Kirişlerin kolonlarla rijit bağlantısı bir çerçeve sistemi oluşturur (e).
Kirişlerin kilidi yukarıdan açıldığında, üstteki yapının destek ünitesi, basıncın kolona iletildiği, 15-25 mm çıkıntı yapan, frezelenmiş bir uca sahip enine bir kirişe sahiptir (Şekil a, b, e). Daha az yaygın olarak kullanılan, destek basıncının kolon başlığının (c, d) üzerinde bulunan kirişin iç kirişi tarafından iletildiği ünite tasarımıdır. Üstteki kirişin enine destek kirişinin çıkıntılı bir ucu (a, b, d) varsa, destek basıncı önce sütun kafasının destek plakasına, ardından kafanın destek kirişine ve bu kirişten iletilir. kolonun duvarına (veya bir geçiş kolonundaki (e) çapraz kirişe) ve daha sonra kolonun enine kesiti boyunca eşit olarak dağıtılır. Kafanın taban plakası, kirişin uçlarından basıncı kirişin destek kirişlerine aktarmaya yarar. kafa, bu nedenle kalınlığı hesaplamayla değil, tasarım hususları ile belirlenir ve genellikle 16-25 mm olarak alınır.Taban plakasından basınç, yatay kaynaklar aracılığıyla kafanın destek kaburgalarına aktarılır, kaburgaların uçları levhaya tutturulur Bu dikişlerin ayağı formülle belirlenir
Taban plakası kolon çubuğunun frezeli ucuna monte edilirken plakanın kolon kirişine tam temasını sağlar ve destek basıncı yüzeylere doğrudan temas ederek iletilir ve taban plakasını birleştiren kaynaklar yapısal olarak alınır.
e) 
Ayrıca destekleyici nervürün yerel stabilitesini sağlayacak koşulların karşılanması gerekir.
Başın destekleyici kaburgalarının alt kısmı, yanlış imalat ve montajdan kaynaklanan, üstteki kirişlerin uçlarından eşit olmayan basınç altında kolonun düzleminden dışarı bükülmelerini önleyen enine kaburgalarla güçlendirilmiştir.
Destekleyici kaburgalardan, köşe kaynakları yoluyla basınç kolon duvarına iletilir. Buna dayanarak kaburgaların gerekli uzunluğu.
Dikişlerin tahmini uzunluğu aşmamalıdır.
Kaburgalar ayrıca kesilme açısından da kontrol edilir:
burada 2 dilim sayısıdır;
– bir kolonun duvarının kalınlığı veya bir kolonun enine kesiti.
Yüksek mesnet basınçlarında duvardaki kayma gerilmeleri tasarım direncini aşar. Bu durumda kaburganın uzunluğu arttırılır veya daha kalın bir duvar benimsenir. Duvar kalınlığını yalnızca kolonun (b) başında artırabilirsiniz. Bu çözüm metal tüketimini azaltır ancak üretim teknolojisi açısından daha az gelişmiştir.
Kolon duvarından gelen basıncın katı kolon çubuğunun tüm kesiti boyunca daha fazla dağıtılması, flanşları ve duvarı birbirine bağlayan sürekli dikişler ile sağlanır.
Kolonlar (e) boyunca, traversten gelen basınç, ayağı en az aşağıdaki gibi olması gereken köşe kaynakları yoluyla kolonun dallarına iletilir:
Kolon flanşlarının (c) üzerinde bulunan kirişlerin destek kaburgalarına sahip kolon başlığı, öncekine benzer şekilde tasarlanmış ve hesaplanmıştır, yalnızca kafanın destek kaburgalarının rolü kolon flanşları tarafından gerçekleştirilir. Başlık plakasından gelen basınç kolona kaynaklar yoluyla aktarılıyorsa (kolonun ucu frezelenmemişse), kolonun bir flanşını döşemeye bağlayan kaynakların uzunluğu, bunların kesilme durumuna göre belirlenir. bir ışının reaksiyonu:
,
bir kirişin destek reaksiyonu nerede, kolon flanşının genişliğidir.
Kolonun ucu frezelenirse kaynaklar minimum ayakla yapısal olarak yapılır. Destek basıncının, geniş kiriş kirişleri ve dar kolon flanşları ile kirişin destek kirişinin tüm genişliği boyunca aktarılmasını sağlamak için, genişletilmiş bir kiriş tasarlamak gerekir (Şekil d). Geleneksel olarak döşemeden gelen destek basıncının önce tamamen traverse, ardından traversten kolon flanşına aktarıldığı varsayılır; buna göre traversin döşeme ve kolona bağlanması için dikişler hesaplanır. Yapı kolon üzerinde (e) tarafından desteklendiğinde, dikey reaksiyon kirişin destek kirişinin düzlemsel ucundan destek tablasının ucuna ve buradan kolon flanşına iletilir. Destek masasının kalınlığı, kirişin destek kirişinin kalınlığından 5-10 mm daha fazla alınır. Kirişin destek reaksiyonu 200 kN'yi geçmiyorsa destek tablası kesik flanşlı kalın bir köşeden yapılır; reaksiyon daha büyükse tabla üst ucu düzleştirilmiş bir levhadan yapılır. Masayı kolona bağlayan iki dikişin her biri, imalat hatalarının bir sonucu olarak kirişin ve masanın uçlarının olası paralel olmama durumunu hesaba katan destek reaksiyonunun 2/3'ü için hesaplanır ve bu nedenle, uçlar arasında eşit olmayan basınç aktarımı. Bir masa sabitleme dikişinin gerekli uzunluğu aşağıdaki formülle belirlenir:
.
Bazen masa sadece tanklar boyunca değil aynı zamanda alt uç boyunca da kaynak yapılır, bu durumda dikişin toplam uzunluğu eşit bir kuvvetle belirlenir.
Kolon başlığı, üstteki yapılar (kirişler, kafes kirişler) için bir destek görevi görür ve kolon üzerindeki konsantre yükü çubuğun enine kesiti boyunca eşit olarak dağıtır.
Kirişler ve kolonlar arasındaki bağlantı serbest veya rijit olabilir. Menteşe bağlantısı yalnızca dikey yükleri (a, b, c, d, e) iletir.
Kirişlerin kolonlarla rijit bağlantısı bir çerçeve sistemi oluşturur (e).
Kirişlerin kilidi yukarıdan açıldığında, üstteki yapının destek ünitesi, basıncın kolona iletildiği, 15-25 mm çıkıntı yapan, frezelenmiş bir uca sahip enine bir kirişe sahiptir (Şekil a, b, d). Daha az yaygın olarak kullanılan, destek basıncının kolon başlığının (c, d) üzerinde bulunan kirişin iç kirişi tarafından iletildiği ünite tasarımıdır. Üstteki kirişin enine destek kirişinin çıkıntılı bir ucu (a, b, d) varsa, destek basıncı önce sütun kafasının destek plakasına, ardından kafanın destek kirişine ve bu kirişten iletilir. kolonun duvarına (veya bir geçiş kolonundaki (e) çapraz kirişe) ve daha sonra kolonun enine kesiti üzerinde eşit olarak dağıtılır. Kafanın destek plakası, kirişin uçlarından basıncı kirişin destek kirişlerine aktarmaya yarar. kafa, bu nedenle kalınlığı hesaplamayla değil tasarım hususlarıyla belirlenir ve genellikle 16-25 mm olarak alınır.
Taban plakasından yatay kaynaklar vasıtasıyla basınç kafanın destek kaburgalarına aktarılır ve kaburgaların uçları plakaya tutturulur.
Bu dikişlerin ayağı formülle belirlenir
.
Taban plakası kolon çubuğunun frezeli ucuna monte edilirken plakanın kolon kirişine tam temasını sağlar ve destek basıncı yüzeylere doğrudan temas ederek iletilir ve taban plakasını birleştiren kaynaklar yapısal olarak alınır.
Destekleyici nervürün genişliği, basınç dayanımı durumuna göre belirlenir.
Ayrıca destekleyici nervürün yerel stabilitesini sağlayacak koşulların karşılanması gerekir.
.
Başın destekleyici kaburgalarının alt kısmı, yanlış imalat ve montajdan kaynaklanan, üstteki kirişlerin uçlarından eşit olmayan basınç altında kolonun düzleminden dışarı bükülmelerini önleyen enine kaburgalarla güçlendirilmiştir.
Destekleyici kaburgalardan, köşe kaynakları yoluyla basınç kolon duvarına iletilir. Buna dayanarak kaburgaların gerekli uzunluğu.
.
Dikişlerin tahmini uzunluğu aşmamalıdır.
Kaburgalar aynı zamanda kesme açısından da kontrol edilir: 
,
burada 2 dilim sayısıdır;
– Kolon duvarının kalınlığı veya kolonun çapraz kesiti.
Yüksek mesnet basınçlarında duvardaki kayma gerilmeleri tasarım direncini aşar. Bu durumda kaburganın uzunluğu arttırılır veya daha kalın bir duvar kullanılır. Duvar kalınlığını yalnızca kolonun (b) başında artırabilirsiniz. Bu çözüm metal tüketimini azaltır ancak üretim teknolojisi açısından daha az gelişmiştir.
Kolon duvarından gelen basıncın katı kolon çubuğunun tüm kesiti boyunca daha fazla dağıtılması, flanşları ve duvarı birbirine bağlayan sürekli dikişler ile sağlanır.
Kolonlar (e) boyunca, traversten gelen basınç, ayağı en az aşağıdaki gibi olması gereken köşe kaynakları yoluyla kolonun dallarına iletilir:
.
Kolon flanşlarının (c) üzerinde bulunan kirişlerin destek kaburgalarına sahip kolon başlığı, öncekine benzer şekilde tasarlanmış ve hesaplanmıştır, yalnızca kafanın destek kaburgalarının rolü kolon flanşları tarafından gerçekleştirilir. Başlık plakasından gelen basınç kolona kaynaklar yoluyla aktarılıyorsa (kolonun ucu frezelenmemişse), kolonun bir flanşını döşemeye bağlayan kaynakların uzunluğu, bunların kesilme durumuna göre belirlenir. bir ışının reaksiyonu:
,
bir kirişin destek reaksiyonu nerede, kolon flanşının genişliğidir.
Kolonun ucu frezelenirse kaynaklar minimum ayakla yapısal olarak yapılır. Destek basıncının, geniş kiriş kirişleri ve dar kolon flanşları ile kirişin destek kirişinin tüm genişliği boyunca aktarılmasını sağlamak için, genişletilmiş bir kiriş tasarlamak gerekir (Şekil d). Geleneksel olarak döşemeden gelen destek basıncının önce tamamen traverse, ardından traversten kolon flanşına aktarıldığı varsayılır; buna göre traversin döşeme ve kolona bağlanması için dikişler hesaplanır. Yapı kolon üzerinde (e) tarafından desteklendiğinde, dikey reaksiyon kirişin destek kirişinin düzlemsel ucundan destek tablasının ucuna ve buradan kolon flanşına iletilir. Destek masasının kalınlığı, kirişin destek kirişinin kalınlığından 5-10 mm daha fazla alınır. Kirişin destek reaksiyonu 200 kN'yi geçmiyorsa destek tablası kesik flanşlı kalın bir köşeden yapılır; reaksiyon daha büyükse tabla üst ucu düzleştirilmiş bir levhadan yapılır. Masayı kolona bağlayan iki dikişin her biri, imalat hatalarının bir sonucu olarak kirişin ve masanın uçlarının olası paralel olmama durumunu hesaba katan destek reaksiyonunun 2/3'ü için hesaplanır ve bu nedenle, uçlar arasında eşit olmayan basınç aktarımı. Bir masa sabitleme dikişinin gerekli uzunluğu aşağıdaki formülle belirlenir:
.
Bazen masa sadece tanklar boyunca değil aynı zamanda alt uç boyunca da kaynak yapılır, bu durumda dikişin toplam uzunluğu eşit bir kuvvetle belirlenir.
.
Kirişler ve kolonlar arasındaki bağlantı özgür(menteşeli) ve zor. Ücretsiz arayüz yalnızca dikey yükleri aktarır. Rijit bağlantı, yatay kuvvetleri absorbe edebilen ve kirişlerdeki tasarım momentini azaltabilen bir çerçeve sistemi oluşturur. Bu durumda kirişler yandaki kolona bitişiktir.
Serbest bağlantı ile kirişler kolonun üstüne yerleştirilerek montaj kolaylığı sağlanır.
Bu durumda kolon başlığı, plaketi destekleyen ve yükü kolon çubuğuna aktaran bir levha ve nervürlerden oluşur (Şek.).
Yük, kolonun merkezine yakın bulunan kirişlerin destek kirişlerinin frezelenmiş uçları aracılığıyla kolona aktarılırsa, başlık levhası, kirişlerin destek kirişlerinin altından geçen kirişler tarafından alttan desteklenir (Şekil a). ve B).
Pirinç. Kirişleri yukarıdan desteklerken sütun başlıkları
Kafanın kaburgaları taban plakasına ve kolonun dallarına bir geçiş çubuğu ile veya kolonun duvarına sağlam bir çubuk ile kaynaklanır. Kafa kaburgasını levhaya bağlayan dikişler kafa üzerindeki tüm basınca dayanmalıdır. Formülü kullanarak bunları kontrol edin
. (8)
Başın kaburgasının yüksekliği, yükü sütun çekirdeğine aktaran dikişlerin gerekli uzunluğu ile belirlenir (dikişlerin uzunluğu 85∙β w ∙k f'den fazla olmamalıdır:
. (9)
Kafanın kaburga kalınlığı, tam destek basıncı altında ezilmeye karşı direnç durumundan belirlenir.
, (10)
burada kırılmış yüzeyin uzunluğu, kirişin destek kirişinin genişliği artı kolon başı levhasının iki kalınlığına eşittir.
Kaburganın kalınlığını belirledikten sonra aşağıdaki formülü kullanarak kesme olup olmadığını kontrol etmelisiniz:
. (11)
Bir geçiş kolonunun kanallarının ve sürekli bir kolonun duvarlarının et kalınlıkları küçükse, kaburgaların kendilerine bağlandığı noktada kesme açısından da kontrol edilmelidir. Duvarı kafa yüksekliği dahilinde daha kalın hale getirebilirsiniz.
Taban plakasını taşıyan nervürlere rijitlik kazandırmak ve büyük yoğunlaşmış yüklerin iletildiği yerlerde kolon çubuğu duvarlarını stabilite kaybına karşı güçlendirmek için yükü taşıyan düşey nervürler alttan yatay nervürlerle çerçevelenir.
Baş destek plakası, basıncı üstteki yapıdan baş kirişlerine aktarır ve kirişlerin tasarım konumunu sabitleyen montaj cıvataları ile kirişlerin kolonlara sabitlenmesine hizmet eder.
Taban plakasının kalınlığının yapısal olarak 20-25 mm arasında olduğu varsayılmaktadır.
Kolonun ucu frezelendiğinde kirişlerden gelen basınç taban plakası üzerinden doğrudan kafanın kaburgalarına aktarılır. Bu durumda, levhayı kaburgalara ve kolonun dallarına bağlayan dikişlerin kalınlığı yapısal olarak belirlenir.
Kiriş kolona yandan bağlanırsa (Şekil), dikey reaksiyon kirişin destek kirişi üzerinden kolon flanşlarına kaynaklanmış bir tablaya iletilir. Kirişin destek kirişinin ucu ve masanın üst kenarı tutturulmuştur. Tablonun kalınlığı, kirişin destek kirişinin kalınlığından 20-40 mm daha fazla alınır.
Pirinç. Bir kirişin bir sütun üzerinde yandan desteklenmesi
Masanın sütuna üç taraftan kaynaklanması tavsiye edilir.
Kirişin cıvatalara asılmamasını ve destek tablasına sıkıca oturmasını sağlamak için kirişin destek kirişleri, çapı kirişin çapından 3 - 4 mm daha az olması gereken cıvatalarla sütun çubuğuna tutturulur. delikler.
Ders 13
Çiftlikler. Genel özellikleri ve sınıflandırma
Kafes, düğüm noktalarından birbirine bağlanan ve geometrik olarak değişmez bir yapı oluşturan çubuklardan oluşan bir sistemdir. Kafes kirişler düz (tüm çubuklar aynı düzlemde bulunur) ve uzaysal olabilir.
Düz Kafes kirişler (Şekil a) yalnızca kendi düzlemlerinde uygulanan yükü algılayabilir ve kendi düzlemlerinden bağlantılar veya diğer elemanlarla sabitlenmeleri gerekir. Uzaysal kafes kirişler (Şekil b, c), herhangi bir yönde etki eden yükleri absorbe edebilen sert bir uzaysal kiriş oluşturur. Böyle bir kirişin her yüzü düz bir kafestir. Uzay ışınına bir örnek, bir kule yapısıdır (Şekil d).
Pirinç. Düz (a) ve uzaysal (b, c, d) kafes kirişler
Kafes kirişlerin ana elemanları, kafes kirişin ana hatlarını oluşturan kayışlar ve destekler ve direklerden oluşan bir kafestir (Şek.).
1 - üst kayış; 2 - alt kayış; 3 - diş telleri; 4 - raf
Pirinç. Kafes elemanları
Kemer düğümleri arasındaki mesafeye panel denir ( D ) , destekler arasındaki mesafe - açıklık ( ben ), kirişlerin eksenleri (veya dış kenarları) arasındaki mesafe kirişin yüksekliğidir ( hf).
Kafes kirişler esas olarak uzunlamasına kuvvetler ve moment üzerinde çalışır (katı kirişlerin kirişlerine benzer); Kafes kafes esas olarak yanal kuvveti emer.
Düğümlerdeki elemanların bağlantıları, bir elemanın diğerine doğrudan bağlanmasıyla (Şekil a) veya düğüm köşebentleri kullanılarak (Şekil b) gerçekleştirilir. . Kafes çubukların esas olarak eksenel kuvvetler üzerinde çalışması ve momentlerin etkisinin ihmal edilebilmesi için kafes kiriş elemanları ağırlık merkezlerinden geçen eksenler boyunca ortalanır.
a – kafes elemanları doğrudan banda bitişik olduğunda;
b – elemanları köşebent kullanarak bağlarken
Pirinç. Kafes düğümleri
Kafes kirişler statik diyagrama, kirişlerin ana hatlarına, kafes sistemine, elemanların düğüm noktalarına bağlanma yöntemine ve elemanlardaki kuvvet miktarına göre sınıflandırılır. Statik şemaya göre Kafes kirişler vardır (Şek.): kiriş (bölünmüş, sürekli, konsol), kemerli, çerçeve ve kablolu.
Bölünmüş kirişler sistemler (Şekil a) bina kaplamalarında ve köprülerde kullanılır. Üretimi ve kurulumu kolaydır, karmaşık destek ünitelerinin kurulumunu gerektirmezler ancak çok metal yoğundurlar. Büyük açıklıklar için (40 m'den fazla), bölünmüş kafes kirişlerin büyük olduğu ortaya çıkıyor ve kurulum sırasında ayrı elemanlardan birleştirilmesi gerekiyor. Üst üste binen açıklıkların sayısı iki veya daha fazla olduğunda şunu kullanın: sürekli çiftlikler (Şekil b). Metal tüketimi açısından daha ekonomiktirler ve daha fazla sertliğe sahiptirler, bu da yüksekliklerinin azaltılmasını mümkün kılar. Ancak destekler yerleştiğinde, sürekli kafes kirişlerde ek kuvvetler ortaya çıkar, bu nedenle bunların zayıf çöküntü temelleri üzerinde kullanılması önerilmez. Ayrıca bu tür yapıların kurulumu karmaşıktır.
a - bölünmüş ışın; 6 - sürekli ışın; c, e - konsol;
g - çerçeve; d - kemerli; g - kablolu kaldı; z - birleştirilmiş :
Pirinç. Kafes sistemleri
Konsol Kafes kirişler (Şekil c, e) kanopiler, kuleler ve havai enerji hattı destekleri için kullanılır. Çerçeve sistemler (Şekil e) çelik tüketimi açısından ekonomiktir, daha küçük boyutlara sahiptir, ancak kurulum sırasında daha karmaşıktır.Uzun açıklıklı binalar için kullanımları rasyoneldir. Başvuru kemerli sistemler (Şekil e), çelikten tasarruf etmelerine rağmen, odanın hacminde ve kapalı yapıların yüzeyinde bir artışa yol açar.Kullanımları esas olarak mimari gereksinimlerden kaynaklanmaktadır. İÇİNDE kablolu kafes kirişler (Şekil g) tüm çubuklar yalnızca gerilim altında çalışır ve çelik kablolar gibi esnek elemanlardan yapılabilir. Bu tür kirişlerin tüm elemanlarının gerginliği, akorların ve kafesin ana hatlarının seçilmesinin yanı sıra ön gerilim oluşturularak elde edilir. Yalnızca gerilim altında çalışmak, stabilite sorunları ortadan kaldırıldığı için çeliğin yüksek mukavemet özelliklerinden tam olarak yararlanmanıza olanak tanır. Kablo destekli kafes kirişler uzun açıklıklı zeminler ve köprüler için rasyoneldir. Alttan bir sprengel veya desteklerle veya yukarıdan bir kemerle güçlendirilmiş bir kirişten oluşan kombine sistemler de kullanılır (Şekil h). Bu sistemlerin imalatı kolaydır (eleman sayısının az olması nedeniyle) ve ağır yapıların yanı sıra hareketli yüklerin bulunduğu yapılarda da etkilidir. Yapıları güçlendirirken kombine sistemlerin kullanılması, örneğin yük taşıma kapasitesi yetersizse kirişin kafes veya dikmelerle güçlendirilmesi çok etkilidir.
Bağlı olarak kemerlerin ana hatları kafes kirişler segmental, çokgen, trapez, paralel kuşaklı ve üçgen şeklinde bölünmüştür (Şek.).
Çelik tüketimi açısından en ekonomik olanı, moment diyagramına göre özetlenen kafes kiriştir. Düzgün dağıtılmış yüke sahip tek açıklıklı kiriş sistemi için bu, parçalı parabolik kuşaklı kafes kiriş (Şek. a ). Bununla birlikte, kayışın eğrisel taslağı imalatın karmaşıklığını arttırmaktadır, dolayısıyla bu tür kirişler şu anda pratikte kullanılmamaktadır.
Daha kabul edilebilir çokgen ana hatları (Şekil b), her düğümde kemerin kırılmasıyla birlikte. Moment diyagramının parabolik taslağına oldukça yakındır ve eğrisel elemanların imalatını gerektirmez. Bu tür kafes kirişler bazen büyük açıklıkları kapatmak için ve köprülerde kullanılır.
a - segmental; b - çokgen; c - yamuk; g - paralel kayışlarla; d, f, g, i - üçgen
Pirinç. Makas kemerlerinin ana hatları:
Çiftlikler yamuk ana hatlar (Şekil c), öncelikle düğümlerin basitleştirilmesinden dolayı tasarım avantajlarına sahiptir. Ek olarak, kaplamada bu tür kirişlerin kullanılması, çerçevenin sağlamlığını arttıran sert bir çerçeve düzeneğinin oluşturulmasını mümkün kılar.
Çiftlikler paralel kayışlar (Şekil d) eşit uzunlukta kafes elemanlarına, aynı düğüm düzenine, elemanların ve parçaların en yüksek tekrarlanabilirliğine ve bunların üretimlerinin sanayileşmesine katkıda bulunan birleşme olasılığına sahiptir.
Çiftlikler üçgensel ana hatlar (Şekil e, f, g, i) konsol sistemleri için ve ayrıca açıklığın ortasında konsantre yüke sahip kiriş sistemleri (kirişli kirişler) için rasyoneldir. Dağıtılmış bir yük ile üçgen kafes kirişler metal tüketimini arttırmıştır. Ayrıca bir takım tasarım kusurları da var. Keskin destek ünitesi karmaşıktır ve kolonlarla yalnızca menteşeli bağlantıya izin verir. Ortadaki destekler son derece uzun çıkıyor ve bunların kesitlerinin maksimum esneklik sağlayacak şekilde seçilmesi gerekiyor, bu da aşırı metal tüketimine neden oluyor.
Elemanları bağlama yöntemine göre Düğümlerde kafes kirişler kaynaklı ve cıvatalı olarak ayrılır. 50'li yıllardan önce üretilen yapılarda perçinli bağlantılar da kullanılıyordu. Ana kafes türleri kaynaklıdır. Montaj ünitelerinde kural olarak yüksek mukavemetli cıvatalarla cıvatalı bağlantılar kullanılır.
Maksimum çabanın büyüklüğüne göre basit haddelenmiş veya bükülmüş profillerden (çubuklardaki kuvvetlerle) yapılmış eleman bölümlerine sahip hafif kafes kirişler arasında geleneksel olarak ayrım yapılır N< 3000 kN) ve kompozit kesitli ağır kafes kirişler (N> 3000 kN).
Kafes kirişlerin verimliliği ön gerilim uygulanarak artırılabilir.
Kafes kafes sistemleri
Kafeslerde kullanılan kafes sistemleri Şekil 2'de gösterilmektedir.
a - üçgen; b - raflı üçgen; c, d - çapraz; d - kafesli; e - çapraz; g - çapraz; ve - eşkenar dörtgen; k - yarım köşegen
Pirinç. Kafes kafes sistemleri
Kafes tipinin seçimi, yük uygulama düzenine, akorların ana hatlarına ve tasarım gereksinimlerine bağlıdır. Ünitelerin kompaktlığını sağlamak için destekler ile bant arasındaki açının 30...50 0 aralığında olması tavsiye edilir.
Üçgen sistem kafes (Şekil a), en küçük toplam eleman uzunluğuna ve en az sayıda düğüme sahiptir. çiftlikler var artan Ve aşağı doğru destek braketleri.
Yoğun yüklerin uygulandığı yerlerde (örneğin çatı aşıklarının desteklendiği yerlerde) ilave raf veya askılar takılabilir (Şekil b). Bu raflar aynı zamanda bandın tahmini uzunluğunun azaltılmasına da hizmet eder. Raflar ve süspansiyonlar yalnızca yerel yüklerde çalışır.
Üçgen bir kafesin dezavantajı, stabilitelerini sağlamak için ek çelik tüketimi gerektiren uzun sıkıştırılmış desteklerin varlığıdır.
İÇİNDE diyagonal kafeste (Şekil c, d) tüm desteklerin bir işaretin kuvvetleri vardır ve rafların başka bir işareti vardır. Çapraz kafes, üçgen kafesle karşılaştırıldığında daha metal yoğun ve emek yoğundur, çünkü kafes elemanlarının toplam uzunluğu daha uzundur ve içinde daha fazla düğüm vardır. Düşük kafes kiriş yükseklikleri ve büyük düğüm yükleri için çapraz kafes kullanılması tavsiye edilir.
Şprengelnayaızgara (Şekil e), konsantre yüklerin üst kirişe düğüm dışı uygulanması için ve ayrıca bandın tahmini uzunluğunun azaltılması gerektiğinde kullanılır. Daha fazla emek gerektirir ancak çelik tüketimini azaltabilir.
Geçmek kafes (Şekil e), kafes kiriş üzerinde hem bir hem de diğer yönde bir yük olduğunda (örneğin, rüzgar yükü) kullanılır. Markalardan yapılmış kemerlerin bulunduğu çiftliklerde kullanabilirsiniz. geçmek doğrudan tişörtün duvarına tutturulmuş desteklere sahip tek köşelerden bir kafes (Şekil g).
Eşkenar dörtgenVe yarı diyagonal iki destek sistemi nedeniyle ızgaralar (Şekil i, j) büyük bir sertliğe sahiptir; Bu sistemler köprülerde, kulelerde, direklerde ve bağlantılarda çubukların tasarım uzunluğunu azaltmak için kullanılır.
Kafes çubuk bölümlerinin türleri
Sıkıştırılmış kafes çubuklar için çelik tüketimi açısından en verimli olanı ince duvarlı boru şeklindeki bölümdür (Şekil a). Yuvarlak bir boru, sıkıştırılmış elemanlar için ağırlık merkezine göre en uygun malzeme dağılımına sahiptir ve diğer profillere eşit bir kesit alanına sahip olup, tüm yönlerde aynı olan en büyük dönme yarıçapına (i ≈ 0,355d) sahiptir. bu da en az esnekliğe sahip bir çubuk elde etmeyi mümkün kılar. Kafeslerde boruların kullanılması %20...25'e kadar çelik tasarrufu sağlar.
Pirinç. Hafif şekil elemanlarının bölüm türleri
Yuvarlak boruların en büyük avantajı iyi bir düzendir. Bu sayede üzerlerindeki rüzgar basıncı daha azdır ve bu özellikle yüksek açık yapılar (kuleler, direkler, vinçler) için önemlidir. Borular çok az don ve nem tutar, bu nedenle korozyona karşı daha dayanıklıdırlar ve temizlenmesi ve boyanması kolaydır. Bütün bunlar boru şeklindeki yapıların dayanıklılığını arttırır. Korozyonu önlemek için borunun iç boşlukları kapatılmalıdır.
Dikdörtgen bükülmüş kapalı bölümler (Şekil b), elemanların bağlantılarının basitleştirilmesini mümkün kılar. Ancak pahsız ünitelere sahip bükülmüş kapalı profillerden yapılan kafes kirişler yüksek üretim hassasiyeti gerektirir ve yalnızca uzman fabrikalarda üretilebilir.
Yakın zamana kadar hafif kafes kirişler esas olarak iki köşeden tasarlanıyordu (Şekil c, d, e, f). Bu tür bölümler çok çeşitli alanlara sahiptir ve köşebentler üzerinde bağlantı noktaları oluşturmak ve kirişlere bitişik yapıları (aşıklar, çatı kaplama panelleri, bağlar) bağlamak için uygundur. Bu tasarım formunun önemli bir dezavantajı ise; farklı standart boyutlarda çok sayıda eleman, bağlantı parçaları ve contalar için önemli miktarda metal tüketimi, imalatta yüksek emek yoğunluğu ve köşeler arasında korozyona neden olan boşlukların varlığı. Bir tişört tarafından oluşturulan iki açının kesitine sahip çubuklar, sıkıştırma altında çalışırken etkili değildir.
Nispeten küçük bir kuvvetle kafes çubukları tek açılı olarak yapılabilir (Şekil g). Bu bölümün imalatı, özellikle şekilsiz birimlerle daha kolaydır çünkü daha az montaj parçası vardır ve temizlik ve boyama için kapatılmış boşluklara sahip değildir.
Kafes kemerler için t-çubukların kullanılması (Şekil i), düğümlerin önemli ölçüde basitleştirilmesine olanak tanır. Böyle bir kafes kirişte, desteklerin ve rafların köşeleri, köşebentler olmadan doğrudan tişörtün duvarına kaynak yapılabilir. Bu, montaj parçalarının sayısını yarıya indirir ve imalattaki emek yoğunluğunu azaltır:
Kafes kayışı eksenel kuvvete ek olarak bükülme sırasında da çalışıyorsa (ekstra düğüm yük aktarımıyla), bir I-kirişin veya iki kanalın bir bölümü rasyoneldir (Şekil j, l).
Çoğu zaman, kafes kiriş elemanlarının bölümleri farklı profil türlerinden alınır: I-kirişlerden yapılmış kayışlar, kavisli kapalı profillerden yapılmış bir kafes veya T-çubuklardan yapılmış kayışlar, eşleştirilmiş veya tek köşelerden yapılmış bir kafes. Bu birleşik çözümün daha akılcı olduğu ortaya çıkıyor.
Sıkıştırılmış kafes kiriş elemanları karşılıklı olarak dik iki yönde eşit derecede stabil olacak şekilde tasarlanmalıdır. Aynı tasarım uzunluklarıyla ben x = ben Yuvarlak borulardan ve kare bükümlü-kapalı profillerden oluşan kesitler bu şartı sağlamaktadır.
Eşleştirilmiş açılardan yapılan kafes kirişlerde, benzer atalet yarıçapları (i x ≈ i y), büyük raflarda bir araya getirilen eşit olmayan açılara sahiptir (Şekil d). Kafes düzlemindeki tahmini uzunluk düzlemden iki kat daha azsa (örneğin, bir kafes kirişin varlığında), küçük flanşlarla bir araya getirilen eşit olmayan açılardan oluşan bir bölüm (Şekil e) rasyoneldir, çünkü bu durumda i y ≈ 2i x.
Ağır kafes kirişlerin çubukları, birkaç elemandan oluşan daha güçlü ve gelişmiş bölümlere sahip olmaları bakımından hafif olanlardan farklıdır (Şekil).
Pirinç. Ağır kafes elemanlarının bölüm türleri
Kafes çubukların tasarım uzunluğunun belirlenmesi
Sıkıştırılmış elemanların yük taşıma kapasitesi tasarım uzunluklarına bağlıdır:
ben ef = μ× ben, (1)
Nerede ts -çubuğun uçlarını sabitleme yöntemine bağlı olarak uzunluk azaltma katsayısı;
ben- çubuğun geometrik uzunluğu (düğümlerin merkezleri veya yer değiştirmeye karşı sabitleme noktaları arasındaki mesafe).
Stabilite kaybı durumunda çubuğun hangi yönde büküleceğini önceden bilmiyoruz: kafes kiriş düzleminde mi yoksa dik yönde mi? Bu nedenle sıkıştırılmış elemanlar için tasarım uzunluklarının bilinmesi ve her iki yönde stabilitenin kontrol edilmesi gerekmektedir. Esnek gerilmiş çubuklar kendi ağırlıkları altında sarkabilir, nakliye ve kurulum sırasında kolayca hasar görebilir ve dinamik yükler altında titreşebilir, dolayısıyla esneklikleri sınırlıdır. Esnekliği kontrol etmek için gerilmiş çubukların hesaplanan uzunluğunu bilmek gerekir.
Fenerli bir endüstriyel binanın kafes kirişi örneğini kullanarak (Şek.), tahmini uzunlukları belirleme yöntemlerini ele alacağız. Düğümler arasında düzlemindeki stabilite kaybı sırasında kafes kirişlerin olası eğriliği meydana gelebilir (Şekil a).
Bu nedenle, kirişin düzlemindeki kirişin hesaplanan uzunluğu, düğümlerin merkezleri arasındaki mesafeye eşittir (μ = 1). Kafes kiriş düzleminden gelen burkulmanın şekli, kayışın yer değiştirmeye karşı emniyete alındığı noktalara bağlıdır. Üst kiriş boyunca sert metal veya betonarme paneller döşenirse, banda kaynak yapılır veya cıvatalanırsa, bu panellerin genişliği (genellikle düğümler arasındaki mesafeye eşit) bandın tahmini uzunluğunu belirler. Doğrudan banda bağlanan profilli bir döşeme çatı kaplaması olarak kullanılıyorsa, bant tüm uzunluğu boyunca stabilite kaybına karşı emniyete alınır. Aşıklar boyunca çatı kaplarken, kirişin kiriş düzleminden tahmini uzunluğu, yatay düzlemde yer değiştirmeye karşı emniyete alınan aşıklar arasındaki mesafeye eşittir. Aşıklar bağlarla sabitlenmezse kiriş kirişinin hareketini engelleyemezler ve kirişin tahmini uzunluğu kirişin tüm açıklığına eşit olacaktır. Aşıkların kemeri sabitlemesi için yatay bağlantıların (Şekil b) kurulması ve aşıkların bunlara bağlanması gerekir. Fenerin altındaki kaplama alanına ara parçalar yerleştirilmelidir.
A - kafes düzleminde stabilite kaybı sırasında üst akorun deformasyonu; M.Ö - aynısı, kafes kirişin düzleminden; d - kafes deformasyonu
Pirinç. Kafes elemanların tasarım uzunluklarını belirlemek
Bu nedenle, kirişin kiriş düzleminden hesaplanan uzunluğu genellikle yer değiştirmeye karşı emniyete alınan noktalar arasındaki mesafeye eşittir. Kayışı sabitleyen elemanlar çatı kaplama panelleri, aşıklar, bağlantılar ve payandalar olabilir. Kurulum işlemi sırasında, kafes kirişi sabitlemek için çatı elemanları henüz monte edilmediğinde, düzlemlerinden geçici bağlar veya ara parçalar kullanılabilir.
Kafes elemanlarının tasarım uzunluğunu belirlerken düğümlerin sertliği dikkate alınabilir. Stabilite kaybolduğunda, sıkıştırılmış eleman düğümü döndürme eğilimi gösterir (Şekil d). Bu düğüme bitişik çubuklar bükülmeye karşı direnç gösterir. Düğümün dönmesine karşı en büyük direnç, gerilmiş çubuklar tarafından sağlanır, çünkü bükülmeden kaynaklanan deformasyon, düğümler arasındaki mesafenin azalmasına yol açarken, ana kuvvet nedeniyle bu mesafenin artması gerekir. Sıkıştırılmış çubuklar, dönme ve eksenel kuvvetten kaynaklanan deformasyonlar bir yöne yönlendirildiğinden ve ayrıca stabiliteyi kaybedebildikleri için bükülmeye karşı zayıf direnç gösterirler. Böylece, düğüme ne kadar çok gerilmiş çubuklar bitişik olursa ve o kadar güçlü olurlar; Doğrusal sertlikleri arttıkça, söz konusu çubuğun sıkışma derecesi de artar ve tasarım uzunluğu da kısalır. Sıkıştırılmış çubukların sıkışma üzerindeki etkisi ihmal edilebilir.
Düğüme bitişik gerilebilir kafes elemanlarının doğrusal sertliği düşük olduğundan, sıkıştırılmış kayış düğümlerde zayıf bir şekilde sıkıştırılır. Bu nedenle kayışların tahmini uzunluğunu belirlerken düğümlerin sertliğini hesaba katmadık. Aynı durum destek destekleri ve raflar için de geçerlidir. Onlar için, kayışlarda olduğu gibi tasarım uzunlukları geometrik uzunluğa eşittir, yani. düğümlerin merkezleri arasındaki mesafe.
Diğer kafes elemanları için aşağıdaki şema benimsenmiştir. Üst akorun düğümlerinde elemanların çoğu sıkıştırılmıştır ve sıkışma derecesi küçüktür. Bu düğümler menteşeli olarak kabul edilebilir. Alt akorun düğümlerinde, düğümde birleşen elemanların çoğu gerilir. Bu düğümler elastik olarak sıkıştırılmıştır.
Sıkışma derecesi yalnızca sıkıştırılmış elemana bitişik çubukların kuvvetlerinin işaretine değil aynı zamanda ünitenin tasarımına da bağlıdır. Düğümü sıkan bir köşebent varsa, sıkışma daha büyüktür, bu nedenle standartlara göre, düğüm köşebentli kafes kirişlerde (örneğin, eşleştirilmiş açılardan), kafes kiriş düzlemindeki tahmini uzunluk 0,8x'tir. ben ve uçtan uca bitişik elemanlara sahip kafes kirişlerde, düğüm köşebentleri olmadan - 0,9× ben .
Kafes düzleminde stabilite kaybı olması durumunda, sıkışma derecesi kirişlerin burulma sertliğine bağlıdır. Köşebentler düzlemlerinden esnektir ve sac menteşeler olarak düşünülebilir. Bu nedenle, köşebentlerde düğümleri olan kafes kirişlerde kafes elemanlarının tahmini uzunluğu, düğümler arasındaki mesafeye eşittir ben 1. Burulma direnci yüksek olan kapalı profillerden (yuvarlak veya dikdörtgen borular) yapılmış kirişli kafes kirişlerde, tasarım uzunluğunun azalma katsayısı 0,9'a eşit alınabilir.
Tablo, en yaygın düz kafes kiriş durumları için hesaplanan eleman uzunluklarını göstermektedir.
Tablo - Kafes elemanların tasarım uzunlukları
Not. ben-elemanın geometrik uzunluğu (düğümlerin merkezleri arasındaki mesafe); ben 1 - Kafes düzleminden yer değiştirmeye karşı emniyete alınan düğümlerin merkezleri arasındaki mesafe (kafes kirişleri, destekler, kaplama levhaları vb.).
Sıkıştırılmış ve gerilebilir elemanlar için kesit seçimi
Sıkıştırılmış elemanların kesit seçimi
Sıkıştırılmış kafes kiriş elemanlarının bölümlerinin seçimi, stabilite koşulundan gerekli alanın belirlenmesiyle başlar.
, (2)
.
1) Hafif kafes kirişlerin kayışları için l = 60 - 90 ve kafes için l olduğu geçici olarak varsayılabilir. = 100 - 120. Daha az eforla daha fazla esneklik değerleri elde edilir.
2) Gerekli alana göre ürün yelpazesinden uygun bir profil seçilir, gerçek geometrik özellikleri A, i x, i y belirlenir.
3) l x = l x /i x ve l y ='yi bulun ben y / ben y , Daha fazla esneklik için j katsayısı belirtilir.
4) Formül (2)'yi kullanarak stabilite kontrolü yapın.
Çubuğun esnekliği daha önce yanlış ayarlanmışsa ve test aşırı gerilim veya önemli (%5-10'dan fazla) düşük gerilim gösterdiyse, önceden ayarlanmış ve gerçek esneklik değeri arasında bir ara değer alınarak bölüm ayarlanır. Genellikle ikinci yaklaşım amacına ulaşır.
Not. Haddelenmiş profillerden yapılan sıkıştırılmış elemanların yerel stabilitesinin sağlandığı düşünülebilir çünkü haddeleme koşulları, profillerin flanşlarının ve duvarlarının kalınlığının stabilite koşullarından gerekenden daha büyük olmasını belirler.
Profil türünü seçerken, rasyonel bir bölümün hem düzlemde hem de kafes kiriş düzleminden aynı esnekliğe sahip olduğunu (eşit stabilite ilkesi) hatırlamanız gerekir, bu nedenle profilleri atarken şunları yapmanız gerekir: Etkin uzunlukların oranına dikkat edin. Örneğin, bir kafes kirişi açılardan tasarlıyorsak ve elemanın düzlemdeki ve düzlemdeki hesaplanan uzunlukları aynıysa, o zaman eşit olmayan açıları seçmek ve bunları büyük raflara bir arada yerleştirmek mantıklıdır, çünkü bu durumda i x ≈ ben y ve ne zaman ben x = ben y λ x ≈ λ y . Tahmini uzunluk düzlemin dışındaysa ben y düzlemdeki tasarım uzunluğunun iki katıdır ben x (örneğin, fenerin altındaki alandaki üst kiriş), o zaman daha rasyonel bir bölüm, küçük raflarla birlikte yerleştirilen iki eşit olmayan açının bir bölümü olacaktır, çünkü bu durumda i x ≈ 0,5×i y ve ben x =0,5× ben y λ x ≈ λ y . Kafes elemanları için ben x =0,8× ben En mantıklısı eşit açılardan oluşan bir kesit olacaktır. Kafes kirişleri için, kafes kirişi kaldırırken düzlemden daha fazla sağlamlık sağlamak amacıyla daha küçük flanşlarla birlikte yerleştirilen eşit olmayan açılardan oluşan bir bölüm tasarlamak daha iyidir.
Çekme elemanları bölümünün seçimi
Gerilmiş kafes çubuğunun gerekli kesit alanı formülle belirlenir
. (3)
Daha sonra ürün yelpazesine göre en yakın daha büyük alana sahip profil seçilir. Bu durumda kabul edilen kesitin kontrol edilmesine gerek yoktur.
Maksimum esneklik için çubuk kesitlerinin seçimi
Kafes elemanları genellikle sert çubuklardan tasarlanmalıdır. Rijitlik, sınır durumu stabilite kaybıyla belirlenen sıkıştırılmış elemanlar için özellikle önemlidir. Bu nedenle, sıkıştırılmış kafes kiriş elemanları için SNiP, maksimum esneklik için yabancı düzenleyici belgelerden daha katı gereksinimler belirler. Kafes kirişlerin ve bağların sıkıştırılmış elemanları için maksimum esneklik, çubuğun amacına ve yükleme derecesine bağlıdır: , burada N - tasarım kuvveti, j×R y ×g c - yük taşıma kapasitesi.
Gergi çubukları da özellikle dinamik yüklere maruz kaldıklarında çok esnek olmamalıdır. Statik yükler altında çekme elemanlarının esnekliği yalnızca düşey düzlemde sınırlıdır. Germe elemanları öngerilmeli ise esneklikleri sınırlı değildir.
Bir dizi hafif kafes çubuğu düşük kuvvetlere ve dolayısıyla düşük gerilimlere sahiptir. Bu çubukların kesitleri maksimum esneklik sağlayacak şekilde seçilmiştir. Bu tür çubuklar genellikle üçgen bir kafes içinde ek direkler, kafes kirişlerin orta panellerinde destekler, destek elemanları vb. içerir.
Çubuğun tahmini uzunluğunu bilmek ben ef ve nihai esneklik değeri l pr, gerekli dönme yarıçapını belirleriz i tr = ben ef/l tr. Buna göre ürün yelpazesinde en küçük alana sahip bölümü seçiyoruz.
Kolonlar, yukarıdaki yapılardan gelen yükü temelden zemine aktarmaya yarar. Yükün kolona nasıl uygulandığına bağlı olarak, merkezi olarak sıkıştırılmış, eksantrik olarak sıkıştırılmış ve sıkıştırılmış-esnek kolonlar ayırt edilir. Merkezi olarak sıkıştırılmış kolonlar, kolonun ekseni boyunca uygulanan ve kesitinin eşit şekilde sıkıştırılmasına neden olan uzunlamasına bir kuvvetle çalışır. Eksantrik olarak sıkıştırılmış kolonlar ve sıkıştırılmış-bükülmüş kolonlar, boyuna kuvvetten kaynaklanan eksenel sıkıştırmaya ek olarak momentten itibaren bükülme üzerinde de çalışırlar.
Sütunlar üç ana bölümden oluşur: kamış kolonun ana taşıyıcı elemanı olan; KAFA üstteki yapılara destek görevi gören ve bunları sütuna sabitleyen; üsler kolondan gelen yoğun yükü temel yüzeyine dağıtarak ankraj cıvataları kullanarak bağlantı sağlar.
Sütunlar farklılık gösterir: türe göre - sabit ve yükseklik bölümlerinde değişken; tasarıma göre, çubuğun bölümleri katı (katı duvarlı) ve içinden (kafes) yapılmıştır.
Kolon bölümünün tipini seçerken, yükün büyüklüğünü, destek yapılarını bağlamanın rahatlığını, çalışma koşullarını, üretim yeteneklerini dikkate alarak en ekonomik çözümü elde etmeye çalışmak gerekir.
Ana katı sütun tipi, haddelenmiş olanlarla birlikte, otomatik kaynak kullanılarak üretilmesi en uygun olan ve destekleyici yapıların basit bir şekilde birleştirilmesine izin veren, üç haddelenmiş çelik levhadan oluşan kaynaklı bir I-kiriştir. Bir geçiş kolonunun çekirdeği, dalların ortak çalışmasını sağlayan ve bir bütün olarak sütunun stabilitesini önemli ölçüde etkileyen, şeritler veya destekler biçiminde bağlantı elemanları ile birbirine bağlanan iki daldan (haddelenmiş kanallar veya I-kirişler) oluşur. ve şubeleri.
Üçgen bir destek kafesi, tüm elemanları eksenel kuvvetler altında çalışan kolon yüzünün düzleminde bir kafes oluşturduğundan, çıtalardan daha serttir. Boyuna kuvvetin 2500 kN'den fazla olduğu veya dallar arasında önemli bir mesafenin (0,8 m'den fazla) olduğu kolonlarda kullanılması tavsiye edilir. Kalaslar, kolon yüzeyinin düzleminde rijit düğümler ve bükme elemanları ile desteksiz bir sistem oluşturur.
İki branşın geçiş kolonlarındaki iç yüzeylerin muayenesi ve olası boyanması için branşmanların flanşları arasında en az 100 mm'lik bir boşluk oluşturulur.
Sütun tasarım diyagramı
Pirinç. 4.1. Sütun tasarım diyagramı
Hesaplanan sütun uzunluğu benef Kolonun temele sabitlenmesi ve üst kısımda bitişik kirişle eşleştirilmesi yöntemleri dikkate alındığında, aşağıdakilere eşit olduğu varsayılır:
benef = μ ben,
Nerede ben – geometrik sütun uzunluğu;
μ - uçlarını sabitleme koşullarına ve yükleme tipine bağlı olarak alınan etkili uzunluk katsayısı (yukarıdan kolon üzerinde uzunlamasına bir kuvvetin etkisi altında: μ = 1 – kolonun her iki ucundan menteşeli bağlantı ile; μ = 0,7 – kolonun bir ucu sağlam bir şekilde sabitlendiğinde ve diğer ucu menteşelendiğinde).
Kirişler bir kolon üzerinde üstten mesnetlendiğinde kolon üst uçtan mafsallı olarak kabul edilir. Kolonun temele sabitlenmesi menteşeli veya sert olabilir. Temel yeterince masifse ve kolonun tabanı gelişmişse ve güvenilir bir ankraj varsa, kolonun temele sıkıştırılmış olduğu düşünülebilir.
Merkezi sıkıştırmaya maruz kalan elemanların mukavemetinin hesaplanması N formülüne göre yapılmalıdır
Nerede AN– net kesit alanı.
Merkezi sıkıştırma altında kolon stabilitesinin hesaplanması aşağıdaki formüle göre yapılır
Nerede φ - Tabloya göre çeşitli stabilite eğrileri için koşullu esnekliğe göre alınan, merkezi sıkıştırma altında stabilite katsayısı. 3.11.
4.1. Yuvarlanan kolonun hesaplanması
Örnek 4.1. Yüksekliğe sahip haddelenmiş geniş flanşlı sütun I-kirişlerinden yapılmış sağlam bir sütun seçin ben= 6 m Kolon alttan ve üstten menteşelidir. Tasarım boyuna kuvveti N= 1000kN. Yapı malzemesi – tasarım dirençli çelik sınıfı C245 Rsen γ İle= 1.
Pirinç. 4.2. Yuvarlanan sütun bölümü
Kolonun tahmini uzunluklarını eksenlere dik düzlemlerde belirleriz x-x Ve ah:
2500 kN'a kadar kuvvete sahip orta uzunlukta kolonların ön esnekliği, λ = 100...60. Kabul ediyoruz λ = 100.
Sütunun koşullu esnekliği formülle belirlenir
V"(bkz. Tablo 3.12) merkezi sıkıştırma altında stabilite katsayısını belirliyoruz J= 0,560.
Gerekli kesit alanını hesaplıyoruz:
Gerekli dönme yarıçapını bulun:
Ürün yelpazesinden geniş flanşlı I-kirişini kabul ediyoruz Ι 23K2/GOST26020-83 bir kesit alanına sahip A= 75,77 cm2; dönme yarıçapları і X= 10,02 cm ve і sen= 6,04 cm.
Esnekliğin tanımlanması:
λ X = benX/і X= 600 / 10,02 = 59,88; λ sen = bensen/і sen= 600 / 6,04 = 99,34.
Kolonun koşullu maksimum esnekliği
Koşullu esnekliğe göre sen tanımlamak J= 0,564.
Kolonun stabilitesini en az sertlik düzleminde (eksene göre) kontrol ediyoruz y-sen):
Bölüm kabul edildi.
Kolonun stabilite koşulu karşılanmıyorsa kesit boyutları ayarlanır (çeşitlere göre bitişik haddelenmiş ürün sayısı kabul edilir) ve tekrar kontrol edilir.
4.2. Sürekli kaynaklı kolonun hesaplanması ve tasarımı
Örnek 4.2.Örnek 3.4'e göre, üç haddelenmiş levhadan yapılmış, simetrik I kesitli sağlam kaynaklı bir sütun seçin. Altta, sütun temele sağlam bir şekilde kenetlenmiştir, üstte kirişlere menteşelenmiştir. İşaretler: çalışma platformu güvertesinin üst kısmı 13 m Tabloya göre yapım malzemesi. 2.1 – tasarım dirençli çelik sınıfı C245 Rsen= 24 kN/cm2. Çalışma koşulları faktörü γ İle= 1.
Şekil 2'deki kolonun tasarım diyagramı. 4.1. Boyuna kuvvet N kolonu sıkıştırmak, kolon üzerinde duran ana kirişlerden gelen iki reaksiyona (enine kuvvetlere) eşittir:
N = 2Q maks = 2 1033,59 = 2067,18 kN.
Kolonun geometrik uzunluğu (temelden ana kirişin tabanına kadar), çalışma platformu zemininin seviyesi eksi, destek üzerindeki ana kirişin yüksekliğinden oluşan zeminin gerçek inşaat yüksekliğine eşittir. H o , güverte kirişinin yüksekliği Hmilyar ve döşeme kalınlığı TN artı bitmiş zemin seviyesinin altındaki sütun tabanının derinliği (0,6 - 0,8 m derinlik kabul edilir):
Kiriş kafesinde yardımcı kiriş varsa (kirişler döşemeyle birleştiğinde) kirişin yüksekliği döşeme yüksekliğine eklenir. Hbv.
Eksenlere dik düzlemlerde hesaplanan sütun uzunlukları x-x Ve ah:
Pirinç. 4.3. Katı kaynaklı bir kolonun kesiti
Ortalama uzunluklu bir sütunun esnekliği ile ayarlanır λ = 100 – 60, kuvveti 2500 kN'ye kadar olan kolonlar için; λ = 60 – 40 – 2500 –4000 kN kuvvete sahip kolonlar için; daha güçlü sütunlar için esneklik kabul edilir λ = 40 – 30.
Kabul ediyoruz λ = 80.
Sütunun koşullu esnekliği
Stabilite eğrisi tipine sahip bir I kesiti için koşullu esnekliğe göre" V"merkezi sıkıştırma altında stabilite katsayısını belirliyoruz" J= 0,697 (bkz. Tablo 3.11).
Kolonun gerekli kesit alanı
Bölümün gerekli dönme yarıçapı:
Benx = beny = lX/ben= 813 / 80 = 10,16 cm.
Tablodan kullanma. 4.1 dönme yarıçapının kesit tipine ve boyutlarına bağımlılığı (yükseklik H ve genişlik B), bir I-kirişi için tanımlıyoruz:
saat =BenX/k 1 = 10,16 / 0,43 = 23,63 cm;
b =Bensen/k 2 = 10,16 / 0,24 = 42,33 cm;
Teknolojik nedenlerden dolayı (bel dikişlerinin otomatik kaynaklanması durumunda), duvar yüksekliği Hw bant genişliğinden az olmamalıdır BF. Bölüm boyutlarını, bunları sayfaların standart genişliğine bağlayarak atarız: 
Diğer hesaplamalar yalnızca eksene göre yapılır ahÇubuğun bu eksene göre esnekliği eksene göre neredeyse iki kat daha büyük olacağından x-x.
Duvar kalınlığı, yerel stabilite durumuna göre minimuma ayarlanır ve 6 - 16 mm aralığında alınır.
Koşullu esnekliğin sınırlandırılması
Duvar esnekliği (tasarım duvar yüksekliğinin kalınlığa oranı) Hw/Tw) merkezi olarak sıkıştırılmış I-kiriş kolonlarında, yerel duvar stabilitesinin durumuna göre aşılmamalıdır 
değerlerin tablodan belirlendiği yer. 4.2.
Duvar kalınlığını belirleyin 
Kesit alanı 400´8 mm olan bir levhadan bir duvar kabul ediyoruz
Tasarım nedeniyle duvar kalınlığı Tw daha az kabul edildi Tw, yerel stabilite koşulundan en az sonra, duvar, duvarın tasarım bölmesini ikiye bölen eşleştirilmiş veya tek taraflı uzunlamasına bir takviye kaburga ile güçlendirilmelidir (Şekil 4.4). Çubuğun tasarım kesitine boyuna nervürler dahil edilmelidir:
Ahesap =A+å AP.
Efsane:`
ben- merkezi basınç altında stabilite açısından dikkate alınan elemanın koşullu esnekliği;
`ben 1 – o anın düzlemindeki stabilite dikkate alınarak elemanın koşullu esnekliği.
Notlar: 1. Kutu şeklindeki profiller kapalı dikdörtgen profilleri (kompozit, bükülmüş dikdörtgen ve kare) içerir.
2. Bir kutu bölümünde m> 0 değer ` benah eğilme momenti düzlemine paralel bir duvar için belirlenmelidir.
3. 0 değerleri için < M < 1,0 değer ` benah kullanılarak hesaplanan değerler arasında doğrusal enterpolasyonla belirlenmelidir. M= 0 ve M= 1,0.
Raf çıkıntı genişlik oranı Bef = (BF – Tw)/2 = (40 – 8) / 2 = 19,6 cm
raf kalınlığına kadar TF Koşullu esnekliğe sahip merkezi olarak sıkıştırılmış elemanlarda
ben= 0,8 – 4 rafın yerel stabilite durumuna göre aşmamalıdır
rafın minimum kalınlığını belirlediğimiz yerden:
Bir rafın gerekli alanı
Pirinç. 4.4.
Gerekli raf kalınlığı
Kabul ediyoruz
Bölüm yüksekliği
H = Hw + 2TF= 400 + 2 ∙ 1,2 = 42,4 cm.
Raf alanı
Bölümün geometrik özelliklerini hesaplıyoruz:
- kare
– eksene göre eylemsizlik momenti ah(duvarın eylemsizlik momentini ihmal ediyoruz)
– eylemsizlik yarıçapı
– gerçek esneklik
– koşullu esneklik
– merkezi sıkıştırma altında stabilite katsayısı
Sütunun y-y eksenine göre genel stabilitesi
Kolonun eksene göre genel stabilitesinin kontrol edilmesi y-sen:
Nerede Gİle= 1 – tabloya göre çalışma koşullarının katsayısı. 1.3.
Sütundaki düşük gerilim
Bölüm kabul edildi.
Kolon stabilite koşulu sağlanmıyorsa kesit boyutları ayarlanarak yeniden kontrol edilir. Ayarlama, kural olarak, yerel stabilite durumlarının zorunlu olarak gözetilmesine bağlı olarak rafların boyutu değiştirilerek yapılır.
Bölümün konturunu ve sütun duvarını güçlendirmek için 
belli bir mesafede bulunan enine takviyeleri takın A= (2,5...3)Hw biri diğerinden; Her gönderici elemanın en az iki nervürü olmalıdır (bkz. Şekil 4.4). Çıkıntılı parçanın minimum boyutları BR ve kalınlık TR enine takviyeler ana kiriştekiyle aynı şekilde alınır.
Kontrol ediyoruz:
enine takviyelerin montajı gerekli değildir.
Bağların, kirişlerin, dikmelerin ve diğer elemanların kolona bitişik olduğu yerlerde, duvar kalınlığına bakılmaksızın yoğun kuvvet iletim bölgesine takviyeler monte edilir.
Kiriş ve duvar arasındaki bağlantı aşağıdaki formüle göre kesme için hesaplanır:
Nerede T = QkurguSF/BEN– Kayışın birim uzunluğu başına kesme kuvvetinin neden olduğu
geleneksel kesme kuvveti
Qkurgu = 7,15 ∙ 10 –6 (2330 – e/Rsen)N/φ ,
Burada φ – Kolonun eksene göre koşullu esnekliğine göre hesaplanırken alınan merkezi sıkıştırma için stabilite katsayısı X- X;
SF– kolon kuşağının eksene göre statik momenti X- X;
BENX– kolon bölümünün atalet momenti.
Merkezi olarak sıkıştırılmış kolonlarda, rastgele etkilerden kaynaklanan enine kuvvet küçük olduğundan kesme kuvveti önemsizdir. Duvar ile raflar arasındaki bağlantı otomatik kaynak ile yapılmaktadır. Kaynağın minimum ayağı, kaynak yapılan elemanların maksimum kalınlığına bağlı olarak yapısal olarak benimsenir ( T maksimum = TF= 12mm) kF= 5 mm.
4.3. Geçiş sütununun hesaplanması ve tasarımı
Örnek 4.3.Örnek 4.2'ye göre şeritlerle bağlanan iki kanaldan bir geçiş sütunu seçin (Şekil 4.5).
Pirinç. 4.5.
Malzeme eksenine göre geçiş sütunlarının hesaplanması X- X profil numarasını belirleyin ve serbest eksene göre hesaplama yapın sen- sen, katı sütunlarla aynı şekilde üretilir, ancak çubuğun esnekliğinin yerini azaltılmış esnekliğe bırakmasıyla, çubuğun karşılıklı iki dik düzlemde eşit stabilitesini sağlayan dallar arasındaki mesafe atanır.
4.3.1. Malzeme eksenine göre stabilite için bir sütunun hesaplanması x-x
Esnekliğin önceden belirlenmesi tavsiye edilir: 2500 kN'ye kadar tasarım yüküne sahip 5 - 7 m orta uzunlukta kolonlar için esneklik kabul edilir ben= 90 – 50; 2500 – 3000 kN yüklü – ben= 50 – 30, daha uzun kolonlar için esnekliği biraz daha fazla olacak şekilde ayarlamak gerekir.
Üstün sütun esnekliği 
Nerede 
- Kolonun taşıma kapasitesinin eksik kullanımı dikkate alınarak en az 0,5 olarak alınan katsayı. Kolonun taşıma kapasitesi tam olarak kullanıldığında bensen= 120.
Esnek olalım ben = 50.
Koşullu esneklik
Tabloya göre 3.12 kabul edilen bölümün tipine göre eğri tipini belirliyoruz ("tip" B"). Tabloya göre. 3.11 koşullu esneklik = 1,7, merkezi sıkıştırma altında stabilite katsayısına karşılık gelir j = 0,868.
Formülü kullanarak gerekli kesit alanını bulun
Bir şubenin gerekli alanı
Eksene göre gerekli dönme yarıçapı X-X
İstenilen alana göre AB ve dönme yarıçapı BenX Aşağıdaki bölüm özelliklerine sahip ürün yelpazesinden (GOST 8240-93) 36 numaralı iki kanalı seçiyoruz:
AB= 53,4 cm2; bir= 2AB= 53,4 × 2 = 106,8 cm2; BENX= 10820cm4; BEN 1 = 513 cm4;
BenX= 14,2 cm; Ben 1 = 3,1 cm; duvar kalınlığı D= 7,5 mm; raf genişliği BB= 110mm; ağırlık merkezine referans z o = 2,68 cm; doğrusal yoğunluk (1 doğrusal metre ağırlık) 41,9 kg/m.
Maksimum kanal profili = 2 = 22926,7 cm ise 4.
Atalet yarıçapı
Sütun Çubuğu Esnekliği
λ sen = bensen/Bensen = 813 / 14,65 = 55,49.
Verilen esneklik
Koşullu azaltılmış esneklik
Tabloya göre 3.11 stabilite eğrisinin türüne bağlı olarak ″ B″ Merkezi sıkıştırma altında stabilite katsayısını belirliyoruz φ = 0,830.
Kontrol ediyoruz:
Eksene göre sütun stabilitesi sen- sen güvence altına alındı.
Sütundaki düşük gerilim
SNiP'ye göre kompozit bölümde buna izin verilir.
Kafesli sütunlarda, bitişik kafes düğümleri arasındaki alanda tek bir dalın stabilitesi de kontrol edilmelidir.
Tasarım gücü
NB = N/2 = 2067,18 / 2 =1033,59 kN.
Dalın tahmini uzunluğu (bkz. Şekil 34)
ben 1 = 2BÖ tga= 2 · 28,64 · 0,7 = 40,1 cm.
Şubenin kesit alanı AB= 53,4 cm2.
Dönme kesit yarıçapı [ 36 eksene göre 1-1 Ben 1 = 3,1 cm.
Şube esnekliği
Koşullu dallanma esnekliği
Stabilite eğrisi tipi için merkezi sıkıştırma stabilite katsayısı ″ B″ φ = 0,984.
Ayrı bir dalın stabilitesini kontrol ediyoruz:
Bitişik kafes düğümleri arasındaki alandaki sütun dalı stabildir.
Üçgen kafes hesaplaması
Bir geçiş kolonunun üçgen kafesinin hesaplanması, elemanları geleneksel enine kuvvetten eksenel kuvvet için hesaplanan bir kafes kafesin hesaplanması olarak gerçekleştirilir. Qkurgu(bkz. Şekil 4.8). Destekli bir çapraz kafesin çapraz desteklerini hesaplarken, her destekte kolon dallarının sıkıştırılmasından kaynaklanan ek kuvvet dikkate alınmalıdır. Destekteki kuvvet formülle belirlenir
Bir desteğin eşit açıdan kesiti ∟ 50 × 50 × 5 , daha önce kolon boyunca çubuk hesaplanırken kabul edilmişti ( AD= 4,8 cm2), stabiliteyi kontrol ediyoruz, bunun için hesaplıyoruz:
– desteğin tahmini uzunluğu
benD = BÖ/çünkü α = 28,64 / 0,819 = 34,97 cm;
– desteğin maksimum esnekliği
Nerede Bensen= 0,98 cm – açı bölümünün eksene göre minimum dönme yarıçapı senÖ- senÖ(çeşitlere göre);
– desteğin koşullu esnekliği
– φ min = 0,925 – stabilite eğrisi türü için minimum stabilite katsayısı ″ B″;
– γ İle= 0,75 – desteğin tek köşeden tek taraflı olarak tutturulması dikkate alınarak çalışma koşulları katsayısı (bkz. Tablo 1.3).
Formülü kullanarak sıkıştırılmış desteği stabilite açısından kontrol ediyoruz
Korsenin stabilitesi sağlanır.
Ara parçaları kolon kolunun tasarım uzunluğunu azaltmaya yarar ve ana sıkıştırılmış elemandaki geleneksel kesme kuvvetine eşit bir kuvvet için hesaplanır ( Qkurgu/2). Genellikle diş telleriyle aynı kesitte alınırlar. Çaprazdaki kuvvet için mekanize kaynak kullanarak çaprazın kolon branşına bağlanma noktasını hesaplıyoruz ND= 16,37kN. Kaynağı, füzyon sınırının metaline göre hesaplıyoruz.
Dikişler tarafından algılanan kuvvetler aşağıdaki formüller kullanılarak hesaplanır.
- kıçta
Nhakkında = (1 – α )ND= (1 – 0,3) 16,37 = 11,46 kN;
NP = α ND= 0,3 · 16,37 = 4,91 kN.
Tüydeki dikişin minimum ayağının belirtilmesi kF= Tyy– 1 = 5 – 1 = 4 mm, tahmini dikiş uzunluklarını bulun:
- kıçta
benw,hakkında = Nhakkında/(β zR wz γwzγ C) = 11,46 / (1,05 · 0,4 · 16,65 · 1 · 1) = 1,64 cm;
benw,P= NP/(β zRwzγ wzγ C) = 4,91 / (1,05 · 0,4 · 16,65 · 1 · 1) = 0,7 cm.
Alın ve tüydeki kaynağın minimum yapısal uzunluğunu kabul ediyoruz benw,hakkında = benw,P= 40 + 1 = 50 mm.
Kaynakları branşman genişliği dahilinde yerleştirmek mümkün değilse, dikişlerin uzunluğunu arttırmak için çaprazları kolonun ön yüzünde ortalamak mümkündür.
Taşıma şartları nedeniyle bir kolon sevk işaretlerine bölünürken, iki düzlemde ızgaralı geçişli kolonların sevk elemanları, sevk elemanının uçlarında bulunan diyaframlarla güçlendirilmelidir. Aynı düzlemde bağlantı ızgarası bulunan geçiş kolonlarında diyaframlar kolonun tüm uzunluğu boyunca en az 4 m'de bir yerleştirilmelidir, diyaframın kalınlığı 8 - 14 mm olarak alınmalıdır (Şekil 4.9).
Pirinç. 4.9.
4.4. Kolon başlıklarının tasarımı ve hesaplanması
Ana kiriş yukarıdan kolona dayanmaktadır ve arayüzün menteşeli olduğu varsayılmaktadır. Boyuna sıkıştırma kuvveti N ana kirişlerden her iki tarafta bir kalınlıkta planlanmış bir destek levhası aracılığıyla iletilir TAçık= 16 – 25 mm doğrudan katı bir kolonun başının kaburgalarına ve bir geçiş kolonundaki diyaframa.
Kolonun, kaburgaların ve diyaframın uçları frezelenmiştir. Kuvvetin kaburgalardan kolonun duvarına ve diyaframdan kolonun dallarının duvarlarına aktarımı dikey kaynaklarla gerçekleştirilir. Plaka, kirişlerin tasarım konumunu sabitleyen montaj cıvatalarıyla kirişleri kolona sabitlemek için kullanılır. Döşemeyi kolona bağlayan kaynaklar, birleştirilen elemanların en büyük kalınlığına göre alınan minimum boyutta bir ayak ile yapısal olarak tasarlanmıştır (bkz. Tablo 3.6). Plandaki döşemenin boyutları, kaynaklara uyum sağlamak için kolonun dış hatlarından her yönde 15 - 20 mm daha büyük olacak şekilde alınır.
Dikey kirişlere ve diyaframa sertlik kazandırmak ve aynı zamanda kolon çubuğunun duvarlarını veya kolonun içinden geçen dalları, büyük yoğun yüklerin iletildiği yerlerde stabilite kaybına karşı güçlendirmek için, alttan dikey kaburgalar yatay olarak çerçevelenmiştir. sertleştirici.
4.4.1. Sağlam sütun başlığı
Baş bir plaka ve kaburgalardan oluşur (Şekil 4.10).
Pirinç. 4.10.
Dikey eşleştirilmiş kaburganın gerekli alanı, çökme koşulundan belirlenir:
Yüzgeç kalınlığı
dağıtımın koşullu uzunluğu nerede?
ana kirişin destek kirişinin genişliğine eşit yük BH artı sütun başlığı levhasının iki kalınlığı ( TAçık 25 mm kabul edildi).
Kaburga genişliği (çıkıntılı kısım)
140´22 mm kesitli iki dikey kaburga alıyoruz.
Yerel stabilite için dikey kaburgayı kontrol ediyoruz.
Destek kirişinin yüksekliği, kuvvet aktarımını sağlayan kaynakların yerleşimine göre belirlenir. N kaburgalardan sütunun duvarına.
Kaynak dikişinin bacağını belirliyoruz kF= 7 mm (tasarım gereksinimleri dahilinde) kF , mekanize sac kaynağı için min = 7 mm T max = 25 mm ve – bağlanacak elemanların en küçük kalınlığı).
Gerekli dikiş uzunluğu
Dikişin uç kısımlarındaki kusurların uzunluğu boyunca telafisi için 1 cm'yi hesaba katarak, nihayet kaburga yüksekliğini kabul ediyoruz. HR= 45cm.
Dikişin tahmini uzunluğu 85'ten fazla olmamalıdır β FkF.
Formülü kullanarak kontrol ediyoruz
Katı bir kolonun ince duvarları için duvar kalınlığı Tw Destekleyici dikey kirişlerin sabitleme kenarları boyunca kesme olup olmadığını kontrol edin. Gerekli duvar kalınlığı
kabul edilen duvar kalınlığından daha büyük olan Tw= 8mm. Duvarın başlık yüksekliğindeki bir kısmını daha kalın bir eklenti ile değiştirerek kolon duvarını lokal olarak güçlendiriyoruz. Ekin kalınlığını kabul ediyoruz T ′ w= 18mm.
Farklı kalınlıktaki elemanların alın kaynağı sırasında gerilim konsantrasyonunu azaltmak için, daha kalın bir eleman üzerinde 1:5 eğimle eğimler yapıyoruz. Yatay takviye kaburgalarının genişliği, dikey destek kaburgalarının genişliğine eşit olarak alınır BS= BR= 140mm. Kaburganın kalınlığı stabilite durumuna göre belirlenir:
en azından olmalı 140×10 mm kesitli bir levhadan eşleştirilmiş bir kaburga kabul ediyoruz.
4.4.2. Bir geçiş sütununun başı
Kafa, yatay bir takviye ile desteklenen bir plaka ve diyaframdan oluşur (Şekil 4.11).
Pirinç. 4.11.
Hesaplama, katı bir kolonun başının hesaplanmasına benzer şekilde gerçekleştirilir.
Diyafram kalınlığı TD eksenel kuvvet nedeniyle ezilmenin hesaplanmasıyla belirlenir N:
konsantre yük dağılımının koşullu uzunluğu nerede (bkz. Madde 4.4.1).
Kabul ediyoruz TD= 22 mm.
Diyaframın yüksekliği kolon dallarının duvarlarının kesilmesi durumundan belirlenir ( D= 7,5 mm – benimsenen kanal için duvar kalınlığı):
HD = N/(4dr.Sγ C) = 2067,18 / (4 · 0,75 · 13,92 · 1) = 49,5 cm.
Kabul ediyoruz HD= 50cm.
Diyaframı kısa ışın olarak kesme açısından kontrol ediyoruz:
Nerede Q = N/2 = 2067,18 / 2 = 1033,59kN .
Mukavemet şartı karşılanmıyor. Diyaframın kalınlığını kabul ediyoruz TD= 25 mm ve tekrar kontrol edin:
Mekanize kaynakla yapılan ve diyaframın kolon dallarının duvarına bağlanmasını sağlayan kaynağın ayağını belirliyoruz (metal füzyon sınırının hesaplanması):
Nerede benw = HD– 1 = 50 – 1 = 49 cm – dikişin uç kısımlarındaki kusurlar dikkate alınarak, diyaframın yüksekliğinden 1 cm eksisine eşit olan tahmini dikiş uzunluğu.
Dikiş ayağını kabul ediyoruz kF= 7 mm, elemanların mekanize kaynağı için minimum değerine karşılık gelir T= 25mm.
Yan dikişin tahmini uzunluğu 85'ten fazla olmamalıdır. β FkF. Kontrol ediyoruz: benw = 49 < 85 × 0,9 × 0,7 = 53,5 см. Условие выполняется.
Yatay takviyenin kalınlığı alınır TS= 10 mm, hangisi büyükse 
Genişlik BS kenarın stabilite koşulundan şunu belirleriz:
Kabul ediyoruz BS= 30cm.
4.5. Kolon tabanının tasarımı ve hesaplanması
Taban, kolonun destekleyici kısmıdır ve kuvvetlerin kolondan temele aktarılmasına hizmet eder. Kolonlardaki nispeten küçük tasarım kuvvetleri için (4000 - 5000 kN'ye kadar) traversli tabanlar kullanılır. Kolon çubuğundan gelen kuvvet, kaynaklar yoluyla doğrudan temele oturan döşemeye iletilir. Levhadan temele daha düzgün bir basınç aktarımı için, gerekirse ilave kaburgalar ve diyaframlar takılarak levhanın sertliği arttırılabilir.
Taban, tasarım konumunun temel üzerindeki ankraj cıvatalarıyla sabitlenmesiyle sabitlenir. Sabitlemeye bağlı olarak sütun menteşelenir veya temele sağlam bir şekilde bağlanır. Menteşeli bir tabanda, 20-30 mm çapındaki ankraj cıvataları doğrudan taban plakasına tutturulur; bu, rastgele momentlerin etkisi altında uyumu sağlayan belirli bir esnekliğe sahiptir (Şekil 4.12).
Pirinç. 4.12. Sütun tabanı Pirinç. 4.13.
Kolonun tasarım konumunda montajı sırasında bir miktar hareket etmesine (düzleşmesine) izin vermek için, levhadaki ankraj cıvataları için deliklerin çapı, ankrajların çapından 1,5 - 2 kat daha büyük olarak alınır. Ankraj cıvatalarının üzerine cıvata çapından 3 mm daha büyük delikli rondelalar takılır ve cıvata somunla sıkıldıktan sonra rondela plakaya kaynak yapılır. Rijit bağlantı ile ankraj cıvataları, kolonun temel üzerinde dönme olasılığını ortadan kaldıran, önemli dikey sertliğe sahip olan çapraz payandalar aracılığıyla kolon çekirdeğine bağlanır. Bu durumda 24–36 mm çapındaki cıvatalar, cıvata malzemesinin tasarım direncine yakın bir gerilimle sıkılır. Ankraj plakasının kalınlığı Tap= 20 – 40 mm ve genişlik Bap, cıvata deliklerinin dört çapına eşittir (Şekil 4.13).
Tabanın tasarımı, kolonun tasarım şemasında benimsenen temel ile birleştirilmesi yöntemine uygun olmalıdır. Hesaplama ve tasarım için temele sağlam bir şekilde bağlanan bir sütun tabanı kabul edildi.
4.5.1. Planda taban plakasının boyutlarının belirlenmesi
Kolonun kendi ağırlığını dikkate alarak kolondaki tasarım kuvvetini taban seviyesinde belirliyoruz:
Nerede k= 1,2 – kafesin, taban elemanlarının ve sütun başlığının ağırlığını hesaba katan tasarım faktörü. Döşeme altındaki basıncın düzgün dağıldığı varsayılmaktadır. Merkezi olarak sıkıştırılmış bir kolonda, döşemenin plandaki boyutları temel malzemesinin mukavemet durumuna göre belirlenir:
Nerede sen– yerel yükün kırma alanı üzerindeki dağılımının niteliğine bağlı katsayı (üniform gerilim dağılımı ile) sen =1);
RB , yer- formülle belirlenen, betonun döşeme altında ezilmeye karşı tasarım direnci
RB , yer= αφ BRB= 1 ∙ 1,2 ∙ 7,5 = 9 MPa = 0,9 kN/cm2,
Nerede A= 1 – B25'in altındaki beton sınıfı için;
RB= B12.5 beton sınıfı için 7,5 MPa – betonun sınıfına karşılık gelen ve tabloya göre alınan hesaplanan basınç dayanımı. 4.3;
JB– taban plakasının altındaki sıkışık koşullarda betonun basınç dayanımındaki artışı hesaba katan ve formülle belirlenen katsayı
Burada AF 1 – temelin üst kenarının alanı, taban plakasının alanından biraz daha büyük AF.
Tablo 4.3
Betonun tasarım direnciR B
|
Güç sınıfı |
|||||||
|
RB, MPa |
Katsayı JB B7.5'ten yüksek sınıftaki betonlar için en fazla 2,5, B7.5 ve daha düşük sınıftaki betonlar için en fazla 1,5 kabul edilir.
Önceden soralım JB= 1,2.
Taban plakası hesaplaması
Döşeme boyutları (genişlik B ve uzunluk L) gerekli alana göre atanır AF, sütunun dış hatlarına bağlıdır (taban plakasının çıkıntıları en az 40 mm olmalıdır) ve ürün yelpazesiyle tutarlıdır (Şekil 4.14).
Pirinç. 4.14.
Döşemenin genişliğini ayarlayın:
B = H + 2TT + 2C= 36 + 2 1 + 2 4 = 46 cm,
Nerede H= 36 cm – sütun çubuğunun kesitinin yüksekliği;
TT= 10 mm – çapraz kalınlık (8 – 16 mm alın);
İle= 40 mm – döşemenin konsol kısmının minimum çıkıntısı (önceden 40 – 120 mm olduğu varsayılır ve gerekirse döşemenin kalınlığının hesaplanması sürecinde belirtilir).
Gerekli döşeme uzunluğu
Merkezi olarak sıkıştırılmış bir sütun için taban plakası kareye yakın olmalıdır (önerilen en boy oranı L/İÇİNDE≤ 1,2). Boyutları olan kare bir levha kabul ediyoruz İÇİNDE= L= 480 mm.
Döşeme alanı AF= LB = 48 · 48 =2304 cm2.
Temel kenarının alanı (temelin üst kenarının boyutlarını taban plakasının boyutlarından 20 cm daha büyük ayarladık)
Gerçek oran
Betonun döşeme altında ezilmeye karşı tasarım direnci
RB , yer = 1 ∙ 1,26 ∙ 7,5 = 9,45 MPa = 0,95 kN/cm2.
Döşeme altındaki betonun mukavemetinin kontrol edilmesi:
Planda minimal boyutlar benimsendiği için döşemenin boyutunun küçültülmesine gerek yoktur.
4.5.2. Taban plakasının kalınlığının belirlenmesi
Kolonun uçları, traversler ve kirişler üzerinde desteklenen taban levhasının kalınlığı, döşemenin altındaki ortalama gerilime eşit olan temelin direncinden bükülme mukavemetinin durumuna göre belirlenir:
Her bölümde, 1 cm genişliğinde bir şeride etki eden maksimum bükülme momentleri, tasarımın düzgün dağıtılmış yükünden belirlenir.
Konum açık 1 , dört taraftan desteklenir:
Nerede A 1 = 0,053 – Döşemenin dört taraftan desteklenmesi nedeniyle açıklık momentindeki azalmayı dikkate alan ve tablodan belirlenen katsayı. 4.4 parsellerin büyük tarafının oranına bağlı olarak B daha az A.
Tablo 4.4
OranlarA 1 Desteklenen bir levhanın bükülmesini hesaplamak içindört tarafta
|
B/A |
||||||||||
Değerler B Ve Aışıktaki boyutlara göre belirlenir:
B = 400 – 2D= 400 – 2 × 7,5 = 385 mm; A= 360 mm; B/A = 385 / 360 = 1,07.
Konum açık 2 , üç taraftan desteklenir:
Nerede B– katsayı tabloya göre alınır. Plakanın sabit tarafının oranına bağlı olarak 4,5 B 1 = 40 mm serbest A 1 = 360mm.
Tablo 4.5
OranlarB Üç kenardan desteklenen bir levhanın bükülmesini hesaplamak için
|
B 1 /A 1 |
||||||||||
Taraflar arasındaki ilişki B 1 /A 1 = 40 / 360 = 0,11; taraflarla ilgili olarak B 1 /A 1 < 0,5 плита рассчитывается как консоль длиной B 1 = 40 mm (Şek. 4.15).
Bükülme anı
Konsol bölümünde 3
Pirinç. 4.15.
Bir döşeme belirli bir açıyla birbirine yaklaşan iki kenardan desteklendiğinde, güvenlik faktörü için bükülme momenti, üç taraftan desteklenen bir döşemenin boyutu alınarak hesaplanır. A 1 kenarlar arasında çapraz, boyut B 1 köşenin üst kısmından diyagonal mesafeye eşittir (Şekil 4.16, A).
Döşemenin farklı bölümlerindeki momentlerin büyüklüğünde keskin bir fark varsa, mümkünse momentlerin değerlerini eşitlemek için döşeme destek şemasında değişiklik yapılması gerekir. Bu, diyaframların ve kaburgaların ayarlanmasıyla yapılır. Döşemeyi siteye bölüyoruz 1 yarım diyafram kalınlığı TD= 10 mm (bkz. Şekil 4.15).
En Boy Oranı
B/A= 38,5 / 17,5 = 2,2 > 2,
Döşeme en boy oranıyla dört kenardan desteklendiğinde B/A> 2 açıklıklı tek açıklıklı kiriş döşemesi için eğilme momenti belirlenir A, iki destek üzerinde serbestçe uzanıyor:
İle en yüksek değer Döşemenin çeşitli bölümleri için bulunan eğilme momentlerinden, 1 cm genişliğindeki döşemenin gerekli direnç momentini belirleriz:
döşemenin kalınlığı nerede?
30 mm kalınlığında bir levha kabul ediyoruz.
Eğilme momentini belirlerken M Söz konusu döşemenin kesiti için 1 cm genişliğinde bir şerit halinde 1 ׳ 1 formüle göre uzun kenarlar boyunca (sürekli bir kirişte olduğu gibi) bitişik konsol bölümlerinin boşaltma etkisinin dikkate alınmasına izin verilir
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. Çapraz hesaplama
Traversin kalınlığı kabul edilir TT= 10mm.
Traversin yüksekliği, traversin kolon çubuğuna bağlanması için dikey dikişlerin yerleştirilmesi koşulundan belirlenir. Güvenlik faktörü için, tüm kuvvetin dört köşe kaynağı aracılığıyla traverslere iletildiği varsayılmaktadır (kolon çubuğunu doğrudan taban plakasına bağlayan kaynaklar dikkate alınmaz).
Kaynak ayağını kabul ediyoruz kF= 9 mm (genellikle 8 – 16 mm aralığında ayarlanır ancak 1,2'den fazla değildir) T dakika). Bir dikişin gerekli uzunluğu yapıldı
Füzyon sınırına dayalı mekanize kaynak
benw = N/(4β zkF Rwzγ wzγ C) = 2184 / (4 ∙ 1,05 ∙ 0,9 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) = 34,7 cm<
< 85 β F kF= 85 · 0,9 · 0,9 = 68,85 cm.
Dikişin başlangıcındaki ve sonundaki kusurlar için 1 cm ilavesini dikkate alarak traversin yüksekliğini kabul ediyoruz HT= 38cm.
Traversin mukavemetini, kolonun dallarına (flanşlarına) dayanan ve temelden geri basınç alan tek açıklıklı, çift konsollu bir kiriş olarak kontrol ediyoruz (Şekil 4.16, B).
Pirinç. 4.16.
Nerede D= B/2 = 48 / 2 = 24 cm – traversin kargo alanının genişliği.
Nerede σ = Moperasyon/KT= 178,8 / 240,7 = 0,74 kN/cm2;
τ = Qvesaire/(TTHT) = 432 / (1 38) = 11,37 kN/cm2.
Enine kesit kabul edilir.
Kuvvet aktarımı için gerekli yatay dikiş ayağı ( NT= QTL) döşeme başına bir çaprazdan
burada bir benw = (L– 1) + 2(B 1 – 1) = (48 – 1) + 2 (4 – 1) = 53 cm – yatay dikişlerin toplam uzunluğu.
Kaynak ayağını kabul ediyoruz kF= 12 mm, izin verilen maksimum ayağa eşittir kF, maksimum = 1,2 TT= 1,2 · 1 = 12 mm.
4.5.4. Döşeme takviye kaburgalarının hesaplanması
Tasarlanan taban için sertleştiricilerin takılması gerekir
Konsol bölümünde destek plakası bulunmadığından hesaplama, kolon tabanını tasarlamaya yönelik diğer seçeneklere örnek olarak verilmiştir (bkz. Şekil 4.16, A).M R Ve QR formüle göre
Nerede σ = MR/KR = 6MR/(TRHR 2) = 6 270 / (1 10 2) = 16,2 kN/cm2;
τ = QR/(TRHR) = 108 / (1 10) = 10,8 kN/cm2.
Kaburga kabul edildi.
Eğilme ve kesmeden kaynaklanan teğetsel gerilimler için kirişi kolonun traversine (çubuğuna) bağlayan kaynakları kontrol ederiz.
Bir dikiş ayağı atarız kF= 10mm.
Mekanize kaynakla yapılan bir dikişin metalinin kesme mukavemetini kontrol ediyoruz (dikişin tahmini uzunluğu) benw = HR– 1 = 10 – 1 = 9 cm:
Füzyon sınırı boyunca dikişlerin gücünü kontrol ediyoruz:
Çubukları taban plakasına tutturmak için gerekli kaynak ayağı
kF = QR/ = 108 / = 0,77 cm.
Dikiş ayağını kabul ediyoruz kF= 8 mm.
Kolon çubuğu, 7 mm ayaklı yapısal bir kaynak kullanılarak taban plakasına sabitlenir (levhalar kaynaklandığında) T maksimum = TP= 30 mm).
ÇELİK SÜTUN
BİNALAR VE YAPILAR
Merkezi olarak sıkıştırılmış kolonlar, binaların, çalışma platformlarının ve üst geçitlerin zemin arası zeminlerini ve kaplamalarını desteklemek için kullanılır. Sütun yapısı, çubuğun kendisinden ve destekleyici cihazlardan (baş ve taban) oluşur. Kolonu doğrudan yükleyen üstteki bina yapıları başlığa dayanır, kolon çubuğu yükü baştan tabana iletir ve ana yapı elemanıdır, taban ise çubuktan alınan yükün tamamını temele aktarır.
Sütun türleri
Bina çerçevelerinde kullanılan üç tip kolon vardır:
- sabit kesitli sütunlar;
- değişken kesitli sütunlar (kademeli);
- ayrı türdeki sütunlar.
Sabit bölüm sütunları Vinçsiz binalarda ve 20 tona kadar kaldırma kapasitesine sahip havai ve köprü elektrikli kaldırma mekanizmalarını kullanma imkanı olan binalarda, kural olarak, zemin seviyesinden kirişlerin tabanına kadar faydalı yüksekliği en fazla olmayan binalarda kullanılır. 12 m.
Kaldırma kapasitesi 15 tondan fazla olan vinçlerin kullanılması durumunda, kademeli sütunlar iki parçadan oluşur, üst kısım genellikle kaynaklı veya haddelenmiş bir I-kirişten oluşur, alt kısım ise birbirine katı bir levha şeklindeki bağlarla veya açık bir kafesle bağlanan bir çadır ve vinç kolundan oluşur. sıcak haddelenmiş açılar.
Kaldırma kapasitesi 150 tonun üzerinde ve yüksekliği 15-20 m olan vinçlerin bulunduğu binalarda ayrı tip kolonlar kullanılmaktadır. Bu tasarımdaki çadır ve vinç payandaları, dikey düzlemde esnek olan bir dizi yatay çıta ile birbirine bağlanır, bu sayede yük algısı ayrılır, vinç payandası tavan vincinden yalnızca dikey kuvveti alır ve çadır kolu binanın çerçeve ve kaplamasından gelen tüm yükleri toplar.
Sütun bölümleri
Kolon çubukları, tek geniş flanşlı I-kirişlerden yapılır veya birkaç haddelenmiş profilden oluşur; kompozit çubuklar, içten ve katı olarak bölünmüştür. Bunlar aracılığıyla sırasıyla desteksiz, kafesli ve delikli olarak ayrılırlar.
Katı sütunlarçoğu zaman kaynaklı veya haddelenmiş geniş flanşlı I-kirişlerdir; burada kaynaklı seçeneğin, aynı anda malzemeden tasarruf ederken kolonda gerekli sertliği sağlamak için en uygun kesiti seçebilme yeteneği nedeniyle bir avantajı vardır. İki yönde eşit derecede stabil olan kesitli kolonların üretimi oldukça kolaydır. Aynı boyutlarda, daha fazla sertlik nedeniyle kesit I-kirişinden daha iyi performans gösterir. Masif kolonlar ayrıca eşleştirilmiş haddelenmiş kanallardan, bükülmüş elektrik kaynaklı profillerden veya yuvarlak borulardan oluşabilen kapalı kesitli kolonları da içerir.Bu seçeneğin önemli bir dezavantajı, hızlı korozif aşınmaya yol açabilecek bakım için iç yüzeye erişilememesidir. .
Sütunlar aracılığıyla – Tipik bir yapısal tasarım, kolon çubuğunun dallarının ortak çalışmasını sağlayan kafeslerle birbirine bağlanan iki daldan (kanallardan, I-kirişlerden veya borulardan yapılmış) oluşur. Izgara sistemleri destekler, destekler ve payandalardan ve desteksiz tipte kalaslardan kullanılır. Sütun kafesi genellikle iki düzleme yerleştirilir ve çubuk dallarının raflarına doğrudan sabitlenerek şekilsiz bir bağlantı tercih edilerek tek köşelerden yapılır. Bu tür kolonların bükülmesini önlemek ve konturlarını korumak için uçlara diyaframlar yerleştirilmiştir.
Sütun parçaları ve montajları
Sütun başlıkları. Kafesleri ve kolonlardaki çapraz çubukları menteşeli serbest bağlantıyla desteklemek için iki tasarım çözümü vardır - kirişler genellikle üste monte edilir, menteşeli ve sert bağlantılar yanlara takılır.
Üstten bağlantılı kolon başlığı, bir taban plakası ve yükü kolon gövdesine aktaran takviyelerden oluşur. Başın kaburgaları, kolonun levhasına ve dallarına bir geçiş çubuğu ile veya kolonun duvarlarına sağlam bir çubukla kaynak yapılır. Kaburgaların yüksekliği ve kalınlığı, kafa üzerindeki tam basınca ve destek basıncının etkisi altında çökme direncine dayanması gereken kaynakların gerekli uzunluğuna göre belirlenir. Bağlantı flanşlarının eğriliğini telafi etmek ve dikey kirişlere ek stabilite ve sağlamlık kazandırmak için, gerekirse enine kirişlerle çerçevelenirler. Taban döşemesi genellikle 20...30 mm kalınlığında planlanmış bir plakadır, 12...30 mm hafif sütunlar için, plandaki döşeme çevresinin boyutu sütun çevresinden 15...20 mm daha büyük olacak şekilde atanır. .
Yanal bağlantı ile destek reaksiyonu, bitişik kirişin destek kirişi aracılığıyla kolon zeminlerine kaynaklanmış bir masaya iletilir. Kirişin ve tablanın destek kirişinin ucu frezelenir, tablanın kalınlığı destek kirişinin kalınlığından 20...40 mm daha fazla alınır.
Sütun tabanı kolonun destekleyici kısmıdır ve kolondan temele kuvvet aktarmaya yarar. Tabanın yapısal çözümü, çubuğun kesitinin tipine ve yüksekliğine, temel ile eşleşme yöntemine ve kolonların montaj yöntemine bağlıdır. Traverssiz, ortak veya ayrı traversli, tek cidarlı veya çift cidarlı olabilen ortak ve ayrı tabanlara ayrılırlar. Taban plakasının ana boyutları, taban tipine ve bükme hesaplamalarına bağlı olarak belirlenir. Ankraj cıvatalarının delikleri çaplarından 20...30 mm daha büyük döşenir, gerginlik rondelalar aracılığıyla gerçekleştirilir ve bunlar daha sonra levhaya kaynaklanır. Tabanın sağlamlığını sağlamak ve desteğin kalınlığını azaltmak için traversler, kaburgalar ve diyaframlar monte edilir, ancak bu nedenle traversli tabanın boyutu traverssiz olana göre daha büyüktür. Geçişli kolonların tabanları genellikle ayrı tipte tasarlanmıştır, her dalın kendi yüklü tabanı vardır. Ancak kolon bölümünün yüksekliği 1 m'den az ise yukarıda tartışılan katı kolonlarda olduğu gibi ortak bir taban kullanılmasına izin verilir.
Konsollar Sabit kesitli kolonlar üzerindeki vinç kirişlerini desteklemek için kullanılırlar; ağırlıklı olarak tek duvarlılar kullanılır; büyük kuvvetlerin iletilmesi gerekiyorsa çift duvarlılar kullanılır.