este recomandabil să se evite realizarea îmbinărilor curelelor și să se execute nodurile în noduri și, prin urmare, o secțiune constantă de-a lungul lungimii, în ciuda modificărilor de forță de la panou la panou. Cu toate acestea, în condițiile transportului fermei, chiar și ariile mici ( l    18 m), este necesar să se împartă în mărci de expediere și, prin urmare, este necesar să se asigure asamblarea sau asamblarea așa-numitei îmbinări. Traversele de până la 36 m sunt în mod obișnuit împărțite în două mărci de expediere și, prin urmare, îmbinările de extindere sunt situate în mijlocul deschiderii structurii.

În plus față de consolidare, în gospodăriile de mai mult de 24 m se fac, de asemenea, articulații fabricate din curele. Acestea trebuie efectuate, deoarece cea mai mare lungime normală a mașinii este de 13 m și obținerea de colțuri de lungime mai mare necesită o coordonare specială. Racordurile de fabricație ale curelelor pot fi executate în noduri de bare și noduri exterioare. Atunci când se aranjează o îmbinare într-un nod, se recomandă schimbarea simultană a secțiunii centurii, astfel încât îmbinările să se facă în acele noduri în care forța din centură variază semnificativ.

Joncțiunea benzilor poate fi realizată cu ajutorul plăcilor de colț din aceeași secțiune ca elementele îmbinate sau prin intermediul plăcilor de tablă.

desen fabrica de îmbinare din fabricăafară nod cuunghiular
suprapunerile prezentată în figura 39, a. Pentru o potrivire confortabilă
plăcile de capăt la colțurile cap la cap sunt îndepărtate șanfren
la colțurile de plăci de colț, ceea ce le reduce într-o oarecare măsură secțiunea transversală.


^ Fig. 39. Curea de fermă inferioară din fabrică:

a - în afara nodului cu plăci de colț; b - într-un nod cu garnituri de foi
Cu toate acestea, această reducere a secțiunii transversale este compensată de o garnitură care este introdusă între colțurile îmbinate.

Pentru a crea o îmbinare de rezistență egală cu elementele care urmează să fie îmbinate, sudurile care fixează plăcile la curea sunt calculate pentru o forță egală cu capacitatea de transport a centurii, N = A · R y · c.

Lungimea necesară a cusăturii pe o parte a îmbinării este presupusă a unei distribuții uniforme a efortului între cele patru cusături prin formula:


(31)

Garnitura este sudată cu îmbinări structurale, ale căror picior este preluat din tabelul din apendicele 7.

Dezavantajul îmbinării cu plăcile de colț este că atunci când se schimbă secțiunea curelei, grosimea rafturilor colțurilor asamblate trebuie să fie aceeași. Dar îmbinările cu garnituri de foi nu au acest dezavantaj, deci sunt utilizate pe scară largă.

Figura 39b arată îmbinarea fabrică a centurii inferioare, realizată în nod.Ramă orizontală a fiecărui colț al taliei este suprapusă de un strat de acoperire, care are o teșitură la un unghi de 15 °, ceea ce asigură un transfer mai uniform al forței pe lățimea colțului colțului. Pentru a reduce solicitările de sudură în ghețar și suprapuneri, trebuie lăsat un spațiu de cel puțin 50 mm între capetele colțurilor înclinate.

Lucrul efectiv al îmbinării este dificil, dar calculul se realizează în conformitate cu o schemă simplificată. Inexactitatea schemei de proiectare este luată în considerare indirect prin creșterea forțelor care acționează în centură cu 20%.

Astfel, calculul îmbinării se realizează pe forțele care acționează respectiv la stânga și la dreapta nodului: 1.2 N 1 și 1,2 N2.

Forța din colțurile din stânga este transmisă pe plăcuțele prin sudurile Ш1 și pe dispozitivul de fixare prin cusăturile W2 (Fig.39.6), care, respectiv, se calculează pe eforturile care pot fi atribuite pick-ului și penei colțurilor (23):




Apoi lungimea acestor cusături este determinată de formule:




Pe partea dreaptă a tampoanelor, aceleași cusături sunt realizate ca și cele din stânga, adică длиной l    1.

Efortul din colțurile drepte este turnat peste plăcile de capăt pe stâlpii din stânga, precum și în cusăturile Ș3 și Ш4 pe bietul înnodat.

Cusăturile sh3 ar trebui concepute pentru a percepe efortul atribuibil colțurilor drepte ale penei:


Cusăturile din Ø4 trebuie să depună eforturi:

și anume restul efortului este 1,2 N2, care nu este transmis prin cusăturile de cap și cusăturile la pene ale colțurilor.

Secțiunea transversală a plăcilor de capăt este din condițiile de rezistență pentru forța S1 transferată la acestea de cusăturile Ш1:


(32)

unde t s - grosimea căptușelii;

b s - lățimea căptușelii, numită în mod constructiv.
^ 5. Noduri ferme de țevi

În fundurile de țeavă se recomandă efectuarea de ansambluri fără față cu conectarea directă a elementelor de zăbrele la centurile (fig.40). Cu această soluție, în cazul în care miezurile sunt centrale cu precizie în ansamblu de-a lungul axelor lor geometrice, în funcție de raportul dintre diametrele conductelor de împerechere și unghiurile dintre ele, se poate dovedi că nervurile corespunzătoare nu se intersectează, nu au o zonă de sudură comună sau se intersectează reciproc. Ultimul caz este nedorit.



Fig. 40. Structură tubulară tipică rotundă

Întrebări pentru auto-control


  1. Unde începe construcția nodurilor agricole?

  2. Ce parte din secțiunea transversală a colțului se numește o pene și care parte este vârful.

  3. Cum sunt forțele care acționează în elementul distribuit între suduri de-a lungul penei și de-a lungul fundului.

  4. Din ce condiție se determină suprafața plăcii de bază pe care se sprijină flanșa.

  5. Pe ce forță se calculează cusăturile sudate, fixați placa pe gheară și pe coaste de rigidizare.

^ CAPITOLUL VII

CURS DESIGN

1. Sarcini pentru proiectarea, compoziția și scopul proiectului

Scopul cursului de proiectare în disciplina " Structuri de construcții»Este consolidarea de către studenți a cunoștințelor teoretice primite cu privire la calculul elementelor structurale. Proiectarea disciplinei îndeplinește sarcinile de instruire ale inginerilor de instruire și este legată de soluționarea problemelor practice de proiectare a elementelor acoperișului.

Când efectuați curs proiect   elevul trebuie să învețe să utilizeze codurile de construcție, standardele de stat, proiectele de model, precum și literatura educațională, de referință și științifică. Proiectul trebuie să reflecte cerințele standardelor unui sistem unificat de documentare a proiectării (ESKD).

În formularul de activitate (Anexa 13) pentru proiectul de curs, sunt date tipul de fermă proiectată, dimensiunile generale și tipul acoperișului, zona de construcție și instrucțiunile pentru proiect.

Proiectul finalizat ar trebui să cuprindă:


  • notelor explicative de decontare (25 - 30 de pagini format A4); întocmite în conformitate cu următoarele cerințe: textul este împărțit în secțiuni, subsecțiuni și paragrafe; secțiunile ar trebui să aibă o numerotare ordonată în întreaga notă și ar trebui să fie notate cu cifre arabe, subsecțiunile ar trebui să fie numerotate cu cifre arabe în fiecare secțiune, paragrafele trebuie să fie numerotate cu cifre arabe în fiecare subsecțiune; formulele, cifrele și tabelele trebuie să aibă o numerotare secvențială independentă în secțiune;

  • când se face referire la literatura utilizată, recomandată în bibliografie, este indicat numărul sursei, precum și numărul de pagini, aplicații, tabele, puncte de instrucțiuni; scrierea textului notei este clară, respectând următoarele dimensiuni de câmp: stânga - 20 mm, dreapta - 20 mm, partea superioară și inferioară - 20 mm; paginile trebuie să fie numerotate cu cifre arabe în mijlocul paginii de jos a paginii; aceste instrucțiuni se bazează pe cerințe și pot fi folosite de student ca exemplu de notă explicativă);

  • desene de lucru în stadiul KMD, realizate pe o foaie de hârtie Whatman format A 2 în conformitate cu cerințele.

^ 2. Instrucțiuni pentru execuția proiectului

Instrucțiunile sunt întocmite în ordinea recomandată pentru implementarea proiectului. În exemplele de opțiuni de calcul sunt considerate cele mai caracteristice în practica de proiectare. Studentul, având această procedură de calcule și concluzii, rezolvă în etape sarcinile specifice ale versiunii sale.

^ 2.1. Determinarea sarcinilor de proiectare în exploatație
În fermă există două tipuri de încărcături:


  1. constantă din greutatea proprie a structurilor de acoperire;

  2. zăpadă temporară, care poate fi atribuită doar pe termen scurt cu valoarea normativă completă.
Exemplul 1

Pentru a determina încărcare constantă   prin acoperirea greutății și temporare încărcare de zăpadă   (pentru tipul beskronny) pentru un design dat al acoperișului:

pe ferme există plăci de beton armat cu dimensiuni mari de 3x6 m; pe plăci - izolație de 10 cm grosime cu o greutate specifică de 6 kN / m 3; un șapă de asfalt cu o grosime de 20 mm și o greutate specifică de 18 kN / m 3; covor hidroizolant din 3 straturi de material de acoperis și strat protector de pietriș-bitum. Greutatea proprie a structurii și a obligațiunilor de 0,35 kN / m 2. Zona de zăpadă - IV.
Decizia.   Este convenabil să se determine mărimea încărcărilor calculate pe 1 m 2 (proiecție orizontală) a ariei de acoperire din greutatea proprie a structurii în formă tabelară (Tabelul 7).

Tabelul 7

n   (kN / m 2)
r   (kN / m 2)



Tip de încărcare

Factorul de siguranță al sarcinii g

1

Strat de protecție pietriș-bitumen h = 15mm

0,30

1,3

0,390

2

Covor de impermeabilizare cu 3 straturi

0,15

1,3

0,195

3

Șapă de asfalt h = 20mm

0,36

1,3

0,468

4

Izolație spumă h = 100 mm, g = 6,0 kN / m 3

0,60

1,3

0,780

5

poate placa PNS-4 0,3x3x6

1,27

1,1

1,4

6

Ferma Rafter

0,30

1,05

0,315

7

comunicare

0,05

1,05

0,052

în total,


3,03 kN / m 2

3,6 kN / m 2

8

temporar
^

- zăpada peste tot


1,5

1,4

2,1

numai

4,53 kN / m2

5,70 kN / m 2

Vizualizări