44. Типы рам и их конструкции

Рамы — плоские стержневые системы, геометрическая неизменяемость которых обеспечивается жесткими соединениями в узлах.

В зависимости от числа пролетов и этажей рамы подразделяют на однопролетные и многопролетные, одноэтажные и многоэтажные. Часть соединений стоек с ригелями и фундаментами в раме могут быть не жесткими, а шар­нирными.

В каркасах одноэтажных зданий в рамах из сборных элемен­тов ригели обычно соединяют с колоннами шарнирно и с фунда­ментами — жестко. В многоэтажных рамах карка­сов многоэтажных зданий соединение ригелей с колоннами осуществляют преимущественно жестким.

Стойки рам могут соединяться с фундаментами жестко и шар­нирно.

Применение предварительно напряженных ригелей позволяет существенно увеличить пролеты рамных конструкций.

Рамы конструируют в соответствии с характером и значе­ниями ординат огибающих эпюр осевых сил и моментов, получен­ных в результате расчета при различных расположениях вре­менных нагрузок. Стойки рам армируют как внецетренно сжатые элементы, ригели — как изгибаемые (осевые усилия в них невелики и могут в расчете не учитываться).

В угловых узлах монолитных рам напряжения сжатия концентрируются вблизи внутренней грани угла.

Наибольшие растягивающие напряжения образуются не у внешней грани, а в пределах средней части диагонального сечения, поэтому при конструировании растянутую арматуру у внешней грани угла обычно плавно закруг­ляют. Криволинейная арматура, стремясь выпрямиться под действием усилия F, вызывает откол бетона по внутренней грани узла, поэто­му во входящих углах устанавливают дополнительную поперечную арматуру

В последние годы значительное распространение нашли рамные конструкции с использованием предварительного напряжения.

45.Особенности расчета и конструирования рам

Изгибающий опорный момент рамы М_о заменяют эквивалентной парой сил А'. При отрицательном моменте на растяжение работают верхние болты, при положительном—нижние. Для верхнего узла фермы центр тяжести болтового соединения совмещается с осью приложения растягивающей силы N. В этом случае число болтов необходимое для крепления узла фермы к колонне,

n=N/((π*d₀²/4)*R_bt)

где d₀ — диаметр болта (по резьбе);

R_bt — расчетное сопротивление болта грубой (или нормальной) точности на растяжение.

Вертикальные швы, прикрепляющие фасонку верхнего пояса к торцовому фланцу, рассчитывают на срез (по металлу шва):

∑l_ω≥N/(β_f*k_f*R_ωf*γ_c

Где ∑l_ω - суммарная длина двух вертикальных швов.

Касательные и нормальные напряжения по металлу шва определяют по формулам

τ=V/( β_f*k_f* l_ω)

σ=N/ (β_f*k_f* l_ω) + 6Ne/( β_f*k_f* l_ω²) где k_f, l_ω — соответственно катет и длина сварного шва, прикрепляющего фасонку к опорному фланцу.

Прочность сварного соединения обеспечена, если равнодействующее напряжение в швах не выше расчетного сопротивления срезу угловых швов при расчете по металлу шва:

√(τ²+σ²)≤ R_ωf*γ_c

Опорный фланец рассчитывают как балочную плиту, защемленную между двумя рядами болтов и нагруженную сосредоточенной силой N. Максимальный изгибающий момент в плите, как в защемленной балке пролетом b,

M=N*b/8.

Условие прочности M^WR_uy_c,

ГдеRy — расчетное сопротивление металла опорного фланца; W=l*t²/6 — момент сопротивления опорного листа (l и t — длина и толщина фланца).