Îmbinarea rigidă a grinzilor cu stâlpi formează un sistem de cadru (e).
Când grinzile sunt deblocate de sus, unitatea de susținere a structurii de deasupra are o nervură transversală cu un capăt frezat care iese în afară cu 15-25 mm, prin care presiunea este transmisă stâlpului (Fig. a, b, e). Mai puțin utilizat este proiectarea nodului, unde presiunea de sprijin este transmisă de marginea interioară a grinzii situată deasupra flanșei stâlpului (c, d). Dacă marginea transversală de sprijin a grinzilor de deasupra are un capăt proeminent (a, b, e), atunci presiunea de sprijin este transferată mai întâi pe placa de bază a capului stâlpului, apoi pe marginea de sprijin a capului, de la această margine - pe peretele coloanei (sau traversează în coloana de trecere (e) și apoi distribuită uniform pe secțiunea coloanei. Placa de bază a capului servește la transferul presiunii de la capetele grinzii la nervurile de susținere ale capului, prin urmare grosimea sa este determinată nu de calcul, ci de considerente de proiectare și este de obicei luată ca 16-25 mm. De pe placa de bază, presiunea este transmisă nervurilor de sprijin ale capului prin suduri orizontale, capetele nervurilor sunt atașate de placă.Piciorul acestor cusături este determinat de formulă
Când placa de bază este instalată pe capătul frezat al tijei stâlpului, se asigură că placa se potrivește complet pe marginea coloanei, iar presiunea de sprijin este transmisă prin contactul direct al suprafețelor, iar sudurile care atașează placa de bază sunt acceptate constructiv .
e) 
În plus, trebuie respectată o condiție care să asigure stabilitatea locală a nervurii de sprijin.
Partea inferioară a nervurilor de sprijin ale capului este întărită cu nervuri transversale care le împiedică să se răsucească în afara planului stâlpului cu o presiune neuniformă de la capetele grinzilor de deasupra, care decurg din inexactități în fabricare și instalare.
Din nervurile de sprijin, presiunea asupra peretelui coloanei este transmisă prin sudurile de filet. Pe baza acestui lucru, este necesară lungimea coastelor.
Lungimea estimată a cusăturilor în acest caz nu trebuie să depășească.
Marginile sunt, de asemenea, verificate pentru forfecare:
unde 2 este numărul de felii;
- grosimea peretelui stâlpului sau traversării stâlpului traversant.
La presiuni mari de sprijin, tensiunile de forfecare din perete depășesc rezistența de proiectare. În acest caz, măriți lungimea coastei sau luați un perete mai gros. Este posibilă creșterea grosimii peretelui numai la capul stâlpului (b). Această soluție reduce consumul de metal, dar este mai puțin avansată din punct de vedere tehnologic în producție.
Distribuția suplimentară a presiunii de la peretele coloanei, pe întreaga secțiune a tijei coloanei solide, este asigurată de cusături continue care leagă flanșele și peretele.
În coloanele traversante (d), presiunea din traversă este transmisă la ramurile stâlpului prin suduri de colț, al căror picior trebuie să fie cel puțin:
Capul stâlpului cu nervurile de susținere ale grinzilor situate deasupra stâlpilor stâlpului (c) este proiectat și calculat similar celui precedent, doar rolul nervurilor de susținere a capului îl îndeplinesc rafturile stâlpului. . Dacă presiunea din placa de cap este transmisă coloanei prin suduri (capătul coloanei nu este frezat), atunci piciorul sudurilor care atașează o flanșă a coloanei de placă este determinat din starea tăierii lor prin reacția de un fascicul:
,
unde este reacția de susținere a unei grinzi, este lățimea flanșei stâlpului.
Dacă capătul coloanei este frezat, atunci sudurile sunt acceptate structural cu un picior minim. Pentru a asigura transferul presiunii de sprijin pe toată lățimea nervurii de sprijin a grinzii cu o lățime mare a coardelor grinzilor și flanșe înguste ale stâlpilor, este necesar să se proiecteze o traversă lărgită (Fig. d). Se presupune în mod condiționat că presiunea lagărului de pe placă este transferată mai întâi complet la traversă, iar apoi de la traversă la flanșa stâlpului, în conformitate cu aceasta, se calculează îmbinările traversei de fixare pe placă și stâlp. Când structura este susținută pe stâlp dinspre lateral (e), reacția verticală este transmisă prin capătul planat al nervurii de susținere a grinzii până la capătul mesei de sprijin și de la acesta către flanșa stâlpului. Se presupune că grosimea mesei de susținere este cu 5-10 mm mai mare decât grosimea marginii de susținere a grinzii. Dacă reacția de susținere a grinzii nu depășește 200 kN, masa de susținere este formată dintr-un colț gros cu o flanșă tăiată, cu o valoare de reacție mai mare, masa este realizată dintr-o foaie cu capătul superior rindeluit. Fiecare dintre cele două cusături care atașează masa de stâlp este calculată pentru 2/3 din reacția de susținere, care ia în considerare posibila neparalelism a capetelor grinzii și a mesei, din cauza inexactităților de fabricație și, prin urmare, neuniforme. transfer de presiune între capete. Lungimea necesară a unei cusături de fixare a mesei este determinată de formula:
.
Uneori, masa este sudată nu numai de-a lungul rezervoarelor, ci și de-a lungul capătului inferior, în acest caz lungimea totală a cusăturii este determinată de o forță egală cu
Capul stâlpului servește ca suport pentru structurile de deasupra (grinzi, ferme) și distribuie sarcina concentrată asupra stâlpului uniform pe secțiunea transversală a tijei.
Legătura grinzilor cu stâlpi poate fi liberă și rigidă. Articulația transferă doar sarcini verticale (a, b, c, d, e).
Îmbinarea rigidă a grinzilor cu stâlpi formează un sistem de cadru (e).
Când grinzile sunt deblocate de sus, unitatea de susținere a structurii de deasupra are o nervură transversală cu un capăt frezat care iese în afară cu 15-25 mm, prin care presiunea este transmisă stâlpului (Fig. a, b, e). Mai puțin utilizat este proiectarea nodului, unde presiunea de sprijin este transmisă de marginea interioară a grinzii situată deasupra flanșei stâlpului (c, d). Dacă marginea transversală de sprijin a grinzilor de deasupra are un capăt proeminent (a, b, e), atunci presiunea de sprijin este transferată mai întâi pe placa de bază a capului stâlpului, apoi pe marginea de sprijin a capului, de la această margine - pe peretele coloanei (sau traversează în coloana de trecere (e) și apoi distribuită uniform pe secțiunea coloanei. Placa de bază a capului servește la transferul presiunii de la capetele grinzii la nervurile de susținere ale capului, prin urmare grosimea sa este determinată nu de calcul, ci de considerente de proiectare și este de obicei luată ca 16-25 mm.
De pe placa de bază, presiunea este transferată la nervurile de susținere a capului prin suduri orizontale, iar capetele nervurilor sunt atașate de placă.
Piciorul acestor cusături este determinat de formulă
.
Când placa de bază este instalată pe capătul frezat al tijei stâlpului, se asigură că placa se potrivește complet pe marginea coloanei, iar presiunea de sprijin este transmisă prin contactul direct al suprafețelor, iar sudurile care atașează placa de bază sunt acceptate constructiv .
Lățimea nervurii de sprijin este determinată de starea rezistenței la compresiune.
În plus, trebuie respectată o condiție care să asigure stabilitatea locală a nervurii de sprijin.
.
Partea inferioară a nervurilor de sprijin ale capului este întărită cu nervuri transversale care le împiedică să se răsucească în afara planului stâlpului cu o presiune neuniformă de la capetele grinzilor de deasupra, care decurg din inexactități în fabricare și instalare.
Din nervurile de sprijin, presiunea asupra peretelui coloanei este transmisă prin sudurile de filet. Pe baza acestui lucru, este necesară lungimea coastelor.
.
Lungimea estimată a cusăturilor în acest caz nu trebuie să depășească.
Marginile sunt, de asemenea, verificate pentru forfecare: 
,
unde 2 este numărul de felii;
- grosimea peretelui stâlpului sau traversării stâlpului traversant.
La presiuni mari de sprijin, tensiunile de forfecare din perete depășesc rezistența de proiectare. În acest caz, măriți lungimea coastei sau luați un perete mai gros. Este posibilă creșterea grosimii peretelui numai la capul stâlpului (b). Această soluție reduce consumul de metal, dar este mai puțin avansată din punct de vedere tehnologic în producție.
Distribuția suplimentară a presiunii de la peretele coloanei, pe întreaga secțiune a tijei coloanei solide, este asigurată de cusături continue care leagă flanșele și peretele.
În coloanele traversante (d), presiunea din traversă este transmisă la ramurile stâlpului prin suduri de colț, al căror picior trebuie să fie cel puțin:
.
Capul stâlpului cu nervurile de sprijin ale grinzilor situate deasupra flanșelor stâlpului (c) se proiectează și se calculează similar celui precedent, doar rolul nervurilor de sprijin ale capului îl îndeplinesc rafturile stâlpului. Dacă presiunea din placa de cap este transmisă coloanei prin suduri (capătul coloanei nu este frezat), atunci piciorul sudurilor care atașează o flanșă a coloanei de placă este determinat din starea tăierii lor prin reacția de un fascicul:
,
unde este reacția de susținere a unei grinzi, este lățimea flanșei stâlpului.
Dacă capătul coloanei este frezat, atunci sudurile sunt acceptate structural cu un picior minim. Pentru a asigura transferul presiunii de sprijin pe toată lățimea nervurii de sprijin a grinzii cu o lățime mare a coardelor grinzilor și flanșe înguste ale stâlpilor, este necesar să se proiecteze o traversă lărgită (Fig. d). Se presupune în mod condiționat că presiunea lagărului de pe placă este transferată mai întâi complet la traversă, iar apoi de la traversă la flanșa stâlpului, în conformitate cu aceasta, se calculează îmbinările traversei de fixare pe placă și stâlp. Când structura este susținută pe stâlp dinspre lateral (e), reacția verticală este transmisă prin capătul planat al nervurii de susținere a grinzii până la capătul mesei de sprijin și de la acesta către flanșa stâlpului. Se presupune că grosimea mesei de susținere este cu 5-10 mm mai mare decât grosimea marginii de susținere a grinzii. Dacă reacția de susținere a grinzii nu depășește 200 kN, masa de susținere este formată dintr-un colț gros cu o flanșă tăiată, cu o valoare de reacție mai mare, masa este realizată dintr-o foaie cu capătul superior rindeluit. Fiecare dintre cele două cusături care atașează masa de stâlp este calculată pentru 2/3 din reacția de susținere, care ia în considerare posibila neparalelism a capetelor grinzii și a mesei, din cauza inexactităților de fabricație și, prin urmare, neuniforme. transfer de presiune între capete. Lungimea necesară a unei cusături de fixare a mesei este determinată de formula:
.
Uneori, masa este sudată nu numai de-a lungul rezervoarelor, ci și de-a lungul capătului inferior, în acest caz lungimea totală a cusăturii este determinată de o forță egală cu
.
Legătura dintre grinzi și stâlpi poate fi gratuit(articulat) și greu. Cupla liberă transmite doar sarcini verticale. Cuplajul rigid formează un sistem de cadru capabil să absoarbă forțele orizontale și să reducă momentul de proiectare în grinzi. În acest caz, grinzile se învecinează cu stâlpul din lateral.
Cu împerechere liberă, grinzile sunt plasate deasupra stâlpului, ceea ce asigură o instalare ușoară.
În acest caz, capul stâlpului este format dintr-o placă și nervuri care susțin placa și transferă sarcina pe tija stâlpului (fig.).
Dacă sarcina este transferată pe stâlp prin capetele frezate ale nervurilor de susținere ale grinzilor situate aproape de centrul stâlpului, atunci placa de cap este susținută de jos de nervuri care trec pe sub nervurile de susținere ale grinzilor (Fig. a). și b).
Orez. Capetele stâlpilor când grinzile sunt susținute de sus
Nervurile capului sunt sudate la placa de bază și la ramurile coloanei cu o tijă de trecere sau pe peretele coloanei cu o tijă solidă. Cusăturile care atașează nervura capului de placa trebuie să reziste la presiunea maximă asupra capului. Verificați-le conform formulei
. (8)
Înălțimea nervurii capului este determinată de lungimea necesară a cusăturilor care transferă sarcina pe tija coloanei (lungimea cusăturilor nu trebuie să depășească 85∙β w ∙k f:
. (9)
Grosimea nervurii capului este determinată din starea de rezistență la prăbușire sub presiune de sprijin deplină
, (10)
unde este lungimea suprafeței zdrobite, egală cu lățimea muchiei de susținere a grinzii plus două grosimi ale plăcii capului stâlpului.
După ce ați atribuit grosimea coastei, ar trebui să o verificați pentru o tăietură folosind formula:
. (11)
Cu grosimi mici ale pereților canalelor coloanei de trecere și pereții unei coloane solide, acestea trebuie verificate și pentru o tăietură în locul în care sunt atașate nervurile. Este posibil să faceți peretele mai gros în înălțimea capului.
Pentru a rigidiza nervurile care susțin placa de bază și pentru a întări pereții tijei coloanei împotriva flambajului în punctele de transmitere a sarcinilor mari concentrate, nervurile verticale care primesc sarcina sunt încadrate de jos cu nervuri orizontale.
Placa de bază a capului transferă presiunea de la structura de deasupra la nervurile capului și servește la fixarea grinzilor pe stâlpi cu șuruburi de montare care fixează poziția de proiectare a grinzilor.
Grosimea plăcii de bază este adoptată constructiv în intervalul 20-25 mm.
Cu un capăt de coloană frezat, presiunea de la grinzi este transmisă prin placa de bază direct la nervurile capului. În acest caz, grosimea cusăturilor care leagă placa cu nervurile, precum și cu ramurile stâlpului, este atribuită constructiv.
Dacă grinda este atașată pe stâlp din lateral (fig.), reacția verticală se transmite prin marginea de susținere a grinzii către masa sudată pe flanșele stâlpului. Capătul marginii de susținere a grinzii și marginea superioară a mesei sunt atașate. Grosimea mesei este luată cu 20-40 mm mai mult decât grosimea marginii de susținere a grinzii.
Orez. Sprijinirea unei grinzi pe un stâlp din lateral
Este recomandabil să sudați masa la coloană pe trei laturi.
Pentru a preveni agățarea grinzii de șuruburi și ferm pe masa de susținere, nervurile de sprijin ale grinzii sunt atașate de tija coloanei cu șuruburi, al căror diametru ar trebui să fie cu 3-4 mm mai mic decât diametrul găurilor.
Cursul 13
Ferme. Caracteristici generale și clasificare
Ferma - un sistem de tije interconectate la noduri și formând o structură geometrică neschimbătoare. Fermele sunt plate (toate tijele se află în același plan) și spațiale.
apartament fermele (Fig. a) pot suporta doar sarcina aplicată în planul lor și trebuie să fie asigurate din planul lor cu bretele sau alte elemente. Ferpile spațiale (Fig. b, c) formează o grindă spațială rigidă capabilă să absoarbă o sarcină care acționează în orice direcție. Fiecare față a unei astfel de bare este o ferme plată. Un exemplu de fascicul spațial este o structură de turn (Fig. d).
Orez. Ferme plate (a) și spațiale (b, c, d).
Elementele principale ale fermelor sunt curelele care formează conturul fermei și zăbrelele, formate din bretele și rafturi (Fig.).
1 - centura superioara; 2 - centura inferioară; 3 - bretele; 4 - rack
Orez. Elemente de ferme
Distanța dintre nodurile centurii se numește panou ( d ), distanța dintre suporturi - deschidere ( l ), distanța dintre axele (sau fețele exterioare) coardelor - înălțimea fermei ( h f).
Coardele truss lucrează în principal asupra forțelor longitudinale și momentului (asemănător coardelor grinzilor solide); zăbrelele de zăbrele percepe în principal forța transversală.
Conexiunile elementelor în noduri se realizează prin adiacența directă a unor elemente cu altele (Fig. a) sau folosind ghișeele nodale (Fig. b). . Pentru ca tijele de ferme să lucreze în principal asupra forțelor axiale, iar influența momentelor să fie neglijată, elementele de ferme sunt centrate de-a lungul axelor care trec prin centrele de greutate.
a - cu adiacența directă a elementelor de rețea cu centura;
b - la conectarea elementelor cu ajutorul unui gusset
Orez. Nodurile fermei
Fermele sunt clasificate în funcție de schema statică, conturul benzilor, sistemul de zăbrele, metoda de conectare a elementelor la noduri, mărimea forței în elemente. Conform schemei statice fermele sunt (Fig.): grindă (tăiată, continuă, cantilever), arcuită, cadru și strâns.
Grinda tăiată sistemele (Fig.a) sunt utilizate în acoperirile clădirilor, podurilor. Sunt ușor de fabricat și instalat, nu necesită unități de sprijin complexe, dar sunt foarte consumatoare de metal. Cu deschideri mari (mai mult de 40 m), sarpantele despicate se dovedesc a fi supradimensionate și trebuie asamblate din elemente separate în timpul instalării. Cu numărul de trave care trebuie acoperite, se folosesc două sau mai multe continuu ferme (fig. b). Sunt mai economice din punct de vedere al consumului de metal și au o rigiditate mai mare, ceea ce face posibilă reducerea înălțimii lor. Dar în timpul așezării suporturilor apar forțe suplimentare în ferme continue, prin urmare, utilizarea lor cu baze slabe de tasare nu este recomandată. În plus, instalarea unor astfel de structuri este complicată.
a - tăierea fasciculului; 6 - fascicul continuu; c, e - consola;
g - cadru; d - arcuit; g - brazat; h - combinat :
Orez. Sisteme de truss
Consolă fermele (Fig. c, e) sunt folosite pentru magazii, turnuri, suporturi ale liniilor electrice aeriene. cadru sistemele (Fig. e) sunt economice din punct de vedere al consumului de oțel, au dimensiuni mai mici, dar sunt mai greu de montat.Utilizarea lor este rațională pentru clădirile cu deschidere mare. Aplicație arcuit sisteme (Fig. e), deși economisește oțel, duce la creșterea volumului încăperii și a suprafeței structurilor de închidere.Utilizarea acestora se datorează în principal cerințelor arhitecturale. ÎN tirant ferme (fig. g) toate tijele funcționează numai în tensiune și pot fi realizate din elemente flexibile, precum cablurile de oțel. Întinderea tuturor elementelor unor astfel de ferme se realizează prin alegerea conturului coardelor și a zăbrelei, precum și prin crearea unei pretensionări. Lucrul numai în tensiune vă permite să utilizați pe deplin proprietățile de înaltă rezistență ale oțelului, deoarece problemele de stabilitate sunt eliminate. Ferpile cu brațe sunt raționale pentru podele cu deschidere mare și în poduri. De asemenea, se folosesc sisteme combinate, constând dintr-o grindă întărită de jos cu o ferme sau bretele, sau de sus cu o arcadă (Fig. h). Aceste sisteme sunt usor de fabricat (datorita numarului mai mic de elemente) si sunt eficiente in structurile grele, precum si in structurile cu sarcini in miscare. Utilizarea sistemelor combinate este foarte eficientă la întărirea structurilor, de exemplu, întărirea unei grinzi, cu o capacitate portantă insuficientă, cu o ferme sau bare.
Depinzând de contururile centurii fermele sunt împărțite în segmente, poligonale, trapezoidale, cu centuri paralele și triunghiulare (Fig.).
Cea mai economica din punct de vedere al consumului de otel este sarpanta, conturata de diagrama momentelor. Pentru un sistem de grinzi cu o singură travă cu o sarcină distribuită uniform, aceasta este segmentare ferme cu o centură parabolică (Fig. a ). Cu toate acestea, conturul curbiliniu al curelei crește complexitatea producției, astfel încât astfel de ferme nu sunt practic utilizate în prezent.
Mai acceptabil este poligonal contur (fig. b) cu o fractură a centurii la fiecare nod. Corespunde suficient de strâns formei parabolice a diagramei momentelor, nu necesită fabricarea elementelor curbilinie. Astfel de ferme sunt uneori folosite pentru a acoperi deschideri mari și în poduri.
a - segmentar; b - poligonală; în - trapezoidal; g - cu curele paralele; e, f, g și - triunghiular
Orez. Contururile curelei de truss:
Ferme trapezoidal contururile (Fig. c) au avantaje structurale în primul rând datorită simplificării nodurilor. În plus, utilizarea unor astfel de ferme în acoperire vă permite să aranjați un ansamblu de cadru rigid, ceea ce crește rigiditatea cadrului.
Ferme cu curele paralele (Fig. d) au lungimi egale ale elementelor de rețea, aceeași schemă de noduri, cea mai mare repetabilitate a elementelor și părților și posibilitatea unificării lor, ceea ce contribuie la industrializarea fabricării lor.
Ferme triunghiular contururile (Fig. e, f, g, i) sunt raționale pentru sistemele cantilever, precum și pentru sistemele de grinzi cu o sarcină concentrată la mijlocul travei (fermi de căpriori). Cu o sarcină distribuită, fermele triunghiulare au un consum crescut de metal. În plus, au o serie de defecte de design. Nodul suport ascutit este complex si permite doar articularea cu coloane. Bretele din mijloc se dovedesc a fi extrem de lungi, iar secțiunea lor transversală trebuie selectată în funcție de flexibilitatea maximă, ceea ce provoacă un consum excesiv de metal.
Cum sunt conectate elementeleîn nodurile fermei sunt împărțite în sudate și cu șuruburi. În structurile realizate înainte de anii 50 se foloseau și îmbinări nituite. Principalele tipuri de ferme sunt sudate. Conexiunile cu șuruburi, de regulă, pe șuruburi de înaltă rezistență sunt utilizate în unitățile de montare.
Prin efort maxim distingeți condiționat ferme ușoare cu secțiuni de elemente de profile simple laminate sau îndoite (cu eforturi în tije N< 3000 kN) și ferme grele cu secțiuni compozite (N> 3000 kN).
Eficiența fermelor poate fi crescută prin precomprimarea acestora.
Sisteme cu zăbrele
Sistemele de grile utilizate în ferme sunt prezentate în fig.
a - triunghiular; b - triunghiular cu rafturi; c, d - diagonala; d - sprengelnaya; e - cruce; g - cruce; și - rombic; k - semi-diagonală
Orez. Sisteme cu zăbrele
Alegerea tipului de grătar depinde de schema de aplicare a sarcinii, de contururile coardelor și de cerințele de proiectare. Pentru a asigura compactitatea nodurilor, este de dorit ca unghiul dintre bretele și coardă să fie între 30...50 0 .
sistem triunghiular rețeaua (Fig. a) are cea mai mică lungime totală de elemente și cel mai mic număr de noduri. Sunt ferme cu ascendentȘi Descendentă bretele de sprijin.
În locurile în care se aplică sarcini concentrate (de exemplu, în locurile în care sunt susținute grinzile de acoperiș), pot fi instalate rafturi sau suspensii suplimentare (Fig. b). Aceste rafturi servesc și la reducerea lungimii calculate a curelei. Rafturile și suspensiile funcționează numai pentru încărcare locală.
Dezavantajul rețelei triunghiulare este prezența unor bretele lungi comprimate, care necesită un consum suplimentar de oțel pentru a le asigura stabilitatea.
ÎN oblic zăbrele (Fig. c, d), toate bretele au eforturi de un semn, iar rafturi - de altul. Rețeaua diagonală este mai intensă în metal și mai multă muncă în comparație cu cea triunghiulară, deoarece lungimea totală a elementelor rețelei este mai mare și există mai multe noduri în ea. Utilizarea unei zăbrele înclinate este recomandabilă pentru înălțimi mici de ferme și sarcini nodale mari.
Sprengelnaya grătarul (Fig. e) este utilizat pentru aplicarea în afara amplasamentului a sarcinilor concentrate pe coardă superioară și, de asemenea, dacă este necesar, pentru a reduce lungimea estimată a coardei. Este mai intensivă în muncă, dar poate oferi o reducere a consumului de oțel.
Cruce zăbrele (Fig. e) este utilizată atunci când sarcina pe ferme este aplicată atât într-o direcție, cât și în cealaltă direcție (de exemplu, sarcina vântului). În fermele cu curele din taur, puteți aplica cruce zăbrele (fig. g) din colțuri unice cu fixare de bretele direct pe peretele tee-ului.
RombicȘi semi-diagonală grătarele (Fig. i, j) datorită a două sisteme de bretele au rigiditate ridicată; aceste sisteme sunt folosite in poduri, turnuri, catarge, comunicatii pentru a reduce lungimea estimata a tijelor.
Tipuri de secțiuni de truss rods
În ceea ce privește consumul de oțel pentru truss rods comprimat, cea mai eficientă este o secțiune tubulară cu pereți subțiri (Fig. a). O țeavă rotundă are cea mai favorabilă distribuție a materialului pentru elementele comprimate în raport cu centrul de greutate și, cu o secțiune transversală egală cu alte profile, are cea mai mare rază de rotație (i ≈ 0,355d), aceeași în toate direcțiile , ceea ce face posibilă obținerea unei lansete cu cea mai mică flexibilitate. Utilizarea țevilor în ferme economisește oțel cu până la 20 ... 25%.
Orez. Tipuri de secțiuni ale elementelor formelor ușoare
Un mare avantaj al tuburilor rotunde este raționalizarea bună. Din acest motiv, presiunea vântului asupra lor este mai mică, ceea ce este deosebit de important pentru structurile înalte deschise (turnuri, catarge, macarale). Înghețul și umezeala nu rămân pe țevi, deci sunt mai rezistente la coroziune, sunt ușor de curățat și vopsit. Toate acestea măresc durabilitatea structurilor tubulare. Pentru a preveni coroziunea, cavitățile interne ale țevii trebuie sigilate.
Secțiunile dreptunghiulare îndoite-închise (Fig. b) fac posibilă simplificarea joncțiunilor elementelor. Cu toate acestea, fermele din profile îndoite-închise cu îmbinări teșite necesită o precizie ridicată de fabricație și pot fi realizate numai la fabrici specializate.
Până de curând, fermele ușoare erau proiectate în principal din două colțuri (Fig. c, d, e, f). Astfel de secțiuni au o gamă largă de zone, sunt convenabile pentru construirea de noduri pe gușe și atașarea structurilor adiacente fermelor (grinzi, panouri de acoperiș, legături). Un dezavantaj semnificativ al unei astfel de forme constructive sunt; un număr mare de elemente cu dimensiuni diferite, un consum semnificativ de metal pentru garnituri și garnituri, intensitate mare a muncii de fabricație și prezența unui spațiu între colțuri, care contribuie la coroziune. Tijele cu o secțiune transversală a două colțuri formate dintr-o marcă nu sunt eficiente atunci când se lucrează în compresie.
Cu un efort relativ mic, truss rods pot fi realizate din colțuri unice (Fig. g). O astfel de secțiune este mai ușor de fabricat, în special cu noduri teșite, deoarece are mai puține piese de asamblare și nu are fante închise pentru curățare și vopsire.
Utilizarea fermelor Taurus pentru curele (Fig. i) face posibilă simplificarea semnificativă a nodurilor. Într-o astfel de ferme, colțurile bretelor și stâlpilor pot fi sudate direct pe peretele mărcii fără ghișe. Acest lucru reduce numărul de piese de asamblare la jumătate și reduce complexitatea producției:
În cazul în care centura de ferme funcționează, în plus față de forța axială și în îndoire (cu transfer de sarcină în afara nodului), o secțiune a unei grinzi în I sau două canale este rațională (Fig. k, l).
Destul de des, secțiunile elementelor de ferme sunt preluate din diferite tipuri de profile: curele din grinzi în I, o zăbrele din profile îndoite-închise sau curele din teuri, o zăbrele din colțuri pereche sau singure. O astfel de soluție combinată se dovedește a fi mai rațională.
Elementele comprimate ale fermelor ar trebui să fie proiectate la fel de stabil în două direcții reciproc perpendiculare. Cu aceleași lungimi calculate l x= l y această condiție este îndeplinită de secțiuni de țevi rotunde și profile pătrate îndoite-închise /.
La fermele din colțuri pereche, razele de inerție apropiate (i x ≈ i y) au colțuri inegale, așezate cu rafturi mari împreună (Fig. d). Dacă lungimea calculată în planul fermei este de două ori mai mică decât cea din plan (de exemplu, în prezența unui Srengel), este rațional să existe o secțiune de colțuri inegale trase împreună de rafturi mici (Fig. e) , deoarece în acest caz i y ≈ 2i x.
Tijele fermelor grele se deosebesc de cele ușoare prin secțiuni mai puternice și mai dezvoltate, formate din mai multe elemente (Fig.).
Orez. Tipuri de secțiuni ale elementelor de ferme grele
Determinarea lungimii efective a truss rods
Capacitatea portantă a elementelor comprimate depinde de lungimea lor efectivă:
l ef = µ× l, (1)
Unde c - factor de reducere a lungimii, în funcție de metoda de fixare a capetelor tijei;
l- lungimea geometrică a tijei (distanța dintre centrele nodurilor sau punctele de fixare de la deplasare).
Nu știm dinainte în ce direcție tija se va catarama la pierderea stabilității: în planul fermei sau în direcția perpendiculară. Prin urmare, pentru elementele comprimate, este necesar să se cunoască lungimile efective și să se verifice stabilitatea în ambele direcții. Tijele de tensionare flexibile se pot lăsa sub propria greutate, sunt ușor deteriorate în timpul transportului și instalării și pot vibra sub sarcini dinamice, astfel încât flexibilitatea lor este limitată. Pentru a verifica flexibilitatea, este necesar să se cunoască și lungimea calculată a barelor tensionate.
Pe exemplul unei ferme de ferme a unei clădiri industriale cu un felinar (Fig.), Să luăm în considerare metodele de determinare a lungimilor estimate. Între noduri poate să apară o posibilă curbură a coardelor armatei cu pierderea stabilității în planul acesteia (Fig. a).
Prin urmare, lungimea calculată a centurii în planul fermei este egală cu distanța dintre centrele nodurilor (μ = 1). Forma de flambaj din planul fermeiului depinde de punctele în care coarda este asigurată împotriva deplasării. Dacă de-a lungul centurii superioare sunt așezate panouri de metal rigid sau de beton armat, sudate sau înșurubate pe centură, atunci lățimea acestor panouri (de obicei egală cu distanța dintre noduri) determină lungimea estimată a centurii. Dacă o pardoseală profilată este utilizată ca acoperire pentru acoperiș, atașată direct de centură, atunci centura este asigurată împotriva flambajului pe toată lungimea. La acoperișuri de-a lungul panelor, lungimea calculată a centurii de la planul fermei este egală cu distanța dintre pane, fixată din deplasarea în plan orizontal. Dacă pistele nu sunt asigurate cu legături, atunci acestea nu pot împiedica deplasarea centurii de ferme, iar lungimea estimată a centurii va fi egală cu întreaga deschidere a fermei. Pentru ca curelele să securizeze centura, este necesar să se pună legături orizontale (Fig. b) și să se conecteze la acestea. Distanțiere trebuie plasate pe zona de acoperire de sub lanternă.
A - deformarea coardei superioare în caz de pierdere a stabilității în planul fermei; b, c - la fel, din planul fermei; d - deformari ale retelei
Orez. Pentru a determina lungimile efective ale elementelor de ferme
Astfel, lungimea calculată a coardei din planul fermei este în general egală cu distanța dintre punctele fixate de deplasare. Panourile de acoperiș, grinzile, legăturile și distanțierele pot servi ca elemente care fixează centura. În timpul instalării, atunci când elementele de acoperiș nu au fost încă instalate pentru a securiza ferme, se pot folosi bretele sau distanțiere temporare din planul lor.
La determinarea lungimii efective a elementelor de rețea, se poate lua în considerare rigiditatea nodurilor. Când stabilitatea este pierdută, elementul comprimat tinde să rotească nodul (Fig. d). Barele adiacente acestui nod rezistă la îndoire. Tijele de tensionare oferă cea mai mare rezistență la rotația nodului, deoarece deformarea lor de la îndoire duce la o reducere a distanței dintre noduri, în timp ce această distanță ar trebui să crească față de forța principală. Tijele comprimate, pe de altă parte, rezistă slab la îndoire, deoarece deformațiile din rotație și forța axială sunt direcționate într-o direcție și, în plus, ele însele își pot pierde stabilitatea. Astfel, cu cât tijele mai întinse se învecinează cu nodul și cu atât sunt mai puternice, adică. cu cât rigiditatea lor liniară este mai mare, cu atât gradul de ciupire a tijei avute în vedere este mai mare și lungimea estimată a acesteia este mai mică. Efectul tijelor comprimate asupra ciupitului poate fi neglijat.
Cureaua comprimată este strânsă slab la noduri, deoarece rigiditatea liniară a elementelor rețelei întinse adiacente nodului este scăzută. Prin urmare, la determinarea lungimii estimate a curelelor, nu am ținut cont de rigiditatea nodurilor. La fel și pentru bretele de susținere și suporturi. Pentru ei, lungimile calculate, ca și pentru curele, sunt egale cu cele geometrice, adică. distanța dintre centrele nodurilor.
Pentru alte elemente de zăbrele se adoptă următoarea schemă. În nodurile centurii superioare, majoritatea elementelor sunt comprimate, iar măsura ciupitului este mică. Aceste noduri pot fi considerate cu balamale. În nodurile centurii inferioare, majoritatea elementelor convergente în nod sunt întinse. Aceste noduri sunt rezistente.
Gradul de ciupire depinde nu numai de semnul forțelor tijelor adiacente elementului comprimat, ci și de proiectarea ansamblului. În prezența unui gușon care strânge nodul, ciupirea este mai mare, prin urmare, conform normelor, în ferme cu ghișee nodale (de exemplu, din colțuri pereche), lungimea estimată în planul fermeiului este de 0,8 × l, și în ferme cu elemente alăturate capăt la capăt, fără ghișee nodale - 0,9 × l .
În caz de pierdere a stabilității din planul fermei, gradul de ciupire depinde de rigiditatea la torsiune a coardelor. Grenurile sunt flexibile din planul lor și pot fi considerate balamale pentru frunze. Prin urmare, în sarpante cu noduri pe gușe, lungimea calculată a elementelor rețelei este egală cu distanța dintre noduri. l 1 . La sarpante cu curele din profile închise (tevi rotunde sau dreptunghiulare) cu rigiditate la torsiune mare, factorul de reducere a lungimii efective poate fi luat egal cu 0,9.
Tabelul prezintă lungimile calculate ale elementelor pentru cele mai frecvente cazuri de ferme plate.
Tabel - Lungimi estimate ale elementelor de ferme
Notă. l- lungimea geometrică a elementului (distanța dintre centrele nodurilor); l 1 - distanța dintre centrele nodurilor fixate de la deplasarea față de planul fermei (benzi, legături, plăci de podea etc.).
Selectarea secțiunii elementelor comprimate și tensionate
Selectarea secțiunii elementelor comprimate
Selectarea secțiunilor elementelor de ferme comprimate începe cu determinarea zonei necesare din condiția de stabilitate
, (2)
.
1) Se poate lua în prealabil pentru curele de ferme ușoare l = 60 - 90 și pentru zăbrele l = 100 - 120. Valorile mai mari de flexibilitate sunt acceptate cu mai puțin efort.
2) În funcție de suprafața necesară, se selectează un profil adecvat din sortiment, se determină caracteristicile geometrice reale ale acestuia A, i x, i y.
3) Aflați l x = l x / i x și l y = l y/eu y , pentru o mai mare flexibilitate, specificați coeficientul j.
4) Efectuați o verificare a stabilității conform formulei (2).
Dacă flexibilitatea tijei a fost stabilită incorect preliminar și testul a evidențiat o suprasolicitare sau o subsolicitare semnificativă (mai mult de 5-10%), atunci secțiunea este corectată, luând o valoare intermediară a flexibilității între valoarea predeterminată și cea reală. De obicei, a doua aproximare atinge scopul.
Notă. Stabilitatea locală a elementelor comprimate din secțiuni laminate poate fi considerată asigurată, deoarece din condițiile de rulare grosimea raftului și a pereților profilelor este mai mare decât cea cerută din condițiile de stabilitate.
Atunci când alegeți tipul de profile, trebuie amintit că o secțiune rațională este aceea care are aceeași flexibilitate atât în plan, cât și în afara planului fermei (principiul stabilității egale), prin urmare, la atribuirea profilelor, este necesar să se acorde atenție raportului lungimii efective. De exemplu, dacă proiectăm o fermă din colțuri și lungimile calculate ale elementului în plan și din plan sunt aceleași, atunci este rațional să alegem colțuri inegale și să le punem împreună în rafturi mari, deoarece în acest caz i x ≈ i y , iar când l x= l y λ x ≈ λ y . Dacă lungimea efectivă din plan l y este de două ori lungimea efectivă în plan l x (de exemplu, centura superioară în zona de sub felinar), atunci o secțiune din două colțuri inegale puse împreună de rafturi mici va fi mai rațională, deoarece în acest caz i x ≈ 0,5 × i y și cu l x=0,5× l y λ x ≈ λ y . Pentru elementele de zăbrele la l x=0,8× l y cea mai rațională va fi o secțiune de unghiuri de raft egal. Pentru coardele de ferme, este mai bine să proiectați o secțiune de unghiuri inegale, asamblate prin rafturi mai mici, pentru a oferi o rigiditate mai mare din plan la ridicarea fermei.
Secțiunea Selectarea elementelor de tracțiune
Aria secțiunii transversale necesară a tijei întinse este determinată de formulă
. (3)
Apoi, în funcție de sortiment, este selectat un profil care are cea mai apropiată valoare de suprafață mai mare. În acest caz, nu este necesară verificarea secțiunii acceptate.
Selectarea secțiunii tijelor pentru o flexibilitate maximă
Elementele truss ar trebui să fie proiectate, de regulă, din tije rigide. Rigiditatea este deosebit de importantă pentru elementele comprimate, a căror stare limită este determinată de pierderea stabilității. Prin urmare, pentru elementele comprimate ale fermelor din SNiP, cerințele pentru flexibilitate finală sunt mai stricte decât în documentele de reglementare străine. Flexibilitatea maximă pentru elementele comprimate ale fermelor și conexiunilor depinde de scopul tijei și de gradul de încărcare a acesteia: , unde N - forța de proiectare, j × R y × g c - capacitatea portantă.
De asemenea, barele de tensionare nu trebuie să fie prea flexibile, mai ales atunci când sunt supuse unor sarcini dinamice. Sub sarcini statice, flexibilitatea elementelor de tensionare este limitată numai în plan vertical. Dacă elementele de tensiune sunt precomprimate, atunci flexibilitatea lor nu este limitată.
Un număr de tije ușoare au forțe scăzute și, prin urmare, solicitări scăzute. Secțiunile acestor tije sunt selectate în funcție de flexibilitatea maximă. Astfel de tije includ de obicei stâlpi suplimentari într-o zăbrele triunghiulară, bretele în panourile din mijloc ale fermelor, elemente de contravântuire etc.
Cunoscând lungimea calculată a tijei l ef și valoarea flexibilității finale l pr, determinăm raza de rotație necesară i tr = l ef/l tr. Potrivit acestuia, în sortiment, selectăm secțiunea care are cea mai mică suprafață.
Coloanele servesc pentru a transfera sarcina de la structurile de deasupra prin fundație la sol. În funcție de modul în care sarcina este aplicată stâlpului, se disting coloanele comprimate central, comprimate excentric și comprimate-îndoite. Coloanele comprimate central lucrează pe o forță longitudinală aplicată de-a lungul axei coloanei și provoacă o comprimare uniformă a secțiunii sale transversale. Coloanele comprimate excentric și coloanele îndoite-comprimate, pe lângă compresia axială din forța longitudinală, lucrează și la îndoire din moment.
Coloanele sunt formate din trei părți principale: tijă , care este principalul element portant al coloanei; capac , care servește drept suport pentru structurile supraiacente și fixarea lor pe coloană; bazele , care distribuie sarcina concentrată din stâlp pe suprafața fundației, asigurând fixarea cu șuruburi de ancorare.
Coloanele diferă: după tip - secțiuni de înălțime constantă și variabilă; conform designului secțiunii tijei - solid (cu pereți plini) și prin (zăbrele).
Atunci când alegeți tipul de secțiune a coloanei, este necesar să depuneți eforturi pentru a obține cea mai economică soluție, ținând cont de mărimea sarcinii, de comoditatea structurilor de susținere adiacente, de condițiile de operare și de capacitățile de producție.
Principalul tip de coloane pline, împreună cu cele laminate, este o grindă în I sudată, formată din trei foi de oțel laminat, cea mai convenabilă de fabricat prin sudare automată și permițând conectarea ușoară a structurilor de susținere. Miezul unui stâlp de trecere este format din două ramuri (canale laminate sau grinzi în I), interconectate prin elemente de legătură sub formă de benzi sau bretele, care asigură funcționarea în comun a ramurilor și afectează semnificativ stabilitatea stâlpului în ansamblu. și ramurile sale.
O zăbrele triunghiulară de bretele este mai rigidă decât scândurile, deoarece formează o sarpă în planul feței stâlpului, toate elementele care lucrează pentru forțe axiale. Se recomandă utilizarea în stâlpi încărcați cu o forță longitudinală mai mare de 2500 kN sau cu o distanță semnificativă între ramuri (mai mult de 0,8 m). Scândurile creează în planul feței stâlpului un sistem de contravântuire cu noduri rigide și elemente de îndoire.
Pentru inspecția și eventuala vopsire a suprafețelor interioare în coloane prin intermediul a două ramuri, se stabilește un spațiu între ramurile ramurilor de cel puțin 100 mm.
Schema de calcul a coloanei
Orez. 4.1. Schema de calcul a coloanei
Lungimea estimată a coloanei lefținând cont de metodele de fixare a stâlpului în fundație și de asociere cu grinda adiacentă în partea superioară, se consideră egal cu:
lef = μ l,
Unde l - lungimea geometrică a stâlpului;
μ - coeficient de lungime efectivă, luat în funcție de condițiile de fixare a capetelor sale și de tipul de încărcare (sub acțiunea unei forțe longitudinale asupra stâlpului de sus: μ = 1 - cu prindere articulată a ambelor capete ale coloanei; μ = 0,7 - când un capăt al coloanei este fixat rigid, iar celălalt este articulat).
Când grinzile sunt sprijinite pe stâlp de sus, stâlpul este considerat ca fiind articulat la capătul superior. Fixarea stâlpului în fundație poate fi luată ca articulată sau rigidă. Dacă fundația este suficient de masivă, iar baza coloanei este dezvoltată și are o ancorare sigură, coloana poate fi considerată a fi strânsă în fundație.
Calculul rezistenței elementelor supuse compresiunii centrale prin forță N trebuie făcută conform formulei
Unde An- suprafata sectiune neta.
Calculul pentru stabilitatea coloanei sub compresie centrală se realizează conform formulei
Unde φ - coeficientul de stabilitate sub compresie centrală, luat în funcție de flexibilitatea condiționată pentru diferite tipuri de curbe de stabilitate conform tabelului. 3.11.
4.1. Calculul coloanei rulante
Exemplul 4.1. Selectați o coloană solidă făcută dintr-o coloană cu raft lat laminat I-beam, cu o înălțime l= 6 m. Coloana este articulată sus și jos. Forța longitudinală estimată N= 1000 kN. Material de construcție - oțel clasa C245 cu rezistență de proiectare Ry γ Cu= 1.
Orez. 4.2. Secțiunea coloanei rulante
Determinăm lungimea estimată a stâlpului în planuri perpendiculare pe axele x-xȘi Wow:
Preflexibilitatea coloanelor de lungime medie cu o forță de până la 2500 kN este stabilită în interior λ = 100…60. Accept λ = 100.
Flexibilitatea condiționată a coloanei este determinată de formulă
V′′ (vezi Tabelul 3.12) determinăm coeficientul de stabilitate pentru compresia centrală j= 0,560.
Calculăm aria secțiunii transversale necesară:
Găsiți razele de rotație necesare:
Din sortiment acceptăm o grindă în I cu raft larg I 23 K2/GOST 26020-83, având o suprafață în secțiune transversală A= 75,77 cm2; razele de rotație і X= 10,02 cm și і y= 6,04 cm.
Definiți flexibilitatea:
λ X = lX/і X= 600 / 10,02 = 59,88; λ y = ly/і y= 600 / 6,04 = 99,34.
Flexibilitatea maximă condiționată a coloanei
Conform flexibilității condiționate y defini j= 0,564.
Verificăm stabilitatea stâlpului în planul de rigiditate minimă (față de axă y-y):
Sectiunea acceptata.
În cazul neîndeplinirii condiției de stabilitate a coloanei, dimensiunile secțiunii sunt ajustate (numărul de produs laminat alăturat se ia în funcție de sortiment) și se verifică din nou.
4.2. Calculul și proiectarea unei coloane solide sudate
Exemplul 4.2. Selectați o coloană solidă sudată de secțiune I simetrică, formată din trei foi laminate, conform exemplului 3.4. În partea de jos, coloana este fixată rigid în fundație, în partea de sus este articulată de grinzi. Marcaje: partea superioară a podelei platformei de lucru este de 13 m. Materialul de construcție este conform tabelului. 2.1 - oțel clasa C245 cu rezistență de proiectare Ry\u003d 24 kN / cm 2. Coeficientul conditiilor de munca γ Cu= 1.
Schema de calcul a coloanei din fig. 4.1. Forța longitudinală N, comprimarea stâlpului, este egală cu două reacții (forțe transversale) de la grinzile principale pe baza stâlpului:
N = 2Q max = 2 1033,59 = 2067,18 kN.
Lungimea geometrică a stâlpului (de la fundație până la baza grinzii principale) este egală cu cota platformei minus înălțimea reală de construcție a podelei, constând din înălțimea grinzii principale pe suport. h o , înălțimea grinzii punții hbnși grosimea punții tn, plus adâncimea bazei stâlpului sub nivelul podelei finite (se presupune o adâncime de 0,6 - 0,8 m):
Dacă există o grindă auxiliară în cușca grinzii (cu pereche de grinzi etaj cu podea), înălțimea grinzii se adaugă la înălțimea podelei hbv.
Lungimile estimate ale coloanei în planuri perpendiculare pe axele x-xȘi Wow:
Orez. 4.3. Secțiunea unei coloane solide sudate
Stabilit de flexibilitatea coloanei de lungime medie din interior λ = 100 - 60 pentru coloane cu o forță de până la 2500 kN; λ = 60 - 40 - pentru coloane cu o forță de 2500 -4000 kN; pentru coloane mai puternice ia flexibilitate λ = 40 – 30.
Accept λ = 80.
Flexibilitatea condiționată a coloanei
Conform flexibilității condiționate pentru o secțiune I cu tipul de curbă de stabilitate ′′ V′′ determina coeficientul de stabilitate sub compresie centrala j= 0,697 (vezi Tabelul 3.11).
Aria necesară a secțiunii transversale a stâlpului
Razele de rotație necesare ale secțiunii:
ix = iy=lX/l= 813 / 80 = 10,16 cm.
Folosind de la masă. 4.1 dependențe ale razei de rotație de tipul secțiunii și dimensiunile acesteia (înălțime hși lățimea b), definim pentru un fascicul I:
h =iX/k 1 \u003d 10,16 / 0,43 \u003d 23,63 cm;
b=iy/k 2 \u003d 10,16 / 0,24 \u003d 42,33 cm;
Din motive tehnologice (din starea sudării automate a cusăturilor centurii), înălțimea peretelui hw nu trebuie să fie mai mică decât lățimea centurii bf. Atribuim dimensiunile secțiunii, legându-le de lățimea standard a foilor: 
Calculul suplimentar se efectuează numai în raport cu axa Wow, deoarece flexibilitatea tijei în raport cu această axă va fi aproape de două ori mai mare decât în raport cu axa xx.
Grosimea peretelui este setată la minim din condiția stabilității sale locale și este luată în intervalul 6 - 16 mm.
Limitați flexibilitatea condiționată
Flexibilitatea peretelui (raportul dintre înălțimea peretelui calculată și grosimea hw/tw) în stâlpii I comprimați central, în funcție de starea de stabilitate locală, pereții nu trebuie să depășească 
unde valorile sunt determinate din tabel. 4.2.
Determinați grosimea peretelui la 
Acceptăm un perete dintr-o foaie cu o secțiune de 400´8 mm cu o zonă de secțiune transversală
Dacă, din motive structurale, grosimea peretelui tw acceptat mai putin tw, min din starea de stabilitate locală, apoi peretele trebuie consolidat cu o rigidizare longitudinală pereche sau unilaterală, împărțind compartimentul de proiectare al peretelui în jumătate (Fig. 4.4). Nervurile longitudinale trebuie incluse în secțiunea de proiectare a tijei:
Acalc =A+å Ap.
Notație:`
l- flexibilitatea conditionata a elementului, luata in calculul stabilitatii sub compresie centrala;
`l 1 - flexibilitatea condiționată a elementului, luată în calculul stabilității în planul de acțiune al momentului.
Note: 1. Profilele cutie includ profile dreptunghiulare închise (compozite, dreptunghiulare îndoite și pătrate).
2. Într-o secțiune cutie cu m > 0 valoare ` luw trebuie determinată pentru un perete paralel cu planul momentului încovoietor.
3. Pentru valorile 0 < m < valoare 1.0 ` luw ar trebui determinată prin interpolare liniară între valorile calculate la m= 0 și m= 1,0.
Raportul lățimii raftului bef = (bf – tw) / 2 \u003d (40 - 8) / 2 \u003d 19,6 cm
la grosimea raftului tfîn elemente comprimate central cu flexibilitate condiționată
l= 0,8 - 4 în funcție de starea de stabilitate locală a raftului nu trebuie să depășească
de unde determinăm grosimea minimă a raftului:
Suprafața necesară a unui raft
Orez. 4.4.
Grosimea raftului necesară
Accept
Înălțimea secțiunii
h = hw + 2tf\u003d 400 + 2 ∙ 1,2 \u003d 42,4 cm.
Zona raftului
Calculăm caracteristicile geometrice ale secțiunii:
- pătrat
este momentul de inerție față de axă Wow(neglijăm momentul de inerție al peretelui)
- rază de girație
– flexibilitate reală
- flexibilitate condiționată
– coeficient de stabilitate sub compresie centrală
Stabilitatea generală a coloanei în raport cu axa y-y
Verificăm stabilitatea generală a coloanei în raport cu axa y-y:
Unde gCu= 1 - coeficientul conditiilor de munca conform tabelului. 1.3.
Substres în coloană
Sectiunea acceptata.
Dacă condiția de stabilitate a coloanei nu este îndeplinită, dimensiunile secțiunii sunt ajustate și verificate din nou. Reglarea, de regulă, se face prin modificarea dimensiunilor rafturilor, sub rezerva respectării obligatorii a stării de stabilitate locală a acestora.
Pentru a consolida conturul secțiunii și peretele coloanei când 
instalați rigidizări transversale situate la distanță A= (2,5...3)hw unul din celălalt; fiecare element emițător trebuie să aibă cel puțin două margini (vezi Fig. 4.4). Dimensiuni minime proeminente br si grosimea tr rigidizările transversale sunt luate în același mod ca în grinda principală.
Verificăm:
nu este necesară fixarea rigidizărilor transversale.
În locurile în care bretele, grinzile, distanțierele și alte elemente sunt adiacente stâlpului, rigidizările sunt instalate în zona de transfer de forță concentrată, indiferent de grosimea peretelui.
Legătura centurii cu peretele se calculează pentru forfecare conform formulei
Unde T = QficSf/eu- forța de forfecare a curelei pe unitatea de lungime, cauzată de
forță transversală condiționată
Qfic = 7,15 ∙ 10 –6 (2330 – E/Ry)N/φ ,
Aici φ – coeficient de stabilitate sub compresie centrală, luat în calcul în funcție de flexibilitatea condiționată a coloanei în raport cu axa X- X;
Sf- momentul static al coardei coloanei raportat la ax X- X;
euX este momentul de inerție al secțiunii stâlpului.
În stâlpii comprimați central, forța tăietoare este nesemnificativă, deoarece forța transversală care rezultă din influențe aleatorii este mică. Legarea peretelui cu rafturile se face prin sudare automata. Piciorul minim al sudurii se ia structural in functie de grosimea maxima a elementelor sudate ( t max = tf= 12 mm) kf= 5 mm.
4.3. Calculul și proiectarea unei coloane de trecere
Exemplul 4.3. Selectați o coloană prin două canale conectate prin benzi (Fig. 4.5), conform exemplului 4.2.
Orez. 4.5.
Calculul coloanelor transversale în raport cu axa materialului X- X determina numărul profilului, iar prin calcul raportat la axa liberă y- y, realizată la fel ca coloanele pline, dar odată cu înlocuirea flexibilității tijei cu flexibilitatea redusă, se atribuie distanța dintre ramuri, la care tija este la fel de stabilă în două planuri reciproc perpendiculare.
4.3.1. Calculul coloanei pentru stabilitate în raport cu axa materialului x-x
Se recomandă prespecificarea flexibilității: pentru stâlpii de lungime medie de 5–7 m cu o sarcină de proiectare de până la 2500 kN, flexibilitatea este acceptată l= 90 - 50; cu sarcina 2500 – 3000 kN – l= 50 - 30, pentru coloane mai înalte este necesar să se precizeze o flexibilitate ceva mai mare.
Flexibilitate maximă a coloanelor 
Unde 
- coeficient ținând cont de utilizarea incompletă a capacității portante a coloanei, luată cel puțin 0,5. Cu utilizarea deplină a capacității portante a coloanei lu= 120.
Caut flexibilitate l = 50.
Flexibilitate condiționată
Conform tabelului 3.12 determinați tipul curbei în funcție de tipul secțiunii acceptate (tipul ′′ b′′). Conform Tabelului. 3.11 flexibilitate condiționată = 1,7 corespunde coeficientului de stabilitate sub compresie centrală j = 0,868.
Găsiți aria secțiunii transversale necesară folosind formula
Suprafața necesară a unei sucursale
Raza de rotație necesară în jurul axei X-X
Conform zonei solicitate Abși raza de rotație iX selectăm din sortiment (GOST 8240-93) două canale nr. 36, având următoarele caracteristici de secțiune:
Ab= 53,4 cm2; A= 2Ab\u003d 53,4 × 2 \u003d 106,8 cm 2; euX\u003d 10820 cm 4; eu 1 \u003d 513 cm 4;
iX= 14,2 cm; i 1 = 3,1 cm; grosimea peretelui d= 7,5 mm; latimea raftului bb= 110 mm; legarea de centrul de greutate z o = 2,68 cm; densitate liniară (greutate 1 m r.) 41,9 kg/m.
Dacă profilul canalului maxim = 2 = 22926,7 cm 4.
Raza de inerție
Flexibilitatea barei de coloane
λ y = ly/iy = 813 / 14,65 = 55,49.
Flexibilitate redusă
Flexibilitate redusă condiționată
Conform tabelului 3.11 în funcție de tipul de curbă de stabilitate ″ b″ determinați coeficientul de stabilitate sub compresie centrală φ = 0,830.
Verificăm:
Stabilitatea coloanei în raport cu axa y- y asigurat.
Substres în coloană
care este permis într-o secțiune compozită conform SNiP.
În coloanele cu zăbrele, trebuie verificată și stabilitatea unei singure ramuri în zona dintre nodurile rețelei adiacente.
Forța estimată
Nb = N/2 = 2067,18 / 2 = 1033,59 kN.
Lungimea ramurilor calculată (vezi fig. 34)
l 1 = 2b o tga\u003d 2 28,64 0,7 \u003d 40,1 cm.
Zona secțională a ramurii Ab\u003d 53,4 cm 2.
Raza de rotație a secțiunii [ 36 despre ax 1-1 i 1 = 3,1 cm.
Flexibilitatea ramurilor
Flexibilitate condiționată a ramurilor
Coeficientul de stabilitate la compresie centrală pentru tipul curbei de stabilitate ″ b″ φ = 0,984.
Verificăm stabilitatea unei ramuri separate:
Ramura coloanei din zona dintre nodurile rețelei adiacente este stabilă.
Calculul rețelei triunghiulare
Calculul unei rețele triunghiulare dintr-o coloană de trecere se realizează ca un calcul al unei rețele de ferme, ale cărei elemente sunt calculate pentru forța axială dintr-o forță transversală condiționată Qfic(vezi figura 4.8). Când se calculează bretele transversale ale unei rețele transversale cu distanțiere, ar trebui să se țină cont de forța suplimentară care apare în fiecare contravântuire din comprimarea ramurilor coloanei. Forța din acolade este determinată de formula
Secțiune transversală a unei bretele dintr-un unghi cu unghi egal ∟ 50 × 50 × 5 , luată anterior în calculul barei coloanei de trecere ( Ad= 4,8 cm 2), verificăm stabilitatea, pentru aceasta calculăm:
- lungimea estimată a bretelei
ld = bo/ cos α = 28,64 / 0,819 = 34,97 cm;
– flexibilitate maximă a bretelor
Unde iyo\u003d 0,98 cm - raza minimă de rotație a secțiunii colțului în raport cu axa yO- yO(după sortiment);
– flexibilitate condiționată a bretelelor
– φ min = 0,925 – factor minim de stabilitate pentru tipul curbei de stabilitate ″ b″;
– γ Cu= 0,75 - coeficientul condițiilor de lucru, ținând cont de atașarea unilaterală a unei bretele dintr-un singur colț (a se vedea tabelul. 1.3).
Verificăm stabilitatea bretei comprimate conform formulei
Este asigurată stabilitatea bretei.
Distanțierele servesc la reducerea lungimii calculate a ramificației coloanei și sunt calculate pentru o forță egală cu forța transversală condiționată în elementul comprimat principal ( Qfic/2). De obicei, acestea sunt luate din aceeași secțiune ca și bretele. Calculăm punctul de atașare al brațului de ramificație a stâlpului prin sudură mecanizată pentru forța din contracoladă. Nd= 16,37 kN. Calculul cusăturii de sudură se efectuează pentru metalul limitei de fuziune.
Forțele percepute de cusături sunt calculate folosind următoarele formule
- la fund
Ndespre = (1 – α )Nd= (1 - 0,3) 16,37 = 11,46 kN;
NP = α Nd= 0,3 16,37 = 4,91 kN.
Cere piciorul minim al cusăturii la stilou kf= tug- 1 \u003d 5 - 1 \u003d 4 mm, găsim lungimea estimată a cusăturii:
- la fund
lw,despre = Ndespre/(β zRwzγwzγ c) = 11,46 / (1,05 0,4 16,65 1 1) = 1,64 cm;
lw,P= NP/(β zRwzγ wzγ c) = 4,91 / (1,05 0,4 16,65 1 1) = 0,7 cm.
Acceptam lungimea minima constructiva a sudurii la cap si pene lw,despre = lw,P= 40 + 1 = 50 mm.
Dacă nu este posibil să plasați suduri în lățimea ramificației, atunci pentru a mări lungimea sudurilor, este posibil să centrați bretele pe fața coloanei.
La împărțirea coloanei în semne de expediție, cauzate de condițiile de transport, elementele de transport ale coloanelor de trecere cu grătare în două plane trebuie întărite cu diafragme situate la capetele elementului de transport. În coloanele traversante cu o grilă de legătură în același plan, diafragmele trebuie plasate pe toată lungimea coloanei cel puțin la fiecare 4 m. Grosimea diafragmei este de 8 - 14 mm (Fig. 4.9).
Orez. 4.9.
4.4. Proiectarea și calculul capului stâlpilor
Grinda principală se sprijină pe stâlp de sus, în timp ce interfața se presupune a fi articulată. Forța de compresiune longitudinală N de la grinzile principale se transmite printr-o placă de susținere rindeluită pe ambele părți cu o grosime tpe= 16 - 25 mm direct pe nervurile capului unei coloane solide și pe diafragmă într-o coloană de trecere.
Capetele coloanei, nervurile și diafragma sunt frezate. Transferul de forță de la nervuri la peretele coloanei și de la diafragmă la pereții ramurilor coloanei se realizează prin suduri verticale. Placa servește la fixarea grinzilor pe stâlp cu șuruburi de fixare care fixează poziția de proiectare a grinzilor. Sudurile de atașare a plăcii de stâlp sunt atribuite structural cu un picior de dimensiune minimă, luată în funcție de cea mai mare grosime a elementelor îmbinate (vezi Tabelul 3.6). Dimensiunile plăcii din plan sunt luate mai mari decât conturul stâlpului cu 15–20 mm în fiecare direcție pentru a găzdui sudurile.
Pentru a rigidiza nervurile verticale și diafragma, precum și pentru a întări pereții tijei coloanei sau ramurile coloanei de trecere împotriva flambajului în locurile în care sunt transferate sarcini mari concentrate, nervurile verticale sunt încadrate de jos cu un rigidizare orizontal.
4.4.1. Cap de coloană solidă
Capul este format dintr-o placă și coaste (Fig. 4.10).
Orez. 4.10.
Suprafața necesară a unei nervuri pereche verticale este determinată din condiția de colaps:
Grosimea aripioarelor
unde este lungimea condiționată a distribuției pe-
sarcină egală cu lățimea nervurii de susținere a grinzii principale bh plus două grosimi ale plăcilor de cap de coloană ( tpe acceptat 25 mm).
Lățimea nervurii (partea ridicată)
Acceptăm două nervuri verticale cu secțiunea de 140×22 mm.
Verificăm muchia verticală pentru stabilitatea locală.
Atribuim înălțimea nervurii de sprijin din condiția plasării sudurilor care asigură transferul de forță N de la nervuri până la peretele coloanei.
Întrebăm piciorul sudurii kf= 7 mm (în cadrul cerințelor de proiectare kf , min = 7 mm pentru sudarea mecanizată a tablei t max = 25 mm și - cea mai mică grosime a elementelor conectate).
Lungimea cusăturii necesară
Luând în considerare 1 cm pentru compensarea defectelor în secțiunile de capăt ale cusăturii de-a lungul lungimii sale, acceptăm în sfârșit înălțimea nervurii hr= 45 cm.
Lungimea estimată a cusăturii nu trebuie să fie mai mare de 85 β fkf.
Îl verificăm conform formulei
Cu pereți subțiri ai unei coloane solide, grosimea peretelui tw verificați dacă există o tăietură de-a lungul marginilor de atașare a nervurilor verticale de susținere. Grosimea necesară a peretelui
care este mai mare decât grosimea peretelui acceptată tw= 8 mm. Producem consolidarea locală a peretelui coloanei prin înlocuirea secțiunii de perete în înălțimea capului cu o inserție mai groasă. Acceptăm grosimea insertului t ′ w= 18 mm.
Pentru a reduce concentrația de tensiuni în timpul sudării cap la cap a elementelor de diferite grosimi, executăm teșiri cu o pantă de 1:5 pe un element de grosime mai mare. Lățimea rigidizărilor orizontale se consideră egală cu lățimea nervurilor verticale de sprijin bs= br= 140 mm. Grosimea nervurii este determinată de starea stabilității sale:
trebuie să fie cel puțin. Acceptăm o nervură pereche dintr-o foaie cu o secțiune de 140 × 10 mm.
4.4.2. Capul unei coloane de trecere
Capul este alcătuit dintr-o placă și o diafragmă, întărite cu o rigidizare orizontală (Fig. 4.11).
Orez. 4.11.
Calculul se efectuează în mod similar cu calculul capului unei coloane solide.
Grosimea diafragmei td determinată de calculul prăbușirii din forța longitudinală N:
unde este lungimea condiționată a distribuției sarcinii concentrate (a se vedea clauza 4.4.1).
Accept td= 22 mm.
Înălțimea diafragmei este determinată din condiția tăierii pereților ramurilor coloanei ( d= 7,5 mm - grosimea peretelui pentru canalul adoptat):
hd = N/(4dRsγ c) = 2067,18 / (4 0,75 13,92 1) = 49,5 cm.
Accept hd= 50 cm.
Verificăm diafragma pentru o tăietură ca fascicul scurt:
Unde Q = N/2 = 2067,18 / 2 = 1033,59 kN .
Condiția de rezistență nu este îndeplinită. Acceptăm grosimea diafragmei td= 25 mm și verificați din nou:
Determinăm piciorul sudurii, realizat prin sudare mecanizată și asigurând atașarea diafragmei de peretele ramurilor stâlpului (calcul pentru metalul limitei de topire):
Unde lw = hd- 1 \u003d 50 - 1 \u003d 49 cm - lungimea estimată a cusăturii, egală cu înălțimea diafragmei minus 1 cm, ținând cont de defectele secțiunilor de capăt ale cusăturii.
Acceptăm piciorul cusăturii kf= 7 mm, care corespunde valorii sale minime pentru sudarea mecanizată a elementelor t= 25 mm.
Lungimea estimată a cusăturii laterale nu trebuie să fie mai mare de 85 β fkf. Verificăm: lw = 49 < 85 × 0,9 × 0,7 = 53,5 см. Условие выполняется.
Se ia grosimea rigidizatorului orizontal ts= 10 mm, oricare dintre acestea este mai mare 
Lăţime bs atribuim din condiția de stabilitate a muchiei:
Accept bs= 30 cm.
4.5. Proiectarea și calculul bazei stâlpului
Baza este partea de susținere a stâlpului și servește la transferul forțelor de la stâlp la fundație. Cu forțe de proiectare relativ mici în coloane (până la 4000 - 5000 kN), se folosesc baze cu traverse. Forța de la tija stâlpului este transmisă prin suduri către placa care se sprijină direct pe fundație. Pentru un transfer mai uniform al presiunii de la placă la fundație, rigiditatea plăcii, dacă este necesar, poate fi mărită prin plasarea de nervuri și diafragme suplimentare.
Baza este fixată prin fixarea poziției sale de proiectare pe fundație cu șuruburi de ancorare. În funcție de fixare, se realizează o legătură articulată sau rigidă a coloanei cu fundația. În baza cu interfață articulată, șuruburile de ancorare cu diametrul de 20 - 30 mm sunt atașate direct de placa de bază, care are o anumită flexibilitate, care asigură respectarea sub acțiunea momentelor aleatorii (Fig. 4.12).
Orez. 4.12. Baza coloanei la Orez. 4.13.
Pentru posibilitatea unei anumite mișcări (îndreptare) a coloanei în timpul instalării sale în poziția de proiectare, diametrul orificiilor din placa pentru șuruburi de ancorare este luat de 1,5 - 2 ori diametrul ancorelor. Pe șuruburile de ancorare se pun șaibe cu orificiul cu 3 mm mai mare decât diametrul șurubului, iar după strângerea șurubului cu o piuliță, șaiba este sudată pe placă. În cazul cuplajului rigid, șuruburile de ancorare sunt atașate de tija stâlpului prin consolele de la distanță ale traverselor, care au o rigiditate verticală semnificativă, ceea ce elimină posibilitatea ca stâlpul să se rotească pe fundație. În acest caz, șuruburile cu un diametru de 24 - 36 mm sunt strânse cu o tensiune apropiată de rezistența de proiectare a materialului șurubului. Placa de ancorare este considerată ca fiind groasă tap= 20 - 40 mm și lățime bap, egal cu patru diametre de găuri pentru șuruburi (Fig. 4.13).
Designul bazei trebuie să corespundă metodei de conjugare a stâlpului cu fundația adoptată în schema de proiectare a stâlpului. Baza coloanei cu fixare rigidă pe fundație a fost acceptată pentru calcul și proiectare.
4.5.1. Determinarea dimensiunilor plăcii de bază în plan
Determinăm forța de proiectare în coloană la nivelul bazei, ținând cont de greutatea proprie a coloanei:
Unde k= 1,2 este un coeficient de proiectare care ia în considerare greutatea rețelei, a elementelor de bază și a capului stâlpului. Se presupune că presiunea de sub placă este distribuită uniform. Într-o coloană comprimată central, dimensiunile plăcii din plan sunt determinate de starea rezistenței materialului de fundație:
Unde y- coeficient în funcție de natura distribuției sarcinii locale pe zona de prăbușire (cu o distribuție uniformă a tensiunilor y =1);
Rb , loc- rezistența de proiectare a betonului la prăbușire sub placă, determinată de formulă
Rb , loc= αφ bRb\u003d 1 ∙ 1,2 ∙ 7,5 \u003d 9 MPa \u003d 0,9 kN / cm 2,
Unde A= 1 - pentru clasa de beton sub B25;
Rb= 7,5 MPa pentru clasa de beton B12.5 - rezistența de proiectare la compresiune a betonului corespunzătoare clasei sale și luată conform tabelului. 4,3;
jb- coeficient care ține cont de creșterea rezistenței betonului la compresiune în condiții înghesuite sub placa de bază și este determinat de formula
Aici Af 1 - zona marginii superioare a fundației, depășind ușor zona plăcii de bază Af.
Tabelul 4.3
Rezistenta de proiectare a betonuluiR b
|
Clasa de forță |
|||||||
|
Rb, MPa |
Coeficient jb nu mai mult de 2,5 este acceptat pentru betonul din clasele peste B7.5 și nu mai mult de 1,5 pentru betonul din clasa B7.5 și mai jos.
Noi presetam jb= 1,2.
Calculul plăcii de bază
Dimensiunile plăcii (lățime B si lungime L) sunt alocate conform zonei solicitate Af, sunt legate de conturul stâlpului (proplomele plăcii de bază trebuie să fie de cel puțin 40 mm) și sunt conforme cu sortimentul (Fig. 4.14).
Orez. 4.14.
Setați lățimea plăcii:
B = h + 2tt + 2c\u003d 36 + 2 1 + 2 4 \u003d 46 cm,
Unde h\u003d 36 cm - înălțimea secțiunii tijei coloanei;
tt\u003d 10 mm - grosimea traversei (luați 8 - 16 mm);
Cu= 40 mm - consolă minimă a părții în consolă a plăcii (prealabil luată egală cu 40 - 120 mm și, dacă este necesar, specificată în procesul de calcul al grosimii plăcii).
Lungimea necesară a plăcii
Pentru o coloană comprimată central, placa de bază ar trebui să fie aproape de un pătrat (raportul de aspect recomandat L/ÎN≤ 1,2). Acceptăm o farfurie pătrată cu dimensiuni ÎN= L= 480 mm.
Zona farfurii Af= LB = 48 48 \u003d 2304 cm 2.
Zona tăieturii fundației (dimensiunile tăieturii superioare a fundației sunt stabilite cu 20 cm mai mult decât dimensiunile plăcii de bază)
Raportul real
Rezistența de proiectare a betonului la prăbușire sub placă
Rb , loc = 1 ∙ 1,26 ∙ 7,5 \u003d 9,45 MPa \u003d 0,95 kN / cm 2.
Verificarea rezistenței betonului sub placă:
Nu este necesară reducerea dimensiunii plăcii, deoarece a fost acceptată cu dimensiunile minime de plan.
4.5.2. Determinarea grosimii plăcii de bază
Grosimea plăcii de bază sprijinită pe capetele stâlpului, traverselor și nervurilor este determinată din starea rezistenței sale la încovoiere de la respingerea fundației, egală cu efortul mediu sub placă:
În fiecare secțiune, momentele maxime de încovoiere care acționează pe o bandă de 1 cm lățime sunt determinate din sarcina calculată distribuită uniform
Locația activată 1 , sprijinit pe patru laturi:
Unde A 1 \u003d 0,053 - coeficient ținând cont de scăderea momentului de deschidere datorită sprijinului plăcii pe patru laturi și determinat din tabel. 4.4 în funcție de raportul dintre parcelele laterale mai mari b la un mai mic A.
Tabelul 4.4
CoteA 1 pentru calcularea îndoirii unei plăci sprijinitepe patru laturi
|
b/A |
||||||||||
Valori bȘi A determinate de dimensiunile în lumină:
b = 400 – 2d= 400 - 2 × 7,5 = 385 mm; A= 360 mm; b/A = 385 / 360 = 1,07.
Locația activată 2 , sprijinit pe trei laturi:
Unde b- coeficientul se ia conform tabelului. 4,5 în funcție de raportul laturii fixe a plăcii b 1=40mm pentru a elibera A 1 = 360 mm.
Tabelul 4.5
Coteb pentru calculul îndoirii unei plăci susținute de trei muchii
|
b 1 /A 1 |
||||||||||
raportul de aspect b 1 /A 1 = 40 / 360 = 0,11; în raport cu părţile b 1 /A 1 < 0,5 плита рассчитывается как консоль длиной b 1 = 40 mm (Fig. 4.15).
Momentul de îndoire
Pe consolă 3
Orez. 4.15.
Când placa este sprijinită pe două muchii convergente în unghi, calculul momentului încovoietor în marja de siguranță se efectuează ca pentru o placă sprijinită pe trei laturi, luând dimensiunea A 1 în diagonală între margini, dimensiune b 1 egală cu distanța de la vârful colțului la diagonală (Fig. 4.16, A).
Cu o diferență accentuată a momentelor de mărime în diferite părți ale plăcii, este necesar să se facă modificări în schema de susținere a plăcii pentru a egaliza valorile momentelor dacă este posibil. Acest lucru se realizează prin setarea diafragmelor și nervurilor. Împărțim placa în zonă 1 grosimea semi-diafragmei td= 10 mm (vezi Fig. 4.15).
Raportul de aspect
b/A= 38,5 / 17,5 = 2,2 > 2,
Când placa este sprijinită pe patru margini cu un raport de aspect b/A> 2 momentul încovoietor este definit ca pentru o placă cu o singură travă cu o deschidere de A, culcat liber pe două suporturi:
În funcție de cea mai mare valoare a momentelor de încovoiere găsite pentru diferite secțiuni ale plăcii, determinăm momentul de rezistență necesar al plăcii de 1 cm lățime:
unde este grosimea plăcii
Acceptam tabla cu grosimea de 30 mm.
La determinarea momentului încovoietor M 1 ׳ într-o bandă de 1 cm lățime pentru secțiunea plăcii în cauză 1 este permis să se ia în considerare efectul de descărcare al secțiunilor adiacente cantilever de-a lungul laturilor lungi (ca într-o grindă continuă) conform formulei
M 1 ׳ = M 1 – M 3 =q(α 1 A 2 – 0,5c 2) = 0,9 (0,053 ∙ 36 2 - 0,5 ∙ 5 2) = 50,57 kN∙cm.
4.5.3. Calcul transversal
Grosimea transversală acceptată tt= 10 mm.
Înălțimea traversei se determină din condiția de amplasare a cusăturilor verticale de fixare a traversei la tija stâlpului. Marja de siguranță presupune că toată forța este transmisă traverselor prin patru suduri de colț (nu sunt luate în considerare sudurile care leagă bara coloanei direct de placa de bază).
Acceptăm piciorul de sudură kf= 9 mm (setat de obicei între 8 - 16 mm, dar nu mai mult de 1,2 t min). Lungimea necesară a unei cusături realizate
sudare mecanizată, pe baza limitei de fuziune
lw = N/(4β zkf Rwzγ wzγ c) = 2184 / (4 ∙ 1,05 ∙ 0,9 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) = 34,7 cm<
< 85 β f kf\u003d 85 0,9 0,9 \u003d 68,85 cm.
Acceptăm înălțimea traversei, ținând cont de adăugarea a 1 cm pentru defecte la începutul și sfârșitul cusăturii ht= 38 cm.
Verificăm rezistența traversei ca o grindă cu două cantilever cu o singură travă, bazată pe ramurile (rafturile) stâlpului și care primește presiune de la fundație (Fig. 4.16, b).
Orez. 4.16.
Unde d= B/ 2 \u003d 48 / 2 \u003d 24 cm - lățimea zonei de încărcare a traversei.
Unde σ = Mop/Wt\u003d 178,8 / 240,7 \u003d 0,74 kN / cm 2;
τ = Qetc/(ttht) \u003d 432 / (1 38) \u003d 11,37 kN / cm 2.
Se acceptă secțiunea transversală a traversei.
Piciorul necesar al cusăturilor orizontale pentru transmiterea forței ( Nt= qtL) de la o traversă la placă
unde e lw = (L– 1) + 2(b 1 - 1) \u003d (48 - 1) + 2 (4 - 1) \u003d 53 cm - lungimea totală a cusăturilor orizontale.
Acceptăm piciorul de sudură kf= 12 mm, care este egal cu piciorul maxim admis kf, max = 1,2 tt= 1,2 1 = 12 mm.
4.5.4. Calculul nervurilor de armare a plăcilor
Pentru baza proiectată, necesitatea de a seta rigidizări
nu există o placă de bază pe secțiunea cantilever, prin urmare calculul este dat ca exemplu pentru alte opțiuni de proiectare pentru baza coloanei (vezi Fig. 4.16, A).M rȘi Qr conform formulei
Unde σ = Mr/Wr = 6Mr/(trhr 2) \u003d 6 270 / (1 10 2) \u003d 16,2 kN / cm 2;
τ = Qr/(trhr) \u003d 108 / (1 10) \u003d 10,8 kN / cm 2.
Coastă acceptată.
Sudurile care atașează nervura de traversa (tija) stâlpului sunt verificate pentru tensiunile de forfecare rezultate de la încovoiere și forfecare.
Atribuiți piciorul cusăturii kf= 10 mm.
Verificăm rezistența la forfecare pentru metalul unei suduri realizate prin sudare mecanizată (lungimea sudurii calculată lw = hr– 1 = 10 – 1 = 9 cm:
Verificăm rezistența cusăturilor de-a lungul limitei de fuziune:
Piciorul necesar de suduri pentru fixarea nervurilor pe placa de bază
kf = Qr/ = 108 / = 0,77 cm.
Acceptăm piciorul cusăturii kf= 8 mm.
Tija de coloană este fixată pe placa de bază cu o cusătură structurală cu un picior de 7 mm (la sudarea foilor t max = tp= 30 mm).
COLoane DE OȚEL
CLĂDIRI ȘI FACILITĂȚI
Coloanele comprimate central sunt folosite pentru a susține podelele și acoperișurile clădirilor, platformele de lucru și pasajele supraetajate. Designul coloanei constă din tija propriu-zisă și dispozitive de susținere - capul și baza. Structurile de deasupra clădirii se sprijină pe cap, încărcând direct coloana, tija de coloană transferă sarcina de la cap la bază și este principalul element structural, iar baza transferă toată sarcina primită de la tijă la fundație.
Tipuri de coloane
Există trei tipuri de stâlpi utilizate în cadrele clădirii:
- coloane de sectiune constanta;
- coloane de sectiune variabila (in trepte);
- coloane de tip separat.
Coloane de secțiune constantă sunt utilizate în clădiri fără macara și în clădiri cu posibilitatea de a utiliza mecanisme electrice de ridicare suspendate și în pod cu o capacitate de ridicare de până la 20 de tone, de regulă, cu o înălțime utilă de la nivelul podelei până la partea inferioară a fermelor acoperișului de cel mult 12 tone. m.
Când utilizați macarale cu o capacitate de ridicare mai mare de 15 tone, aplicați coloane trepte constând din două părți, partea superioară este de obicei o grindă în I sudată sau laminată, partea inferioară este formată dintr-un cort și o ramură de macara, care sunt interconectate fie prin legături sub formă de tablă solidă, fie printr-o rețea laminată la cald. colțuri.
Coloanele de tip separat sunt utilizate în clădirile cu macarale cu o capacitate de ridicare de peste 150 de tone și o înălțime de 15-20 m. Cortul și suportul macaralei din acest design sunt interconectate printr-un număr de bare orizontale flexibile în plan vertical, datorită cărora există o separare a percepției sarcinii, suportul macaralei percepe doar forța verticală de la macaraua rulantă și șoldul. ramura colectează toate sarcinile de pe cadru și capacul clădirii.
Secțiuni de coloane
Tijele stâlpilor sunt realizate din grinzi în I cu un singur raft lat sau sunt alcătuite din mai multe profile laminate, tijele compozite sunt împărțite în traverse și solide. Prin, la rândul său, sunt împărțite în bezraskosnye, zăbrele și perforate.
coloane solide cel mai adesea acestea sunt o grindă în I cu flanșă lată sudată sau laminată, unde versiunea sudată are un avantaj datorită capacității de a alege secțiunea optimă pentru a oferi rigiditatea necesară în stâlp economisind în același timp material. Destul de ușor de fabricat sunt coloanele cu secțiune transversală care sunt la fel de stabile în două direcții. Cu aceleași dimensiuni, secțiunea transversală depășește faza I datorită rigidității mai mari. Coloanele pline includ și coloane cu secțiune închisă, care pot fi formate din canale duble laminate, profile îndoite electric-sudate sau țevi rotunde, un dezavantaj semnificativ al acestei opțiuni este inaccesibilitatea suprafeței interioare pentru întreținere, ceea ce poate duce la coroziune rapidă. purta.
prin coloane - o schemă de proiectare caracteristică este două ramuri (din canale, grinzi în I sau țevi) interconectate prin grătare care asigură funcționarea în comun a ramurilor tijei stâlpului. Sistemele de zăbrele se folosesc din bretele, din bretele și distanțiere, de tip necontravant sub formă de șipci. Rețeaua stâlpului este de obicei așezată în două planuri și este realizată din colțuri unice, dând preferință unei legături fără formă, cu prindere direct pe rafturile ramurilor tijei. Diafragmele sunt instalate la capete pentru a preveni răsucirea unor astfel de coloane și pentru a le păstra conturul.
Detalii și noduri de coloane
Capete de coloane. Există două soluții de proiectare pentru susținerea grinzilor și traverselor de acoperiș pe stâlpi, cu atașare liberă cu balamale - grinzile se instalează de obicei de sus, cu cele cu balamale și rigide sunt montate lateral.
La conexiunea superioară, capul stâlpului este o placă de bază și elemente de rigidizare care transferă sarcina pe corpul stâlpului. Nervurile capului sunt sudate pe placă și ramurile stâlpului cu o tijă de trecere sau pe pereții stâlpului cu o tijă solidă. Înălțimea și grosimea nervurilor sunt determinate de starea lungimii necesare a sudurilor, care trebuie să reziste la presiunea maximă asupra capului și de rezistența la prăbușire sub influența presiunii de sprijin. Pentru a compensa nealinierea flanșelor de legătură, pentru a oferi stabilitate și rigiditate suplimentară nervurilor verticale, dacă este necesar, acestea sunt încadrate cu nervuri transversale. Placa de bază este de obicei o placă rindeluită cu o grosime de 20 ... 30 mm, pentru coloanele ușoare 12 ... 30 mm, dimensiunea conturului plăcii din plan este atribuită mai mult decât conturul coloanei prin 15 ... 20 mm.
Cu conexiune laterală, reacția de susținere se transmite prin marginea de susținere a grinzii alăturate la masa sudată pe planșeele stâlpului. Fața de capăt a muchiei de susținere a grinzii și a mesei sunt frezate, grosimea mesei este luată cu 20 ... 40 mm mai mult decât grosimea muchiei de sprijin.
Baza coloanei sunt partea de susținere a stâlpului și servesc la transferul forței de la stâlp la fundație. Soluția constructivă a bazei depinde de tipul și înălțimea secțiunii tijei, de modul de conjugare cu fundația și de modul de montare a stâlpilor. Acestea sunt împărțite în baze comune și separate, care pot fi fără traverse, cu traverse comune sau separate, cu un singur perete sau cu două pereți. Dimensiunile principale ale plăcii de bază sunt atribuite în funcție de tipul de baze și de calculul pentru îndoire. Găurile pentru șuruburile de ancorare sunt așezate cu 20 ... 30 mm mai mult decât diametrul lor, tensiunea se face prin șaibe, care sunt apoi sudate pe placă. Pentru a asigura rigiditatea bazei și a reduce grosimea suportului, se instalează traverse, nervuri și diafragme, dar din acest motiv, baza cu traverse se dovedește a fi mai generală în comparație cu una netraversă. Bazele coloanelor de trecere sunt de obicei proiectate ca un tip separat, fiecare ramură având propria sa bază încărcată. Cu toate acestea, dacă înălțimea secțiunii stâlpului este mai mică de 1 m, este permisă utilizarea unei baze comune, ca în cazul coloanelor solide discutate mai sus.
Console servesc la susținerea grinzilor macaralei pe stâlpi de secțiune constantă, se folosesc în principal cele cu un singur perete, dacă este necesar să se transfere forțe mari, se folosesc cele cu pereți dubli.