Система связей

Система вертикальных и горизонтальных связей име­ет назначение: 1) обеспечить жесткость покрытия в це­лом; 2) придать устойчивость сжатым поясам ригелей поперечных рам; 3) воспринять ветровые нагрузки, дей­ствующие на торец здания; 4) воспринять тормозные усилия от мостовых кранов. Система связей работает совместно с основными элементами каркаса и повышает пространственную жесткость здания.

Рис. XIII.13. Схема де­формаций каркаса зда­ния от горизонтальных нагрузок и расчетные схемы

Вертикальные связи. При действии горизонтальных нагрузок в продольном направлении здания (ветер на торец, торможение кранов и т. д.) усилия воспринимают­ся продольной рамой, ригелем которой является покры­тие. Сопряжение между плитами покрытия и колоннами осуществляется через балки или фермы, обладающие малой жесткостью из своей плоскости. Поэтому при от­сутствии связей горизонтальная сила, приложенная к открытию, может привести к значительным деформаци­ям ригелей из их плоскости (рис. XIII.13,а), а горизон­тальная сила, приложенная к одной из колонн, может вызвать существенную деформацию данной колонны без передачи нагрузки на остальные колонны (рис. XIII. 13,б). Система вертикальных связей по линии колонн здания предусматривается для того, чтобы создать жесткое, геометрически изменяемое в продольном на­правлении покрытие.

Вертикальные связевые фермы из стальных уголков устанавливают в крайних пролетах блока между колон­нами и связывают железобетонными распорками или рас­порками из стальных уголков по верху колонн (рис. XIII.14,а). Решетка вертикальных связевых ферм для восприятия горизонтальных сил, действующих слева или справа, проектируется крестовой системы. При неболь­шой высоте ригеля на опоре (до 800 мм) и наличии опор­ного ребра, способного воспринять горизонтальную силу, продольные связи выполняют только в виде распорок по верху колонн. В этом случае стальные опорные листы ри­геля должны быть соединены сваркой с закладным лис­том колонны, рассчитанной на момент M = Wh и опор­ное давление F (см. рис. XIII.13,в). Вертикальные связи между колоннами из стальных уголков устанавливают в каждом продольном ряду в середине температурного блока. Эти связи приваривают к стальным закладным деталям колони.

Горизонтальные связи по нижнему поясу ригелей. Ветровая нагрузка, действующая на торец здания, вы­зывает изгиб колонн торцевой стены. Для уменьшения расчетного пролета этих колонн покрытие используют как горизонтальную опору (рис. XIII.13,г).

В зданиях большой высоты и со значительными пролетами рацио­нально создать горизонтальную опору для торцевой стены и в уровне нижнего пояса ригеля устройством гори­зонтальной связевой фермы (рис. ХШ.14,б).

Дополни­тельная опора для торцевой стены возможна также в ви­де горизонтальной фермы в уровне верха подкрановых балок. Горизонтальные связи по нижнему поясу выпол­няют из стальных уголков, образующих вместе с нижним поясом крайнего ригеля связевую ферму с крестовой решеткой.

Опорное давление горизонтальной связевой фермы передается через вертикальные связи на все ко­лонны блока и дальше на фундаменты и грунты основания.

Горизонтальные связи по верхнему поясу ригелей. Устойчивость сжатого пояса ригеля поперечной рамы из своей плоскости обеспечивается плитами покрытия, при­крепленными сваркой закладных деталей к ригелям. Чтобы уменьшить расчетный пролет сжатого пояса ригеля, по оси фо­наря устанавливают распорки, которые в крайних про­летах температурного блока прикрепляют к горизон­тальным фермам из стальных уголков (рис. XIII.14,в).

Рис. XIII.14. Схемы связей покрытия

а - вертикальные связи; б - горизонтальные связи по нижнему поя­су; в - то же, по верхнему поясу; г — связи фонаря

лекция 2

§ XIII.2. РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ

1. Расчетная схема и нагрузки

Поперечная рама одноэтажного каркасного здания испытывает действие постоянных нагрузок от массы по­крытия и различных временных нагрузок от снега, вертикального и горизонтального давления мостовых кранов, положительного и отрицательного давления ветра и др. (рис. XIII.19,а).

В расчетной схеме рамы соединение ригеля с колон­ной считается шарнирным, а соединение колонны с фун­даментами — жестким. Длину колонн принимают равной расстоянию от верха фундамента до низа ригеля. Цель расчета поперечной рамы — определить усилия в колон­нах и подобрать их сечения. Ригель рамы рассчитывают независимо как однопролетную балку, ферму или арку.

Постоянная нагрузка от массы покрытия передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля F. Эту нагрузку подсчитывают по соответствующей гру­зовой площади. Вертикальная нагрузка приложена по оси опоры ригеля и передается на колонну при привязке наружной грани колонны к разбивочной оси 250 мм с эксцентриситетом: в верхней надкрановой части е=0,25/2 =0.125 (при нулевой привязке);

в нижней подкрановой части e=(h₁—h₂)/2—0,125 (при нулевой привязке e=(h_l—h₂/2); при этом возникают моменты, равные M=Fe.

Рис. X1I1.I9. Расчетная схема поперечной рамы с кра­новыми нагрузками

Временная нагрузка от снега устанавливается в соответствии с географическим районом строительства и профилем покрытия. Она также передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля F и подсчитывавается по той же грузовой площади, что и нагрузка от массы покрытия.

Временная нагрузка от мостовых кранов определя­ется от двух мостовых кранов, работающих в сближен­ном положении.

Вертикальная нагрузка на колонну вычисляется по линиям влияния опорной реакции подкрановой балки, наибольшая ордината которой на опоре равна единице. Одна сосредоточенная сила от колера моста устанавли­вается на опоре, остальные силы располагаются в зависимости от типа крана. Максимальное давление на ко­лонну

при этом давление на колонну на противоположной сто­роне

Вертикальное давление от кранов передается через подкрановые балки на подкрановую часть колонны с экс­центриситетом, равным для крайней колонны

е=0,25 +λ—0,5 h_н„ (при нулевой привязке е=λ,—0,5 h_н), для средней колонны е=λ

(рис. XIII.19,в). Соответствующие моменты от крановой нагрузки

Горизонтальная нагрузка на колонну от торможения двух мостовых кранов, находящихся в сближенном положении, передается через подкрановую балку по тем же линиям влияния, что и вертикальное давление:

Временная ветровая нагрузка. устанавливается в зависимости от района и высоты здания на 1 м2 поверхности стен и фонаря.

С наветренной стороны действует положитель­ное давление, с подветренной - отрицательное. Стеновые панели передают ветровое давление на колонны в виде распределенной нагрузки p= ωa, где а — шаг колонн.

Неравномерную по высоте здания ветровую нагрузку приводят к равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке консоли.

Ветровое давление, действующее на фонарь и часть стены, расположенную выше колонн, передается в рас­четной схеме в виде сосредоточенной силы W.

2. Пространственная работа каркаса здания при крановых нагрузках

Покрытие здания из железобетонных плит, соединен­ных сваркой закладных деталей, представляет собой жесткую в своей плоскости горизонтальную связевую диафрагму. Колонны здания, объединенные горизонтальной связевой диафрагмой в по­перечные и продольные рамы, работают как единый про­странственный блок. Размеры такого блока в плане оп­ределяются расстояниями между температурными шва­ми (рис. XIII.20,а).

Нагрузки от массы покрытия, снега, ветра приложены повременно ко всем рамам блока, при этих нагрузках пространственный характер работы каркаса здания не проявляется и каждую плоскую раму можно рассчитывать в отдельности. Нагрузки же от мостовых кранов приложены лишь к двум-трем рамам блока, но благода­ря горизонтальной связевой диафрагме в работу включа­ется остальные рамы блока, происходит пространствен­ная работа.

Коэффициент C_dim характеризует пространственную, работу каркаса, состоящего из поперечных и продольных, рам и принимается равным при шаге 12 м С_dim=3,4; прн шаге 6м C_dim = 4..

Поперечную раму можно рассчитывать на крановые нагрузки с учетом пространственной работы каркаса здания ме­тодом перемещений с вве­дением к реакции от единич­ного смещения поперечной рамы коэффициента С_dim (рис. ХШ.21),

Дата добавления: 2014-01-05