2.9.2 Ұстындар арасындағы байланыстар

Ұстындар арасындағы тік байланыстар цехтың бойы бағытында жинақтау және пайдалану кезіндегі болат қаңқаның геометиялық өзгермеушілігін, сонымен қатар ұстынның сығылған сырықтарының орнықтылығын қамсыздандыру үшін қажет. Олар ғимараттың бүйірлік қабырғаларына әсер ететін желдің бойлық жүктемесін және көпірлі кранардың тежеу күшінің жүктемесін қабылдайды.

Тік байланыстар цехтің бойлық қатаңдылығын қамтамасыз етуі керек. Өйткеі ұстындардың қималары көлденең рама жазықтығындағы жұмысы шартынан анықталғандықтан, бойлық бағытта ғимараттың қатаңдылығы керекті шамасынан төмендеу болып келеді. Ал, кранасты арқалықтары болса ұстынға әдетте топсалы тіреледі.

Жоғарғы тік байланыстар, бүйірлік қабырғаға әсер ететін, жел жүктемесін қабылдап, қаңқаның жоғарғы бөлігінің бойлық қатаңдылығын қамсыздандырады. Төменгі тік байланыстар жоғарғы байланыстардың жеткізген күштеулерін, сонымен қатар желдің күштеулерін және кран рельсі деңгейінде түскен кранның бойлық тежеу күштеулерін қабылдап, оларды ұстындардың іргетасына жеткізеді. Бұдан басқа, бұл байланыстар ғимараттың бойлық қатаңдылығын қамтамасыз етеді және ұстындардың рама жазықтығынан тыс бос (есептік) ұзындығын қысқартады. Сонымен, ұстындар арасындағы төменгі байланыстар цех бойында әсер ететін барлық күштерді қабылдайды.

Төменгі тік байланыстардың орналасуы температуралық деформацияларға әсерін тигізеді. Ғимараттың бүйір жағына орналастырылған тік байланыстар қаңқаның бойлық элементтнрінің еркін деформациялануына бөгет жасайды.Бұл кезде пайда болатын кернеулердің шамасы біршама болуы мүмкін. Оларды азайту үшін төменгі ярустағы байланысты температуралық блоктың ортасына таман орналастыру керек. Онда қаңқаның бойлық элементтеріне еркін деформациялануына мүмкіншілік туады.

58-сурет. Ұстындар арасындағы байланыстардың орналасуы

а – қысқа ғимараттарда (немесе температуралық отсектарда); б – ұзын ғимараттарда:

1- ұстындар; 2 – кермеліктер; 3 – температуралық жіктің өсі;

4 –кранасты арқалықтар; 5 – байланыстық блок

Ғимараттың ұзындығы шамалы кезде тік баланыстарды жалғыз панельде орнатумен шектелуге болады. Ғимараттың немесе температуралық отсектің ұзындығы едәуір болғанда (120 м ден асқанда) кран арасындағы тік байланыстарды блоктың ортасына қатысты симметриялы келетін екі панельде орналастыру керек. Жобалау нормасы бойынша ғимараттың бүйір жақтарынан жақындау тік байланыстың өсіне дейінгі қашықтық жылытылатын ғимараттар үшін 90 м-ге және жылытылмайтындары үшін – 75 м-ге тең. Бір отсектегі тік байланыс өстерінің арасындағы қашықтық жылытылатын мен жылытылмайтын ғимараттар үшін сәйкес 60 м-ге және 50 м-ге тең.

Жоғарғы тік байланыстарды бүйірлік панельдерде және төменгі ярусында тік байланысы бар ортаңғы панельдерде орналастыру керек. Ұстынның кран үсті бөлігінің салыстырмалы қатаңдылығы аздау болғандықтан, бүйірлік панельдерде жоғарғы байланыстардың орналасуы температуралық кернеулерге көп әсерін тигізбейді және олар қаңқаның жоғарғы бөлігінің бойлық қатаңдылығын көтереді.

Ұстындар арасындағы тік байланыстарды ғимараттың барлық ұстындары қатарына және бірдей панельдерінде орналастырылады.

2.10 Жабын элементтері

2.10.1 Сырғауылдар

Прокатты швеллерден, сирегірек қоставрдан жасалған арқалықтар сырғауылдың қарапайым түтіне жатады. Мұндай арқалықтар аралығы 6 м кезінде ұтымды болып саналады. Фермаладдың адымы 12 м болғанда прокатты сырғауылдар қолданылмайды, себебі олар өте ауырлап кетеді және болатты аса көп шығындануына келтіреді.

Ферманың адымы 6 м және 12 м жамылғысы (суық) жеңіл болған жағдайда майыстырылған пішіннен жасалған сырғауылдар кең қолданылады. Олардың қабырғасы жіңішке (t = 4…6 мм), биіктігі дамыған (h = 300…400 мм) болуы мүмкін. Жүктемесі үлкен және ферманың адымы 12 м немесе одан да көбірек кезінде өтпелі сырғауылдарды, сондай-ақ перфорацияланған қоставрлы және жұқа қабырғалы арқалықтарды қолданған жөн. Болат шығыны бойынша перфорацияланған қоставрдан жасалған сырғауылдар керегеторлыларға жақындайды, ал құны бойынша 10…15 % арзандау келеді. Жұқа қабырғалы арқалықтардан жасалған сырғауылдар керегеторлыларға қарағанда салмағы 8…18 % жеңілдеу.

2.10.2 Тұтас қималы сырғауылдар

Жинақтауды жеңілдету үшін көбінде қиылған сырғауылдар қолданылады. Жамылғының еңкіштігі шамалы (i=1,5%) кезінде сырғауылдардың жұмысы әдеттегі прокатты арқалықтардың тік жүктемеге жұмысынан ажыраспайды, яғни есебі де ұқсас жүргізіледі.

Жамылғысының еңкіштігі үлкендеу кезінде сырғауылдар екі жазықтықта майысуға (қиғаш майысуға) жүмыс жасайды. Жамылғыдан түсетін тік q жүктеме сырғауылдың қатаңдылығы үлкендеу жазықтығында әсер ететін q_x= q·Cosα және еңкіштік құраушысына q_y = q · Sinα ыдыратуға болады (59,а -сурет).

Жамылғының қолданып жүрген кездегі еңкіштігі шамалы болса да, одан пайда болатын кернеулер, сырғауылдың у-у өсіне қатысты қатаңдылығы аз болғандығынан, үлкен болады. Еңкіштік құраушысынан пайда болатын майыстырушы моментті кеміту үшін, сырғауылдар диаметрі 18…22 мм доңгелек болаттан жасалған тартпалармен бекітіледі (59,б, в-суреттер). Осылай сырғауылдың еңкіштік жазықтығында есептік ұзындығы кішірейтіледі.

Шатыржалдық сырғауылдан басқа, барлық қалған сырғауылдардың араларына тартпалар қойылады. Шатыржалдың жанындағы панельдерде тартпалар итарқалық фермаға немесе шатыржалдық сырғауылдың тіректері маңайына бекітіледі. Шатыржал бойына горизонталды жазықтықта қатаңдылығы үлкейтілген немесе бір- бірімен жалғастырылған жұпты сырғауылдар орнатылады.

Сырғауылға түсетін тік қума жүктеме

q = (q_жм / Cosα + S) b + q_сыр , (125)

мұндағы q_жм - 1 м² жамылғыдан келетін есептік жүктеме; α - жамылғының көкжиекке еңкіш бұрышы (жамылғының еңкіштігі i  1 / 8 кезінде Cosα  1); S – қардың есептік жүктемесі; b – сырғауылдар арасындағы қашықтық; q_сыр – сырғауыл салмағынан келетін есептік қума жүктеме.

Еңкіштік жазықтығындағы майыстырушы момент (яғни сырғауылдың қатаңдылығы аздау жазықтығында) тартпалардың санына байланысты. Ферманың адымы 6 м кезінде әдетте жалғыз тартпа қойылатын болса, адымы 12 м және еңкіштігі шұғыл кезінде – екі тартпа қойылады.

Тартпалары бар болған жағдайларда еңкіштік жазықтықтағы майыстырушы момент қиылмаған арқалықтағы сияқты анықталады (59,в -сурет).

Сырғауылдың екі жазықтықтарда майысқан кезінде есептеуін жүргізетін формула:

 = _х + _у = . (126)

Сырғауылдың жалпы орнықтылығы төсем арқылы қамсыздандырылатын болса, онда беріктігін пластикалық деформацияларының дамуын есепке алып тексеруге болады

 = , (127)

мұнағы с_х и с_у – сырғауыл қимасының түріне байланысты еселеуіштер.

Рис. 59. Сырғауылдардың есептік сұлбалары

а – жүктеме әрекетінің сұлбасы;б – сырғауылдарды тартпалармен байланыстыру;в – сырғауылдар күштеулерін анықтау; 1 - фермалар; 2 - сырғауылдар;3 – тартпалар

Егер жамылғылық төсем сырғауылға қатаң бекітіліп (мысалы, болат пішінді төсем сырғауылдарға өзі қиятын винтпен қосылып) тұтас диск құраса, онда еңкіштік құраушысы осы дискпен қабылданады. Мұндай жағдайда тартпалардың қажеттілігі жойылып, сырғауылдарді тек q_x әсеріне ғана есептеуге болады.

Сырғауылдардың майысымы мөлшерлік жүктемеден тек еңкіштігіне тік жазықтықта ғана тексеріледі. Оның шамасы аралығының 1/200-нен аспауы керек.

Сырғауылдарды фермалардың белдемелеріне қысқа бұрыштамалардың, планкалардың, болат табағынан жасалған майыстырылған элементтердің көмегімен фермалардың белдемелеріне бекітіледі (50-сурет).

2.10.3 Керегеторлы сырғауылдар

Итарқалық фермалардың адымы 12 м жеткен кезде тұтас қималы сырғауылдардың болат шығыны көп болғандықтан, олардың орнына керегеторлы сырғауылдар қлданылады.

Керегеторлы ұстындардың құралымдық шешімдері әр түрлі болуы мүмкін

Рис. 60. Аралығы 12 м-лік керегеторлы сырғауылдар

а - в – сырғауылдардың сұлбалары; г – үш панельді сырғауылдың түйіндері

Керегеторлы сырғауылдардың кемшіліктеріне, элементтері мен қосылыс түйіндері санының көп болғандығынан, үлкен еңбек сіңірімділігі жатады. Типтік ретінде қабылданған үш панельді сырғауыл (60,а -сурет) ең ұтымдысы болып табылады. Бұл сырғауылдың жоғарғы белдемесі екі швеллерден, қалғандары жалғыз швеллерден құралған. Түйіндік қосылыстары доғалық немесе түйістік пісірумен орындалады

Керегеторлы сырғауылдарды еңкішті жамылғыға орналастырған кезде, олардың бүйірлік қатаңдылығы шамалы болғандықтан, жоғарғы мен төменгі белдемелерін байланыстармен (тартпалармен) керіп бекіту керек. Жамылғы төсемі сырғауылдарға қатаң біріктірілген кезінде жоғарғы белдемесін қосымша бекіту қажет емес.

Керегеторлы сырғауылдар жоғарғы белдемесі қатаң, қиылмаған, ферма сияқты есептеледі. Жоғарғы белдемесі сығумен көлденең майысуға (бір жазықтықта егер еңкіштік құраушысы жоқ болса, немесе екі жазықтықта) жұмыс жасайды, қалған элементтері тек бойлық күштің әсеріне есептеледі.

2.11 Итарқалық фермалардың есептеу ерекшеліктері

2.11.1 Жүктемелер

Итарқалық фермаларға негізінде жамылғының және жабынның көтергіш құралымдарының тұрақты жүктемесі және қардың уақытша жүктемесі әсер етеді. Төменгі белдемесіне кейде көтергіш – көліктік аспалы аспаптардың, аспалы төбенің, аспалы төбенің коммуникациялардың және с.с. жүктемесі түсуі мүмкін.

Жамылғының, итарқалық фермалардың, олардың бойындағы байланыстардың және фонарьлардың тұрақты жүктемелері біркелкі таралып қабылданады. Фонарь қабырғасы бортының және әйнек жүктемелері шоғырланған күштер түрінде фонарьдың шеткі тағандары тірелген түйіндерге түсіріліп есепке алынады.

Жабын элементтерін (тақталарды, сырғауылдарды, төсемдерді және фермаларды) есептеген кезде қар жүктемесі көлденеңдік рамаларды есептегенінен біршама ерекшеленеді. Оның себебі жабын құралымдары үшін қар жүктемесі, элементтер қималарының өлшемдерін анықтайтын негізгісі болып табылады.

Жабынның 1 шаршы метр горизонталды проекциясына келетін қардың есептік жүктемесі мыны формула бойнша анықталады:

S = _f  S₀  , (128)

мұндағы S₀ – құрылыс ауданына байланысты қабылданатын, 1 шаршы метр горизонталды жер бетіне түсетін қар салмағы;  - жер бетіндегі қар салмағынан жабын үстіндегі қар жүктемесіне ауыстыратын еселеуіш; _f – қар жүктемесі бойынша сенімділік еселеуіші. Оның шамасы жабынның мөлшерлік салмағының g_n қардың мөлшерлік S₀ жүктемесі қатысына байланысты (g_n / S₀ 0,8 кезінде _f = 1,6; қалған жағдайларда _f = 1,4) қабылданады.  еселеуіші қардың жабын үстінде әркелкі таралуын, қардың көшуі арқасында биіктіктер құламасында қар күртіктерінің пайда болуын есепке алады.

Жел қысымы тік беттерге және де көкжиекке еңкіштік бұрышы 30º - тан асқан жазықтықта есепке алынады. Мұндай жағдайлар мұнараларда, мачталарда, эстакадаларда және еңкіштігі шұғыл үш бұрышты итарқалық фермаларда мен фонарьларда кездеседі.

Итарқалық фермаларға түсетін басқа (көтергіш – көліктік жабдықтардың, фермаға іліндірілген коммуникациялық және с.с.) жүктемелер технологиялық тапсырмалар бойынша қабылданады.

2.11.2 Ферма сырықтарындағы күштеулерді анықтау

Фермаға түсетін жүктемелерді жинағаннан соң оның элементтеріндегі күштеулерді анықтауға көшеді. Итарқалық ферма раманың ригелі болғандықтан, оның ұстынмен қатаң қосылған кезінде рамаға түскен тұрақты және уақытша жүктемелерден тіректік қималарында майыстырушы момент пен керме пайда болады. Сондықтан топсалы сұлбамен тірелген кезінде ферма сырықтарындағы түйіндік тік жүктемелердің күштеулерін, ал қатаң сұлбалы кезінде – түйіндік жүктемелердің күштеулеріне қоса тіректік моменттер мен рама кермесінің қосымша күштеулерін анықтау керек.

61-сурет. Фермалардың есебі

а – жүктемелерді түсіру сұлбасы; б – есептік сұлбасы

Күштеулерді имараттар статикасының кезкелген тәсілдермен немесе ЭЕМ стандарттық бағдарламаларды пайдаланып анықтауға болады. Оны ең қарапайым және көрнекті Максвелл – Кремон диаграммасын тұрғызып графикалық тәсілімен табылады.

М₁ және М₂ тіректік моменттердің шамалары ұстынның бастылық қимасы үшін есептік күштеулер кестесінен, яғни рама статикалық есебінің 1 – 1 қимасынан алынады. Бұл кезде, сол жақтағы тірек үшін М₁ тіректік моментін алып, оң жақтағы тіректің М₂ тіректік моментін жүктемелердің сондай үйлесімі кезінде табылады. Диаграмманы тұрғызу үшін М₁ мен М₂ моментерін эквивалентті қос күштерге Н₁ = М₁ / h_тір және Н₂ = М₂ / h_тір ауыстырылады.

Ферма сырықтарындағы есептік күштеулерді анықтау үшін құрама кесте құрастырылады. Оның құрамына тұрақты және уақытша жүктемелердің рама кермесінің және тіректік моментердің күштеулері кіреді. Есептік күштеулер жеке құраушыларының қолайсыз үйлесімі кезіндегі қосындысынан алынады.

Фермалардың ұстынмен қосылу түйіндері әдетте белгілі икемділігі бар бұрандамалардан жасалады. Пайдаланған кезде қосылыстары босап ферманың тіректе қысып бекітілу дәрежесі төмендеуі мүмкін. Сондықтан тіректік моменттері мен рама кермесі әдетте есепке алынбайды.

Егер қарастырылып отырған сырықта раманың кермесінен, тіректік моментерінен және тік жүктеме күштеулерінің таңбалары бірдей болса онда олардың қосындысы қабылданады. Егер де күштеулер таңбалары әр түрлі және керме мен моменттердің күштеулері абсолюттік шамасы бойынша кем болса, онда есептік күштеу ретінде тек тік жүктеменің күштеуі алынады. Ал, егер күштеулер таңбалары әр түрлі бірақ, керме мен моменттің күштеулері тік жүктеменің күштеуінен көптеу болса, онда сырық осы күштеулердің алгебралық қосындысына да тексерілуі керек.

Фермалар мен ұстындардың қосылыстары жеткілікті қатаңдылығы қамтамасыз етілсе (мәселен пісіру арқылы қосылған кезде) тұрақты және қар жүктемесінің тіректік моменті жұмысын азайту әсерін есепке алуға болады.

2.11.3 Тірек түйіндері

Өтпелі ригелдердің ұстындармен қосылуы жинақтау жағдайында өндіріледі. Сондықтан қосылыс құралымы жеткілікті қарапайымдылығымен ерекшеленуі керек. Ригелдердің болат ұстындарға қосылу түйіндері бұрандалармен қарапайым жағдайда орындалады.

Топсалы қосылған кезде ферманың ұстынға үстінен таған – ұстынүстілік арқылы тірелген қосылыс ең қарапайымдысы болып табылады (62-сурет). Итарқалық ферманың итарқаастына тірелу түйіні осыған ұқсас шешіледі.

Ферманың тіректік қысымы F_ф ферманың тіреу фланецінің сүргіленген немесе фрезерленген бетінен ұстынның тіректік тақтасына немесе итарқаасты ферманың тіректік стөлшесіне жеткізіледі. Тректік фланец анық тірелуі үшін 10-20 мм-ге тіректік түйіннің фасонкасынан төмен шығып тұрады. Фланец бүйірінің ауданы мыжылу шартынан анықталады А  F_ф / R_p, мұндағы R_p – болаттың бүйірлік бетінің мыжылуға есептік кедергісі.

62-сурет. Фермалардың ұстын үстіне тірелу түйіндері

а – шеткі қатардағы ұстынға; б – ортаңғы қатардағы ұстынға; в –итарқаасты фермаға; 1 – ұстынүстілк; 2 – итарқалық ферма; 3 – ұстын; 4 – жинақтаулық аратөсем; 5 – итарқаасты ферма

Ферманың жоғарғы белдемесін дәлдік класы В немесе С (дәлдігі әдеттегі немесе дөрекі) ұстынүстіліктің фасонкасына бекітіледі. Тіректік моменттің күштеуін қабылдатпау және қосылыстың топсалығын қамсыздандыру үшін фасонкадағы ойықтың диаметрін 5-6 мм-ге үлкендеу етіп жасалады.

63-сурет. Итарқалық ферманың ұстынға жанынан тірелу түйіні

а – жалпы түрі; б және в – ригелдің ұстынмен қатаң қосылған кездегі жоғарғы белдемені бекіту нұсқалары; 1– тіректік стөлше

Қатаң бекітілген жағдайда итарқалық ферма ұстынға жанынан қосылады (63-сурет). Тіректік қиғаш тірегі жоғары бағыт алған кезде ферманың тік тірек қысымы F_ф төмен жағынан сүргіленген тіректік фланец арқылы алдын ала ұстынға пісіріп қосқан (қысқа бұрыштамадан немесе қалыңдығы t = 30-40 мм сүргілеген табақтан жасалған) арнайы тірек стөлшесіне жеткізіледі. Фланецтің тығыз тірелмегенінен жүктемені жеткізген кезде эсцентриситет пайда болу мүмкіндігін ескере отырып, стөлшені бекітетін бұрыштық жіктер F=1,2 F_ф күштеуге есептеледі.

Тіректік фланец ұстынға дәлдік класы В немесе С бұрандамалармен бекітіледі. Олар, фланец тіректік стөлшеге тығыз тірелмеген жағдайда пайда болатын ферманың тіректік реакциясын қабылдатпау үшін, диаметрі 3-4 мм-ге артық ойыққа отырғызылады.

Тіректік моменттің Н₁ = М₁ / h_тір горизонталды күштеуі жоғарғы және төменгі белдемелердің бекіту түйіндерімен қабылданады. Төменгі түйіні раманың Н_р кермесінен пайда болатын күштеуді қосымша қабылдайды. Егер ферманың тіректік моментінің таңбасы минус болса, онда Н₁ күш Н_р сияқты төменгі белдеменің түйін фланецін ұстынға қысып тұрады. Түйіскен беттер бойындағы кернеулер шамалы болғандықтан, оларды тексермеуге болады. Егер тіректік моменттің таңбасы плюс болған жағдайда және күш Н = Н₁ + Н_р фланецті ұстыннан айыратын болса, онда фланецті ұстынға бекітетін бұрандамалар сөзуға жұмыс жасайды да, олардың беріктігін бұрандамалық қосылыстың ортасына қатысты горизонталды күштің эксцентриситетін есепке алып тексеру керек.

Фланецті фасонкаға бекітетін жіктері ферманың тіректік реакциясын F_ф және ортасынан тыс түскен (жіктің ортасы төменгі белдеме осімен сәйкес емес) Н күшті қабылдайды. Осы күштеулердің әсерінен бұрыштық жүктер екі бағыттарда кесуге жұмыс жасайды (64-сурет).

64-сурет. Фланецті фасонкаға бекітетін жіктің есептік сұлбасы

Жіктің металы бойынша беріктікке қорытынды кернеуінің ең үлкен нүктесінде (А нүктесінде) шартты кесуге мына формула бойынша тексеріледі:

, (129)

мұндағы _wF = ; _wН = ;

_wМ = .

Егер _  _z болса, онда балқып қосылған металының шегі бойынша тексеру қажет.

Тіректік стөлшенің биіктігін анықтайтын формула h_ст = см, егер стөлшенің екі жағынан да жік қарастырылған болса. Мұндағы .

Жоғарғы белдемені бекітетін түйінде Н₁ күш фланецті ұстыннан тартып айыруға тырысып, оны майысуға ұшыратады (65-сурет). Фланецтің майысуы кезінде моменті қысып бекітілген, аралығы болттар арасындағы қашықтыққа тең b арқалықтағыдай анықталады

М_фл = Н₁  b / 8.

65-сурет. Жоғарғы белдеменің бекіту түйінінің есептік сұлбасы

а – фланецтің жұмысыі; б – есептік сұлбасы

Фланецтің беріктігін тексеру

, (130)

мұндағы а және t – фланецтің ұзындығы мен қалыңдығы.

Бұрандамаларды есептеу А_bn = H₁ / R_bt, мұндағы R_bt – бұрандамалардың созуға есептік кедергісі.

Фланецті фасонкаға бекіту жігі кесуге жұмыс жасайды. Оның биіктігі мына формула бойынша анықталады:

K_f = . (131)

2.12 Ғимарат қаңқасының жұмысы және есептеу ерекшеліктері

Раманың элементтеріндегі күштеулерді анықтау үшін раманың есептік сұлбасын белгілеу, оған әсер ететін жүктемелерді жинау, раманың статикалық есебін орындау және раманың әр элементтері үшін ең үлкен есептік күштеу беретін жүктемелер қиыстыруын анықтау керек.