Файл: 10 Компоновка каркаса 10 Конструктивная схема зданий 10 2 Система связей.ppt
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 146
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МГТУ им. Г.И. Носова 10.1. Компоновка каркаса 10.1.1. Конструктивная схема зданий 10.1.2 Система связей 10.1.3. Вертикальные и горизонтальные связи и связи по фонарям10.2. Статический расчет рамы 10.2.1. Расчетная схема и нагрузки 10.2.2. Постоянная нагрузка от веса покрытия 10.2.3. Временная нагрузка от снега 10.2.4. Временная нагрузка от мостовых кранов 10.2.5. Нагрузки от подвесных кранов 10.2.6. Временная ветровая нагрузка 10.2.7. Расчёт по методу перемещений10.3. Расчёт на температурные воздействия10. Одноэтажные промышленные зданияМГТУ им. Г.И. Носова 10.1.1. Конструктивная схема зданийДля металлургической, машиностроительной, лёгкой и других отраслей промыш-ленности возводят одноэтажные здания.Конструктивной и технологической особенностью таких зданий является оборудо-вание их транспортными средствами: мостовыми и подвесными кранами. Мостовые краны перемещаются по специальным путям, опёртым на колонны;подвесные краны перемещаются по путям, подвешенным к элементам покрытия.Покрытие одноэтажного производственного здания может быть балочным из линейных элементов или пространственным в виде оболочек.К элементам конструкции одноэтажного каркасного здания с балочным покрытием относятся: колонны (стойки), заделанные в фундаментах; ригели покрытия (балки, фермы, арки), опирающиеся на колонны; плиты покрытия, уложенные по ригелям; подкрановые балки; световые или аэрационные фонари. МГТУ им. Г.И. Носова 10.1.1. Конструктивная схема зданийК элементам каркаса относятся также фахверковые колонны, несущие нагрузку от стеновых панелей и воспринимаемого ветра; стеновые панели. Могут быть навесными и самонесущими.Фахверком называется система конструктивных элементов, служащих для поддержания стенового ограждения и восприятия (с последующей передачей на фундаменты и другие конструкции) ветровой нагрузки.Фахверк устраивается для наружных стен (вдоль здания и торцовых), а также для внутренних стен и перегородок.При самонесущих стенах, а также при панельных с длинами панелей, равными шагу колонн, необходимости в конструкциях фахверка нет.
МГТУ им. Г.И. Носова Одноэтажное промышленное здание с мостовыми кранами:а – конструктивный поперечный разрез; б – статическая схема поперечной рамы; в – расчетная схема продольной рамы10.1.1. Конструктивная схема зданийМГТУ им. Г.И. Носова Пространственный каркас здания условно расчленяют на поперечные и продольные рамы, каждая из которых воспринимает горизонтальные и вертикальные нагрузки.Основной несущей конструкцией каркаса одноэтажного промышленного зданияявляется плоская поперечная рама, образованная защемленными в фундаментахколоннами и ригелями покрытия.Плиты покрытия привариваются к ригелям не менее чем в трех точках с помощью закладных деталей, швы тщательно замоноличиваются, при этом покрытие образует жесткий в своей плоскости диск.Соединение ригелей с колоннами принимается шарнирным, что позволяет увеличитьстепень универсальности колонн и ригелей, поскольку при таком соединении приложенная к ригелю нагрузка не вызывает в стойках изгибающих моментов.Поперечная рама воспринимает нагрузку от массы покрытия, снега, кранов, стен, ветра и обеспечивает жесткость здания в поперечном направлении.В продольную раму включается один ряд колонн в пределах температурного отсека и продольные конструкции: подкрановые балки, вертикальные связи, распорки по колоннам и конструкции покрытия. Продольная рама обеспечивает жесткость здания в продольном направлении и воспринимает нагрузки от продольного торможениякранов и ветра, действующего в торец здания.10.1.1. Конструктивная схема зданийМГТУ им. Г.И. Носова Конструктивная схема ОПЗ при одинаковом шагеколонн внешних и внутренних рядов Шаг колонн Пролет здания10.1.1. Конструктивная схема зданийМГТУ им. Г.И. Носова 10.1.1. Конструктивная схема зданийПоперечная рамаПродольная рамаКолонныРигелиСтропильная двускатнаябалка покрытияПодкрановая балка Шарнирное соединение Плиты покрытияОбразуют жесткий диск покрытияМГТУ им. Г.И. Носова 10.1.1. Конструктивная схема зданийПри разработке конструктивной части проекта одноэтажного промышленного
здания инженеру-проектировщику приходиться решать ряд вопросов,основными из которых являются: выбор и компоновка конструктивной схемы статический расчет поперечной рамы расчет стропильных и подстропильных конструкций, плит покрытия, колонн, фундаментов и их конструирование.В свою очередь в задачу компоновки конструктивной схемы входят: выбор сетки колонн и установление внутренних габаритов здания; компоновка покрытия; разбивка здания на температурные блоки; выбор схемы связей, обеспечивающих пространственную жесткость здания; другие проектные задачи и предложения.МГТУ им. Г.И. Носова 10.1.2 Система связейСвязи - это важные элементы каркаса, необходимые для обеспечения неизменяемости пространственной системы каркаса и устойчивости его сжатых элементов; восприятия и передачи на фундаменты некоторых нагрузок (ветровых, горизонтальных от кранов); обеспечения совместной работы поперечных рам при местных нагрузках (например, крановых); создания жесткости каркаса, необходимой для обеспечения нормальных условий эксплуатации; обеспечения условий высококачественного и удобного монтажа.Связимежду колоннамимежду фермами(связи шатра)МГТУ им. Г.И. Носова 10.1.3. Вертикальные и горизонтальные связиСхема связей покрытия1 – вертикальные связевые фермы;2 – распорка по верху колонн;3 – вертикальные связи по колоннам;4 – ригель поперечной рамы.Горизонтальные связипо нижнему поясуВертикальные связиМГТУ им. Г.И. Носова 5 – распорка по оси верхнего пояса фермы;6 – плоскость остекления фонаря; 7 – фермы фонаря10.1.3. Вертикальные и горизонтальные связиСхема связей покрытияСвязи фонаряГоризонтальные связипо верхнему поясуМГТУ им. Г.И. Носова 10.1.3. Вертикальные и горизонтальные связиВ промышленных зданиях высотой до низа стропильной конструкции менее 18 м; пролетами до 30 м; с кранами легкого и среднего режима работы;каких-либо специальных горизонтальных связей не требуется.
Поскольку жесткость диска покрытия в этом случае обеспечивается применением крупноразмерных железобетонных плит покрытия (приваркой их к верхним поясам стропильных конструкций и последующим замоноличиванием швов между плитами).Система связей между колоннами обеспечивает во время эксплуатации и монтажа геометрическую неизменяемость каркаса и его несущую способность в продольном направлении (воспринимая при этом некоторые нагрузки), а также устойчивость колонн из плоскости поперечных рам. МГТУ им. Г.И. Носова 10.1.3. Вертикальные и горизонтальные связиДля выполнения этих функций необходим хотя бы один вертикальный жесткий диск по длине температурного блока и система продольных элементов, прикрепляющих колонны, не входящие в жесткий диск, к последнему.ПодкрановаябалкаЖесткий дискГоризонтальныераспоркии решеткаДве колонны Обеспечивают при шарнирномсоединении всех элементов дискагеометрическую неизменяемостьМГТУ им. Г.И. Носова Вертикальные связи между колоннами ставят по всем рядам колонн здания; располагать их следует между одними и теми же осями.При проектировании связей по средним рядам колонн в подкрановой части следует иметь в виду, что довольно часто по условиям технологии необходимо иметь свободное пространство между колоннами. В этих случаях конструируют портальные связи.Связи, устанавливаемые в пределах высоты ригелей в связевом блоке и торцовых шагах, проектируют в виде самостоятельных ферм (монтажного элемента), в остальных местах ставят распорки.Особое внимание следует уделять компоновке связей между колоннами в горячих цехах при применении неразрезных подкрановых балок или большом внутреннем шаге колонн, несущих мощные продольные конструкции (например, подкраново-подстропильные фермы). В этих случаях полностью отсутствует узловая податливость продольных конструкций, система связей становится близкой к рамной и ее температурные деформации стеснены.10.1.3. Вертикальные и горизонтальные связиМГТУ им. Г.И. Носова 10.2.1. Расчетная схема и нагрузкиПоперечная рама одноэтажного каркасного здания испытывает действие: постоянных нагрузок от веса покрытия; различных временных нагрузок от снега; вертикального и горизонтального давления мостовых кранов;
положительного и отрицательного давления ветра; другие нагрузки;В расчётной схеме рамы соединение ригеля с колонной считают шарнирным,а соединение колонны с фундаментами – жёстким.Длину колонн принимают равной расстоянию от верха фундамента дониза ригеля.Цель расчёта поперечной рамы:определить усилия в колоннах от расчётных нагрузок и подобрать их сечения, а также определить боковой прогиб верха рамы от нормальной ветровой нагрузки.Предъявленный прогиб, установленный нормами, составляет: Н – длина колонны от верха фундамента до низа стропильной конструкции.МГТУ им. Г.И. Носова Расчетно-конструктивная схема поперечной рамы.Нагрузка, действующая на поперечную раму.10.2.1. Расчетная схема и нагрузкиМГТУ им. Г.И. Носова 10.2.2. Постоянная нагрузка от веса покрытия Постоянная нагрузка от веса покрытия передаётся на колонну как вертикальноеопорное давление ригеля.Эту нагрузку подсчитывают по соответствующей грузовой площади.Вертикальная нагрузка от: веса покрытия, включая собственный вес конструкции фонаря; от веса путей подвесных кранов; от постоянно присутствующего оборудования; трубопроводов; других устройств, подвешенных к покрытию;передаётся на колонну в виде сосредоточенной силы P – реакции стропильной конструкции.Точка приложения этой силы принимается на расстоянии 1/3 ширины площадкиопирания C, считая от внутренней ее грани.Есть другое мнение, что сила Р прикладывается по оси анкера, выступающего из колонны, к которому крепится стропильная конструкция (балка или ферма).МГТУ им. Г.И. Носова 10.2.2. Постоянная нагрузка от веса покрытияТочки приложения реакции балки(фермы) покрытия к оголовку колонныОсь колонныСтальная прокладка Эксцентриситет силы Ротносительно оси колонныШирина площадка опиранияМГТУ им. Г.И. Носова 10.2.2. Постоянная нагрузка от веса покрытияКрепление балки (фермы) к оголовку колонныЗакладной листв колоннеОпорная плита
МГТУ им. Г.И. Носова Одноэтажное промышленное здание с мостовыми кранами:а – конструктивный поперечный разрез; б – статическая схема поперечной рамы; в – расчетная схема продольной рамы10.1.1. Конструктивная схема зданийМГТУ им. Г.И. Носова Пространственный каркас здания условно расчленяют на поперечные и продольные рамы, каждая из которых воспринимает горизонтальные и вертикальные нагрузки.Основной несущей конструкцией каркаса одноэтажного промышленного зданияявляется плоская поперечная рама, образованная защемленными в фундаментахколоннами и ригелями покрытия.Плиты покрытия привариваются к ригелям не менее чем в трех точках с помощью закладных деталей, швы тщательно замоноличиваются, при этом покрытие образует жесткий в своей плоскости диск.Соединение ригелей с колоннами принимается шарнирным, что позволяет увеличитьстепень универсальности колонн и ригелей, поскольку при таком соединении приложенная к ригелю нагрузка не вызывает в стойках изгибающих моментов.Поперечная рама воспринимает нагрузку от массы покрытия, снега, кранов, стен, ветра и обеспечивает жесткость здания в поперечном направлении.В продольную раму включается один ряд колонн в пределах температурного отсека и продольные конструкции: подкрановые балки, вертикальные связи, распорки по колоннам и конструкции покрытия. Продольная рама обеспечивает жесткость здания в продольном направлении и воспринимает нагрузки от продольного торможениякранов и ветра, действующего в торец здания.10.1.1. Конструктивная схема зданийМГТУ им. Г.И. Носова Конструктивная схема ОПЗ при одинаковом шагеколонн внешних и внутренних рядов Шаг колонн Пролет здания10.1.1. Конструктивная схема зданийМГТУ им. Г.И. Носова 10.1.1. Конструктивная схема зданийПоперечная рамаПродольная рамаКолонныРигелиСтропильная двускатнаябалка покрытияПодкрановая балка Шарнирное соединение Плиты покрытияОбразуют жесткий диск покрытияМГТУ им. Г.И. Носова 10.1.1. Конструктивная схема зданийПри разработке конструктивной части проекта одноэтажного промышленного
здания инженеру-проектировщику приходиться решать ряд вопросов,основными из которых являются: выбор и компоновка конструктивной схемы статический расчет поперечной рамы расчет стропильных и подстропильных конструкций, плит покрытия, колонн, фундаментов и их конструирование.В свою очередь в задачу компоновки конструктивной схемы входят: выбор сетки колонн и установление внутренних габаритов здания; компоновка покрытия; разбивка здания на температурные блоки; выбор схемы связей, обеспечивающих пространственную жесткость здания; другие проектные задачи и предложения.МГТУ им. Г.И. Носова 10.1.2 Система связейСвязи - это важные элементы каркаса, необходимые для обеспечения неизменяемости пространственной системы каркаса и устойчивости его сжатых элементов; восприятия и передачи на фундаменты некоторых нагрузок (ветровых, горизонтальных от кранов); обеспечения совместной работы поперечных рам при местных нагрузках (например, крановых); создания жесткости каркаса, необходимой для обеспечения нормальных условий эксплуатации; обеспечения условий высококачественного и удобного монтажа.Связимежду колоннамимежду фермами(связи шатра)МГТУ им. Г.И. Носова 10.1.3. Вертикальные и горизонтальные связиСхема связей покрытия1 – вертикальные связевые фермы;2 – распорка по верху колонн;3 – вертикальные связи по колоннам;4 – ригель поперечной рамы.Горизонтальные связипо нижнему поясуВертикальные связиМГТУ им. Г.И. Носова 5 – распорка по оси верхнего пояса фермы;6 – плоскость остекления фонаря; 7 – фермы фонаря10.1.3. Вертикальные и горизонтальные связиСхема связей покрытияСвязи фонаряГоризонтальные связипо верхнему поясуМГТУ им. Г.И. Носова 10.1.3. Вертикальные и горизонтальные связиВ промышленных зданиях высотой до низа стропильной конструкции менее 18 м; пролетами до 30 м; с кранами легкого и среднего режима работы;каких-либо специальных горизонтальных связей не требуется.
Поскольку жесткость диска покрытия в этом случае обеспечивается применением крупноразмерных железобетонных плит покрытия (приваркой их к верхним поясам стропильных конструкций и последующим замоноличиванием швов между плитами).Система связей между колоннами обеспечивает во время эксплуатации и монтажа геометрическую неизменяемость каркаса и его несущую способность в продольном направлении (воспринимая при этом некоторые нагрузки), а также устойчивость колонн из плоскости поперечных рам. МГТУ им. Г.И. Носова 10.1.3. Вертикальные и горизонтальные связиДля выполнения этих функций необходим хотя бы один вертикальный жесткий диск по длине температурного блока и система продольных элементов, прикрепляющих колонны, не входящие в жесткий диск, к последнему.ПодкрановаябалкаЖесткий дискГоризонтальныераспоркии решеткаДве колонны Обеспечивают при шарнирномсоединении всех элементов дискагеометрическую неизменяемостьМГТУ им. Г.И. Носова Вертикальные связи между колоннами ставят по всем рядам колонн здания; располагать их следует между одними и теми же осями.При проектировании связей по средним рядам колонн в подкрановой части следует иметь в виду, что довольно часто по условиям технологии необходимо иметь свободное пространство между колоннами. В этих случаях конструируют портальные связи.Связи, устанавливаемые в пределах высоты ригелей в связевом блоке и торцовых шагах, проектируют в виде самостоятельных ферм (монтажного элемента), в остальных местах ставят распорки.Особое внимание следует уделять компоновке связей между колоннами в горячих цехах при применении неразрезных подкрановых балок или большом внутреннем шаге колонн, несущих мощные продольные конструкции (например, подкраново-подстропильные фермы). В этих случаях полностью отсутствует узловая податливость продольных конструкций, система связей становится близкой к рамной и ее температурные деформации стеснены.10.1.3. Вертикальные и горизонтальные связиМГТУ им. Г.И. Носова 10.2.1. Расчетная схема и нагрузкиПоперечная рама одноэтажного каркасного здания испытывает действие: постоянных нагрузок от веса покрытия; различных временных нагрузок от снега; вертикального и горизонтального давления мостовых кранов;
положительного и отрицательного давления ветра; другие нагрузки;В расчётной схеме рамы соединение ригеля с колонной считают шарнирным,а соединение колонны с фундаментами – жёстким.Длину колонн принимают равной расстоянию от верха фундамента дониза ригеля.Цель расчёта поперечной рамы:определить усилия в колоннах от расчётных нагрузок и подобрать их сечения, а также определить боковой прогиб верха рамы от нормальной ветровой нагрузки.Предъявленный прогиб, установленный нормами, составляет: Н – длина колонны от верха фундамента до низа стропильной конструкции.МГТУ им. Г.И. Носова Расчетно-конструктивная схема поперечной рамы.Нагрузка, действующая на поперечную раму.10.2.1. Расчетная схема и нагрузкиМГТУ им. Г.И. Носова 10.2.2. Постоянная нагрузка от веса покрытия Постоянная нагрузка от веса покрытия передаётся на колонну как вертикальноеопорное давление ригеля.Эту нагрузку подсчитывают по соответствующей грузовой площади.Вертикальная нагрузка от: веса покрытия, включая собственный вес конструкции фонаря; от веса путей подвесных кранов; от постоянно присутствующего оборудования; трубопроводов; других устройств, подвешенных к покрытию;передаётся на колонну в виде сосредоточенной силы P – реакции стропильной конструкции.Точка приложения этой силы принимается на расстоянии 1/3 ширины площадкиопирания C, считая от внутренней ее грани.Есть другое мнение, что сила Р прикладывается по оси анкера, выступающего из колонны, к которому крепится стропильная конструкция (балка или ферма).МГТУ им. Г.И. Носова 10.2.2. Постоянная нагрузка от веса покрытияТочки приложения реакции балки(фермы) покрытия к оголовку колонныОсь колонныСтальная прокладка Эксцентриситет силы Ротносительно оси колонныШирина площадка опиранияМГТУ им. Г.И. Носова 10.2.2. Постоянная нагрузка от веса покрытияКрепление балки (фермы) к оголовку колонныЗакладной листв колоннеОпорная плита