Назвать ребристой-рамной. При шарнирном сопряжении колец с ребрами необходима постановка связей между ребрами, при жестком связи не обязательны.

Основные расчетные положения

8.3.1 В соединениях листов настила на опорах и между собой распределение продольной силы между крепежными элементами принимается равномерным.

8.3.2 Прочность соединений настила с поперечными опорами проверяется по формуле (рисунок 15).

Рисунок 15 - Расчетные усилия в соединениях настила на опорах и в пролете

, (22)

где N_x и N_y - расчетные срезающие усилия на один крепежный элемент, направленные соответственно параллельно и перпендикулярно горизонтальной нагрузке;

ρ - расчетное растягивающее (отрывающее) усилие на один крепежный элемент или сварную точку при ветровом отсосе;

[ N₁ ] и [ ρ₁ ] - допускаемые усилия на один крепежный элемент соответственно при срезе и растяжении (отрыве).

Значения [ N₁ ] и [ ρ₁ ] определяются экспериментальным путем, и должны быть предоставлены производителем метизов крепления.

8.3.3 Прочность соединений профилированных листов настила между собой в пролете проверяется по формуле:

, (23)

где N - расчетная продольная сила, действующая на соединение;

n - число крепежных элементов;

m - коэффициент условия работы, принимаемый равным 0,9 для заклепочных соединений и 0,8 - для соединений на самонарезающих винтах.

8.3.4 В поперечных диафрагмах расчетные срезающие усилия на соединения можно определять как в однопролетной балке двутаврового сечения с гофрированной стенкой из профилированного настила и поясами в виде верхних поясов стропильных ферм или ригелей поперечных рам, расположенных по продольным краям этих диафрагм.

При изгибе диафрагм в своей плоскости допускается, что стенка из профилированного настила воспринимает только сдвигающие усилия, а верхние пояса ферм или ригелей испытывают дополнительное сжатие или растяжение (рисунок 16).

Погонное сдвигающее усилие в настиле от равномерно распределенной горизонтальной нагрузки q_r в плоскости диафрагмы определяется по формуле:

, (24)

Расчетная продольная сила, действующая на соединения листов настила между собой в поперечных диафрагмах, имеет вид:

, (25)

где e - шаг крепежных элементов.

Максимальное дополнительное усилие в верхних поясах ферм или ригелей на продольных краях этих диафрагм от нагрузки q_r равно:

, (26)

 

 

8.3.5 В продольных диафрагмах расчетные срезающие усилия на соединения настила определяются с учетом взаимных перемещений поперечных рам в направлении нагрузки согласно принятой расчетной схеме. По этой схеме каждая продольная диафрагма здания (отсека) рассматривается как неразрезная равнопролетная балка на упругоподатливых опорах, которыми являются поперечные рамы.

8.3.6 В зданиях (отсеках) со свободными торцами при действии горизонтальной нагрузки в плоскости одной из поперечных рам перемещение любой из них на уровне ригеля определяется по формуле:

, (27)

где - перемещение ригеля любой поперечной рамы i при нагружении рамы j эквивалентной силой Q, приложенной на уровне ее ригеля);

b₁ и b₂ - произвольные постоянные, определяемые по

; (28)

К - параметр единичной жесткости поперечных рам, равный горизонтальной силе на уровне ригеля, вызывающей его единичное перемещение в плоскости

С - сдвиговая жесткость участка продольной диафрагмы между смежными поперечными рамами

j и i - порядковые номера нагруженной и рассматриваемой рамы при нумерации от одного торца здания (отсека) к другому, начиная с i = 0.

При действии силы Q на поперечную раму, расположенную в середине длины здания (отсека), взаимное смещение нагруженной и ближайшей к ней поперечных рам можно записать как:

, (29)

где β₁ и β₂ - коэффициенты

Расчетные срезающие усилия в соединениях настила продольной диафрагмы принимаются в зависимости от значения максимальной сдвигающей силы

. (30)

В зданиях (отсеках) при действии сил Q на каждую поперечную раму смещение ригеля любой из них можно вычислить по формуле:

, (31)

где α₁ и α₂ - произвольные постоянные

В этом случае перемещение ригеля поперечной рамы в середине длины здания (отсека) является наибольшим и имеет вид:

, (32)

где β_m - коэффициент

8.3.7 Для расчетной оценки горизонтального прогиба диафрагм с профилированным настилом при изгибе в своей плоскости рекомендуется прямоугольные участки настила между несущими элементами, к которым он прикреплен, заменить крестовой решеткой из фиктивных стержней-связей, шарнирно соединенных с этими элементами

Условная площадь сечения этих стержней определяется из условия равенства сдвиговых жесткостей каждой связевой панели и соответствующего ей участка настила:

, (33)

где С и α - обозначения те же, что в формуле (21);

- длина рассматриваемого участка настила по диагонали;

E - модуль упругости стали.

При односторонней нагрузке крестовая решетка из фиктивных связей может быть заменена раскосной, у которой условная площадь растянутого раскоса равна F = 2 F_ус

Прогиб диафрагм в середине пролета от расчетных горизонтальных нагрузок может быть определен как прогиб эквивалентной связевой фермы с бесконечно жесткими поясами и деформируемой раскосной решеткой по формуле:

, (34)

где N_p - усилия в элементах решетки эквивалентной связевой фермы от расчетной нагрузки;

N₁ - усилия в тех же элементах от единичной нагрузки, приложенной к середине пролета фермы;

F - площадь сечения элементов решетки.

Конструктивные требования

8.4.1 Профилированный настил в составе диафрагм жесткости крепится на всех опорах в каждой волне.

8.4.2 Шаг точечных соединений профилированных листов настила между собой в пролете рекомендуется принимать постоянным, но не более 500 мм.

8.4.3 Конструкция опирания прогонов, поддерживающих настил в составе диафрагм, должна практически исключать возможное закручивание их опорных сечений

8.4.4 В диафрагмах не рекомендуется выполнять отверстия с размерами более 1,0 м. Расстояние от краев диафрагм до отверстия должно быть не менее b/4. Если размеры отверстия в диафрагме превышают 1 м, то при определении ее сдвиговой жесткости С по формуле (21) расчетная длина α снижается пропорционально соотношению площадей этого отверстия и рассматриваемого участка настила.

 

Билет №61 особенности расчета в проектировании большепролетных балочных систем.

Билет №62 Особенности расчета и проектирования большепролетных рамных систем.

Билет №63 Особенности расчета и проектирования большепролетных арочных систем.

Особенности расчета арок. Расчет нагрузок. При расчете арок учитываются постоянные (собственная масса арок, прогонов, связей, элементов покрытия) и временных (снег, ветер, технологическое оборудование и др.) нагрузки. При подсчете вертикальных нагрузок (собственная масса, снег) следует учитывать переменный угол наклона касательной к арке относительно горизонтали. Тогда нагрузка на погонный метр пролете арки g=g₀/cosα, где g₀ –интенсивность нагрузки на наклонной поверхности арки. Для снеговой нагрузки следует также учитывать неравномерность ее распределения на поверхности криволинейного покрытия. Наибольший интерес представляет ветровая нагрузка на арочное покрытие. В нормах характер ее распределения определяется аэродинамическим коэффициентом С₀ знак и величина которого существенно зависят от конфигурации и соотношений размеров здания. Таким образом, при расчете арочного покрытия необходимо рассмотреть все возможные варианты ветрового воздействия.

Определение усилий и проверка общей устойчивости. При определении усилий в элементах арочного покрытия (арки, прогоны и т.п) их обычно рассматривают как стержневые элементы и применяют известные методы строительной механики. На практике обычно размеры балансира задают конструктивно и делают проверку его несущей способности.

 

Билет №64 Особенности расчета и проектирования висячих систем

Висячими называются покрытия, в которых основные элементы пролетной несущей конструкции работают на растяжение. В растянутых элементах наиболее полно используют высокопрочные материалы, поскольку их несущая способность определяется прочностью, а не устойчивостью.

Однопоясные системы с гибкими нитями – покрытия представляют собой предварительно напряженные железобетонные оболочки, работающие на растяжение. Напряженной арматурой в них является система из гибких нитей, на которые во время монтажа укладывают сборные железобетонные плиты. В качестве гибких нитей обычно используют тросы или арматурные стержни. Напряжение оболочки осуществляют одним из следующих способов: замоноличиванием швов между плитами расширяющимся бетоном; натяжением тросов после укладки плит пригрузкой из специальной нагрузкой или домкратами с последующим замоноличиванием швов. После твердения бетона замоноличивания пригруз снимают, тросы обжимают железобетонные плиты и образовавшаяся железобетонная оболочка получает предварительное напряжение сжатия, позволяющее ей воспринимать растягивающие напряжения от внешних нагрзок и обеспечивающее общую жесткост конструкций. Несущая же способность оболочки обеспечивается работой тросов на растяжение.

Однопоясные системы с изгибно-жесткими нитями В покрытиях этой системы в качестве несущих элементов обычно используют криволинейные двутавры или ферым, хорошо работающие как на расятяжение, так и на изгиб. Их называют изгибно-жетскими нитями. Под действием внешней нагрузки они работают на растяжение с изгибом, причем для уменьшения изгиба от постоянной нагрузки кривую их провеса принимают по веревочной кривой от этой нагрузки или на время монтажа устраивают в них временные шарниры, превращая их гибкую нить. Перед завершением строительства временные шарниры замыкают, и на временные нагрузки они работают как изгибно-жесткие нити. При действии неравномерно распределенной нагрузки изгибно-жесткие нити начинают сильно сопротивлятся местному изгибу от кинематических перемещений, чем значительно уменьшают деформативность всего покрытия.

Двухпоясные системы. В покрытиях подобного типа имеются две ссистемы поясов: несущие пояса, имеющие выгиб вниз, и стабилизирующие пояса, имеющие выгиб вверх. Это делает систему мгновенно-жесткой, способность воспринимать нагрузки, действующие в двух различных направлениях (собственная масса покрытия и снег, действующие вниз, вызывают в несущем поясе растяжение, а в стабилизирующем – сжатие и отсос ветра, действующий вверх и вызывающий усислия в поясах обратного знака), независимо от жесткости кровли.

Седловидные напряжения сетки. Сетки покрытий, имеющие выгнутые вниз несущие тросы и выгнутые вверх стабилизирующие тросы, располагаются по поверхности двоякой кривизны (для постоянных сооружений чаще всего по поверхности гиперболического параболоида); такая форма поверхности позволяет предварительно напрягать сетку. Сетка двоякой кривизны по своей геометрической связности является мгновенно-жесткой системой и подобно двух поясным системам для устойчивости работы стабилизирующих тросов требует предварительного напряжения. Приближенный расчет напряженной сетки, имеющей форму гипара и закрепленной в недеформируемом опорном контуре, на действие внешней равномерно распределенной по покрытию нагрузки можно вести аналогично двух поясным системам исходя из пропорционального распределения нагрузки между несущими и стабилизирующими тросами по всему покрытию.

Металлические оболочки-мембраны. Мембранами называют тонкие оболочки, в работе которых изгибными напряжениями можно пренебречь. Главными преимуществами этих систем являются совмещение несущей и ограждающей функций и индустриальность изготовления. Изготовление на заводе полотнища оболочки доставляют на строительство в виде рулонов, из которых на месте собирают всю оболочку без применения лесов. Эта форма поверхности обеспечивает примерной равенство усилий в оболочке по всей ее поверхности, что дает возможность изготавливать ее из стального листа одинаковой толщины. Поэтому выбор формы поверхности и параметров оболочки имеет большое значение для обеспечения постоянства толщины оболочки по всей ее поверхности, что существенно упрощает ее изготовление.

Билет №65 Особенности расчета и проектирования пространственных структурных конструкций.

Формообразование пространственных конструкций можно представить как развитие плоскостных систем (балочных, рамных, арочных и т.п) путем усиления роли второстепенных элементов (прогонов, связей и т.п) и вовлечения их в работу основных несущих конструкций покрытия. Таким образом, например, балочная система превращается в так называемую структурную плиту, арочная-в оболочку, радиально-арочная-в купол и т.д. Пространственность работы таких конструкций, выражающаяся в возможности перераспределения усилий между элементами, обеспечивает их экономичность по расходу металла, повышает живучесть и надежность в работе.

Плоские сетчатые покрытия

Особенность расчета. Внешние нагрузки, действующие на структурную плиту, приводятся к узловым аналогично плоскостным конструкциям. Результаты расчета существенно зависят от заданных соотношений жесткостей элементов структуры. Поэтому его следует проводить метолом итераций, сопровождая статический расчет подбором сечений стержней. При этом помимо требований прочности и устойчивости стержней нужно учитывать дополнительные ограничения: наибольший прогиб всей системы, предельные гибкости элементов и минимальные калибры профилей, определяемые технологическими требованиями. Для некоторых стержней можно исключить два последних ограничения. Тогда в процессе итераций сечения этих стержней будут стремиться к нулю, и их следует удалить из системы. Например, это можно сделать для некоторых элементов нижнего пояса и решетки при опирании кровельных элементов в уровне верхнего пояса. Таким методом осуществляется структурная оптимизация стержневой плиты. При удалении «лишних» стержней необходимо следить, чтобы конструкция оставалась геометрически неизменяемой.

Сетчатые цилиндрические оболочки. Основными усилиями в такой конструкции будут усилия сжатия. При этом для обеспечения устойчивости оболочки требуется развитие ее поперечного сечения, однако высокая прочность металла способствует его уменьшению. Основными факторами, определяющими работу оболочки, являются конструкции опор и геометрическая форма сетки. Если опоры непрерывны и расположены вдоль образующих цилиндра, то оболочка работает как свод.

Купола. В большинстве случаев очертания купола принимается сферическим, что значительно упрощает его изготовление. По конструктивно-компоновочным признакам различают ребристые, сетчатые и панельные виды куполов. Ребристый купол представляет собой радиально-арочную систему, в которой главными несущими элементами являются ребра в виде полуарок, соединенные между собой внизу и вверху опорными кольцами. К аркам прикрепляются прогоны, поддерживающие кровлю. Связи обеспечивают пространственную жесткость несущего каркаса купола. Они устраиваются смежными полуарками, и их должно быть не менее двух на все покрытие.

Назвать ребристой-рамной. При шарнирном сопряжении колец с ребрами необходима постановка связей между ребрами, при жестком связи не обязательны.

 

Билет №66 Особенности расчета и проектирования каркасов многоэтажных зданий.

Общие сведения. Стальные каркасы многоэтажных зданий рассчитываются по несущей способности и жесткости. Проверка жесткости при действии ветровой нагрузки сводится к определению максимального прогиба каркаса, который не должен превышать 1/500 высоты здания, и проверке перекоса каркаса в отдельных этажах (панелях), который не должен превышать 1/300…1/700 от высоты этажа, в зависимости от материала стен и перегородок.

Расчет на вертикальную нагрузку. Балки при свободном опирании на колонны рассчитывают как однопролетные. Колонны в основном работают на центральное сжатие при полном загружении постоянными и временными нагрузками. Дополнительно надо проверить несущую способность колонн при одностороннем загружении их временной нагрузкой. В этом случае на уровне перекоытий к колоннам приложены внешние моменты М=Р_па_п - Р_ла_л. Расчетные значения моментов в колоннах и ригелях определяются из рассмотрения наиболее неблагоприятных комбинациях загружения данного и соседних ригелей как временной, так и постоянной нагрузкой.

Расчет на горизонтальную нагрузку Горизонтальную нагрузку воспринимают рамы, расположенные по всем рядам колонн (рамная система), или отдельные связи (связевая система). При рамной системе каркаса вся ветровая нагрузка распределяется между рамами пропорционально их жесткостям. Эта предпосылка учитывает пространственный характер работы каркаса, связанного жесткими горизонтальными дисками. Раму после определения горизонтальной нагрузки рассматривают как плоскую. Распространен приближенный расчет, при котором рама принимается как статически определимая в результате размещения шарниров посередине пролета балки и по середине высоты колонн в пределах каждого этажа. Ветровая нагрузка на отдельно стоящие вертикальные связи распределяется пропорционально их жесткостям. Если связи поставлены несимметрично, то необходимо учитывать дополнительные воздействия на них, получаемые от закручивания системы. В этом случае связи сместятся на одинаковое расстояние параллельно себе и дополнительно переместятся от поворота здания на некоторый угол. После определения нагрузок, действующих на связи, их рассчитывают как вертикальные фермы обычными методами статики.

 

Билет №67 О собенности расчета и проектирования листовых конструкций.

Листовые конструкции представляют сосбой емкостные сооружения, состоящие в основном из тонкостенных металлических оболочек и совмещающие несущие и ограждающие функции. Основная масса листовых конструкций по расчетной схеме относится к оболочкам и лишь небольшая часть их, анпример стенки плоских бункеров, относится к пластинкам. Все листовые конструкции имеют те или иные элементы жесткости, реббра, которые с точки зрения расчета представляют сосбой стержневые системы. В отбщем случае под действие внешних нагрузок Р в оболочках возникают нормальные училия N1 и N2, сдвигающие моменты М1 и М2, крутящие моменты М12 и М21, поперечные силы Q1 и Q2. Такое напряженное состояние называется моментным, и ему соответствует моментная теория расчета оболочек, в уровнении которой входят все указанные усилия.

 

Таким образом, при расчете тонкостенных оболочек листовых конструкций рассматривается как основное без моментное напряженное состояние, при этом определяющими несущую способность их являются нормальные меридиональные и кольцевые напряжения. То обстоятельство, что оболочки как емкостные конструкции преимущественно работают на осевое растяжение, позволяет наиболее полно использовать несущую способность стали.

 

Билет №68 Особенности расчета и проектирования высотных сооружений.

Высотными принято называть сооружения, высота которых намного превышает размер в поперечном сечении. По расчетно-конструктивной схемы все высотные сооружения могут быть разделены на два основных типа: башни и мачты. Башней называют высотные сооружения. Жестко закрепленное в основании, что достигается анкеровкой конструкций к фундаменту. Мачтой принято называть высотное сооружение, устойчивость положения которого обеспечивается системой оттяжек, раскрепляющих ствол в одном или несколько уровнях. В практике находят также применение комбинированные системы, представляющие собой конструкцию со стволом, жестко закрепленными в основании в одном или двух направлениях, и раскрепленную оттяжками по высоте. Для абсолютного большинства высотных сооружений доминирующей является ветровая нагрузка, к определению которой следует подходить особенно тщательно. Величина ветрового воздействия на сооружение зависит не только от скоростного напора, но и от формы и габаритов сооружения и отдельных его элементов. В соответствии с нормами ветровая нагрузка определяется как сумма средней (статической) и пульсационной (динамической) составляющих- W=Wm+Wp.

 

Билет №69 Особенности расчета и проектирования силосов и бункеров.

Бункера и силосы представляют собой емкости для хранения и перегрузки сыпучих материалов. Бункера и силосы рассчитываются на нагрузки от давления сыпучих материалов и от собственной массы конструкций, а также на нагрузки от снега и ветра и временные нагрузки на над бункерном перекрытии.

Бункера с плоскими стенами. Расчет обшивки воронки ведется лишь на нагрузки от засыпки. Влиянием собственной массы конструкций и атмосферными нагрузками пренебрегают. Трение засыпки о стенки обшивки в запас не учитывается. Засыпка создает вертикальную нагрузку и распор от нормального к наклонной плоскости грани давления.

Плоские стенки воронки рассчитывают на поперечный изгиб от давления засыпки как однопролетные пластинки большого прогиба, шарнирно опертые на горизонтальные ребра жесткости, с учетом цепных продольных растягивающих напряжений. Прогиб обшивки не должен превышать 1/50 расчетного пролета пластинки. Стенки воронок усиливаются горизонтальными ребрами жесткости. Ребра рассчитываются на изгиб как однопролетные шарнирно опертые балки от нормального к грани воронок равномерного давления от засыпки и на продольные растягивающие усилия от поперечных граней. Бункерные балки рассчитываются как однопролетные шарнирно опертые на равномерно распределенные нагрузки, определенные для середины пролета. Нагрузками в этом случае являются собственная масса конструкций, временные нагрузки на над бункерное перекрытие, масса заполнения и горизонтальный распор от него, воспринимаемый только поясами балок. Кроме этого в поясах возникают продольные растягивающие усилия от опорных реакций поперечных бункерных балок. Колонны бункера рассчитываются на нагрузки, передаваемые бункерными балками при максимальном заполнении бункера, а также на снеговые и ветровые нагрузки и нагрузки на над бункерном перекрытии.

Гибкие бункера. Гибкий или висячий бункер представляет собой длинную цилиндрическую незамкнутую оболочку с горизонтальной осью и направляющей – кубической параболой. Оболочка подвешена к двум продольным неразрезным несущим балкам, опирающимся на колонны, и работает преимущественно на растяжение от массы сыпучих материалов. В торцах бункеров устаивают жесткие вертикальные стенки –диафрагмы. Расчет колонн производится так же, как колонны бункеров с плоскими стенами. Их устойчивость обеспечивается продольными и поперечными балками бункеров, а также связями между ними.

Круглые бункера и силосы. Цилиндрическая оболочка корпуса рассчитывается на прочность и устойчивость по без моментной теории. Основной нагрузкой для нее является горизонтальное давление на стенку сыпучего материала. Кроме него в стенке возникает вертикальное сжимающее напряжение о массы сыпучего материала, передающееся через трение о стенки корпуса. В расчетах также учитываются собственная масса корпуса и крыши, масса технологического оборудования, снеговая и ветровая нагрузки, а также возможные температурные воздействия от суточного изменения температуры наружного воздуха. При расчете силосов учитывается дополнительный эффект, вызываемый образованием сводов в засыпке при их разгрузке. Неизменяемость круговых сечений цилиндрических оболочек обеспечивается кольцами жесткости. Опорные стойки круглых бункеров и силосов устанавливаются по окружности корпуса и рассчитывают на центральное сжатие. Кол-во стоек принимается равным от 4 до 8. Для обеспечения общей устойчивости корпуса между колоннами устанавливаются вертикальные связи, образующие в плане замкнутый корпус. Они рассчитываются на нагрузку от ветра.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: