2.2. Дәріс сабақтарының конспектісі

1-модуль. Темірбетон конструкциялары.

1-дәріс. Көпқабатты ғимараттардың конструктивтік схемалары.

Көпқабатты ғимараттарды келесі түрлерге бөлуге болады:қаңқалы, панельді, көлемді-блокты және құрастырылған. Конструктивті сұлба түрін ғимараттың функционалды мақсатына, қабат санына, экономикаға, құрылыс жағдайларға (сейсмика, мәңгілік тоңу т.б.).

Қаңқалы ғимараттар. Мұндай ғимараттар үлкен бөлмелер жасау үшін, аражабында технологиялық ойықтар бар кезде қолданады. Біріншіден осыларға өндірістік, әкімшілік және қоғамдық ғимараттар жатады. Қаңқалы ғимараттарда барлық жүктерн қаңқаға түседі. Ол әсерлердің барлық түрлеріне ғимараттың беріктігін және орнықтылығын қамтамасыз етеді. Қаңқалы ғимараттың негізгі элементтері темірбетон ұстындары, ригельдері, тік қатаңдық элементтері (диафрагмалар, байланыстар т.б.), жаппа плиталары. Мұндай ғимараттардың келесі жүйелері бар:

1-сурет. Қаңқалы ғимараттардың конструктивтік жүйелері:

а - ригельдердің бойлық орналасуы; б - ригельдердің көлденең орналасуы;

в - ригельдердің қиылыса орналасуы; г - ригельсіз жүйе.

Панельдік ғимараттар. Тұрғын үйлерде, қонақ үйлерде, жатақханаларда ішкі қабырғалар жиі орналасу және дыбыс оқшаулауы жоғары болу керек. Керекті дыбыс оқшаулау үшін ішкі қабырғалардың тығыздығы 0,3т/м³ –тан аз болмау керек, сонда бетон қалыңдығы 16см болады. Мұндай қабырғалар жеткілікті беріктігі болғандықтан қаңқаны қажет етпейді. Олар бір-бірімен байланыстырылып тұтастырылып , тік және көлденең күштерді қабылдайтын кеңістік жүйе құрайды. Мұндай конструкциясы бар ғимараттарды панельдік деп атайды. Есептер бойынша көпқабатты (шамамен 20 қабатқа дейін) панельді тұрғын үйлер қаңқалы ғимараттардан үнемді болады (бағасы 5…10%-ға, еңбек сыйымдылығы 10…15%-ға, арматура шығыны 30…50%-ға). Осыдан жоғары биіктікке панельді үйлер көлденең жел жүгіне арнайы күшейтусіз қарсыласа алмайды, ол үшін қосымша конструктивтік шаралар пайдаланады (тұтас диафрагмалар, қатаңдық ядролар орнату керек).

Панельді ғимараттардың артықшылықтары келесі жағдайларда төмендейді: бөлме жоспарлауын тік бағытта өзгерткенде, төменгі қабаттардағы бөлмелерді қоғамдық мақсатта пайдаланғанда. Сол үшін сауда бөлмелерді негізгі ғимаратқа қосылған құрылымдарда орналастырады.

2 - сурет. Қаңқасыз конструктивтік жүйелердің:

а - айқасқан қабырғалы кіші адымды; б - аралас адымды көлденең қабырғалы; в - үлкен адымды көлденең қабырғалы; г - бойлық қабырғалы (үш қабырға); д - бойлық қабырғалы (екі қабырға); е - ірі адымды көлденең қабырғалы

Көлемдік-блокты ғимараттар. Панельді конструкциялардың жетілдірілген түрі бөлмеге немесе пәтерге дайындалатын көлемдік блоктар болады. Блоктардың «стакан», «жатқан стакан», «қалпақ» түрлерін қолданады.

Блоктарды тұтас жасайды немесе жазық панельдерді бір-біріне пісіру арқылы біріктіреді. Содан соң блоктар арнайы конвейер үстіне түсіп оның үстінде әрлеу және санитарлы-техникалық жұмыстар жүргізіледі. Блоктар салмағы монтаждық траверсамен бірге 20-25кг, ұзындығы 660см, ені 360см-ден аспайды. Блоктар бірінің үстіне тек бұрыштарда немесе қабырға бойы тіреледі, бірінші жағдайда қабат саны 5-тен аспайды.

Көлемдік блоктар қолдануы құрылыс мерзімі мен еңбек көлемін азайтады, ғимараттар жиналу дәрежесін көтереді, құрылыс сапасын кәдімгідей жақсартады.

3-сурет. Дайындау тәсілдеріне және тірелу шарттарына

байланыстыкөлемдік блоктар түрлері:

а - «қалпақ»; б - «стакан»; в - «жатқан стакан» (а, б, в - тұтас);

г - құрастырмалы; д - жүктемелерді периметр бойынша беру;

е - екі ұзын жақтары бойынша; ж - төрт бұрышы бойынша

Оларды кеңінен қолдануына тасымалдау қиыншылығы, жоспарлық шешімдердің аздығы, өте үлкен крандармен монтаждауы кедергі болып тұр.

Құрастырылған ғимараттар. Үлкен қалаларда негізгі магистральдарда салынатын көп қабатты ғимараттарда санитарлы-гигиеналық шарттарға (шу, шаң, газ) байланысты тұрғын бөлмелерді 2-3 қабаттарға, ал төменгі қабаттарда дүкендер, гараждар т.б. қоғамдық бөлмелер орналастырған жөн. Мұндай жағдайларда қаңқасыз (панельді) конструкциялар тұтас немесе жиналмалы темірбетон рамалар үстіне қойылады. Мұндай сұлбалар қонақ үйлерде, санаторийлерде қолданылады.

Түйін. Конструктивтік сұлбалардың қандай түрін жобаласақ та негізгі шешетін мәселе сол ғимараттардың кеңістік қатаңдығы мен орнықтылығын қамтамасыз ету. Ғимараттардың немесе құрылымдардың кеңістік қатаңдығы дегеніміз олардың көлденең күштерге қарсыласу қасиеті.

Төмендегілерге назар аудару керек. Кез-келген ғимараттардың қатаңдық элементтері көлденең күштерді қабылдаған кезде топырақта қатаң бекітілген консольдар ретінде жұмыс істейді. Қабаттар саны өскен сайын осы консольдардың ені мен (көбінесе ғимарат еніне тең болады) биіктігі арасындағы қатынас азаяды, яғни консольдардың «қарсыласуы» төмендейді. Ал көлденең күштердің шамасы қабат саны өскен сайын артады: жүктеме ауданы мен жел қысымының қарқындылығы өседі. Ғимарат енінің биіктігіне қатынасы ( ) шамада болған жағдайда оның қатаңдығы мен орнықтылығын кез-келген ғимарат формаларына қатаңдық элементтерін дұрыс жобалауды қамтамасыз етеді. Бұл қатынастыр -ға дейін кішірейген кезде ғимараттардың кеңістік қатаңдығын көтеретін шаралар қолдану керек; жоспар формасының жинақы түрі; қатаңдық элементтерді қатаң бекіту немесе тұтас түрін қолдану; қосымша қатаңдық элементтер қарастыру керек және т.б. Ғимарат биіктігі өскен сайын оның енін функционалды тұрғыдан немесе басқа себептерден үлкейтуге болмайды. Сондықтан қаңқаның иілгіштігі мен орнықтылығын шектеу шараларын қолдану керек және тағы да бір ыңғайсыз факторды – ғимараттың тік осі бойынша айналу деформацияларын болдырмау керек. Биік жеке тұрған ғимараттардың сыртқы қабығының қатаңдығын күшейту керек. Мысалы: сыртқы қабырғалардың периметр бойы.

Әдебиет:

Негізгі 1 [495-503], 2 [251-259] 4 [25-27; 178-179].

Бақылау сұрақтары:

1. Көпқабатты ғимараттардың барлық түрлеріне қойылатын талаптар.

2. Көпқабатты ғимараттардың конструктивтік көтергіш сүйегіштер түрлері.

3. Қабырғалы көтергіш сүйегінің конструктивтік жүйелері.

4. Қаңқалы көтергіш сүйегінің конструктивтік жүйелері.

5. Ғимараттың кеңістік қатандығы және орнықтылығы.

Көпқабатты қаңқалы ғимараттар

Көпқабатты қаңқалы ғимарат жобасының конструктивтік бөлімін әзірлеуіне келесі жұмыстар кіреді:

• Қаңқаның конструктивтік сұлбасын таңдау және оны жинастыру, ғимаратты және оның элементтері мен түйіндерін есептеу, сондай-ақ оларды құрастыру.

Көпқабатты ғимарат қаңқасының сұлбасын таңдаған кездегі сұрақтардың ең маңыздысы көлденең күштерді қабылдау мәселесі, яғни кеңістік қатаңдықты қамтамасыз ету. Бұл мәселе қаңқаның түйіндерін лайықты құрастыру немесе арнайы тік қатаң элементтерін қою арқылы шешіледі. Осы белгі бойынша қаңқаның көтергіш жүйелері рамалық, рамалы-байланыстырушы, байланыстырушы және аралас түрлеріне бөлінеді (1-ші сурет).

Рамалық жүйеде (1а сурет) негізгі көтергіш элементтері жазық рамалардан құралған кеңістік жүйені құрайтын бір-бірімен қатаң бекітілген ұстын мен рамалар. Рамалар ғимаратқа әсер етіп тұрған барлық тік және көлденең жүктерді қабылдап, оларды іргетастарға береді.

1-сурет. Қаңқалардың конструктивтік схемалары: а - рамалы; б - рамалы-байланыстырушы; в - байланыстырушы; 1 - ұстын; 2 - ригель; 3 - төбе жабынының қатаң дискісі; 4 - қатаңдық диафрагмасы

Ғимарат қабаттарының саны көбейген сайын жел жүгінен төменгі қабаттардағы ұстын мен ригельдерде иілу момнттерінің мәндері өседі. Бұл ұстын қималарын үлкейтуді қажет етеді, ғимарат конструкцияларын бірыңғайлауын (унификациялауын) қиындатады. Сол себептен рамалық жүйелерді әдетте 8 қабаттан аспайтын ғимараттарда қолданады. 8 қабаттан биік ғимараттарда рамалы-байланыстырушы жүйе қолданады (1б сурет). Мұнда көлденең жүктерді қатаң түйіндері бар рамалар және қатаң тік элементтер, ал тік жүктерді рамалар мен жарым-жартылай қатаң элементтер қабылдайды.

Қатаң элементтер ретінде металл байланыстырғыш, темірбетон-диафрагмалар және т.б. конструкциялар пайдаланылады. Жоспарда диафрагмалар жазық, бұрышты, қоставрлы т.б. болады. Диафрагма ретінде ішкі қабырғалар, сатылар орналасқан қабырғалар жиі қолданылады. Диафрагмаларды ғимарат жоспарында бірқалыпты орналастыруға тырысу керек. Қаңқаның барлық элементтері кеңістік жүйеге өзара аражабындармен байланыстырылады. Аражабындар негізгі жұмысынан басқа (тік жүктерді қабылдау) көлденең жүктерді қабылдап, оларды рамаларға және диафрагмаларға иілу қатаңдықтарына пропорционалды бөліп таратады.

2-сурет. Көпқабатты рамаларды тік (а, б) және горизонтальді (в, г) жүктемелерге есептеуге: Q _i - i – ші ярустың көлденең күші

Соңғы жылдары тұрғын және қоғамдық ғимараттар құрылысында ұстын мен ригель түйіндерінің конструкцияларын жеңілдету және барлық көлденең жүктерді диафрагмаларға түсіру ұсынылған. Мұндай жүйе байланыстырушы деген атқа ие болды(1в сурет). Мұнда барлық тік жүктерді рамалар және жарым-жартылай диафрагмалар қабылдайды.

Ригель мен ұстын түйіскен жерді ғимаратты монтаждаған кезінде кеңістік қатаңдығын қамтамасыз ететін кішігірім иілу моментті (55кН м) қабылдай алатындай етіп шешеді. Кейінгі кездері ригель мен ұстын байланысын металл шығынын қосымша қысқартуына мүмкіншілік беретін таза топсалы түйін ретінде қарастырылып енгізіліп жатыр.

Жиналмалы темірбетоннан салынған көпқабатты тұрғын және қоғамдық ғимараттарда байланыстырушы жүйе кеңінен қолданылады. Рамалық – байланыстырушы жүйе тұтас темірбетон қолданғанда, соның ішінде сейсмикалық аудандардағы құрылыста тиімді болады.

Әдебиет:

Негізгі 1 [503-511], 2 [259-269]

Бақылау сұрақтары:

1. Қаңқаның көтергіш жүйелері.

2. Рамалық жүйелерді қай кезде қолданады?

3. Қатаң элементтер.

2-ші дәріс. Көпқабатты ғимараттарды есептеу. Қазіргі көпқабатты ғимараттар жүктемелер әсер еткенде параметрлері (қатаңдығы және т.б.) өзгеріп тұратын әр түрлі элементтер мен қосылымдардан құралған өте күрделі кеңістік жүйе болып саналады. Мұндай ғимараттарды барлық конструктивтік ерекшеліктерін, әсерлер мен жүктемелер сипаттарын ескеріп есептеуі өте қиын. Сондықтан есептерде нақты ғимаратты оның шын жұмысын қамтып көрсететін есептік сұлбамен ауысмтырады. Шындыққа жақын дәрежесі есептің мақсатына, толықтығына, бастапқы мәліметтердің дұрыстығына және т.б. байланысты.

Көпқабкатты ғимараттарды жобалаған кезде тіпті тек деформацияның ерекшеліктерінің өзінде олардың есебін компьютерлер көмегімен жүргізеді. Көптеген нақты ғимараттарға және әр жер түрлеріне жеңілдетілген сұлбалар қолодануға болады, мысалы ғимараттың кеңістік жүйесін бөлшектеп, әр бөлшегін жүктемелер әсер етіп тұрған жазық жүйе ретінде есептеуге болады. Мұндай жағдайда есептеуде жобалаушыларға жақсы белгілі инженерлік әдістерді қолдануға болады. Мұндай тәсіл ғимарат элементтерінде пайда болатын іңшкі күштерді алдын-ал жуықтау бағасын беру үшін қажет, көп жағдайда осындай е,сптер жеткілікті дәлдікті қамтамасыз етеді.

Көпқабкатты ғимараттарды жүктемелердің негізгі жеке ерекші үйлесімдеріне есептейді. Ғимараттың биіктігі 40м асқан жағдайда статиканың жел жүктемесіне оның динамикалық құрама бөлігін есптеу керек.

Тік көтергіш элементтерді (қабырғалар, ұстындар) есептегенде қысқамерзімді жүктемелер жиынтығын коэффициентіне көбейтіп азайтуға болады. коэффициенті жоғары орналасқан қабаттар толық жүктемелермен бір уақытта жүктелетін ықтималдығы төмен екенін көрсетеді.

Рамалық жүйелердің есебі. Есеп ригельдер мен ұстындардың қума қатаңдығын есптеуден басталады. Осы мақсатта бұрын жобаланған осындай конструкциялар мысалын пайдаланып немесе жуықтап есептеп алдын-ала элементтердің қималарын тағайындайды.

Мысалы, ұстын үшін: A_cd=(1.2 1.5)N/R (1)

мұнда 1.2 1.5 – ұстындағы иілу моментін ескеретін коэффициент; N – жүктеме алаңшаға сәйкес бойлық күш;

Ригель қимасын тірек моменті бойынша анықтайды

M=(0.6 0.7)M₀; M₀=(g+ )l₀/8 (2)

мұнда g, - ригельдің 1 қума метріне түсетін тұрақты және уақытша жүктемелер; l₀ – ригельдің есептік ұзындығы

Сонда h₀=1.8 ; b=(0.3 0.4)h (3)

Қималарды алдын-ала таңдау нәтижесінде қима өлшемдерін біыңғайлау керек. Сонаң соң қабылдаған қима өлшемдеріне байланысты ригель мен ұстынның қума қатаңдығын анықтайды (қималарды бетон деп есептеп). Есепті ары қарай ЭВМ-де жасалған программалар көмегімен жүргізеді. Сонымен қатар инженерлік әдістерде өзінің маңызын жоғалтқан жоқ; вариантты жобалау кезінде ЭВМ көмегімен жасалған шешімдерді анализ жасау үшін т.б.

Рамаларды тік жүктемелерге есептеу. Егер де қаңқалы ғимараттардың көпқабатты көпаралықты рамалар арлықтары бірдей (немесе айырмасы 20%-дан аспаса), қабат биіктіктері бірдей, сондай-ақ әр қабатқа түсетін жүктеме бірдей болса, онда мұндай рамалардағы тірек бір тік сызықта орналасқан тіректер түйіндерінің бірдей шамадағы бұрышқа айналады. Осының нәтижесінде қабаттың биіктігі бойынша арасында ноль нүктелі, ал түйіндерінде мәндері бірдей моменті бар эпюра пайда болады. Мұндай жағдайда көпқабатты рама 3 түрлі бір қабатты рамаларға бөлінеді (2-ші сурет): жоғарғы, орнта және төменгі қабаттар. Бұл рамалардың әр қайсысын тұрақта және уақытша жүктемелердің ең ыңғайсыз үйлесімдеріне [1]-ге кестрелер бойынша есептейді. Мұнда рамалардағы ригельдің тіректегі иілу моменттерін мына формула бойынша анықтайды:

(4)

мұнда және - аралық сандарына (2 немесе 3), жүктеме сұлбасына және ригель мен тіректер қатаңдықтарының қатынасына байланысты кестелік коэффициенттер; және - ригельдің бір қума метріне түсетін тұрақты және уақытша жүктемелер; - ригель аралығы (ұстындарп осьтерінің арасы).

Рама тіректеріндегі иілу моменттерді тіректердің қума қатаңдықтарына пропорционалды бөліп ригельдердегі тірек моменттерінің айырмасы ретінде анықтайды.

Тұрақты және уақытша жүктемелердің әр түрлі ықтималды үйлесімдерінен пайда болған моменттер мен көлденең күштердің толық эпюраларын салып ішкі күштерді қайта бөледі. Егер рамаларда аралық саны үштен асса, оларды үш аралықты ретінде қарастырады.

Рамаларды көлденең (жел) жүктемелерге есептеу. Рамаға әсер етіп тұрған көлденең жүктемені рама түйіндеріне түсіп тұрған қадалған күштермен ауыстырады. Мұндай жағдайда барлық қабаттардағы тіректердегі момент эпюрасының ноль нүктесі қабат биіктігінің дәл ортасында орналасады. Бірінші қабатта олш бекітілген орыннан 2/3 h аралықта орналасады.

Әр қабат деңгейіндегі көлденең күштің мәні жоғары орналасқан күштердің қосындысына тең

(5)

Ол күш әр қабаттағы тіректерге иілу қатаңдықтарына пропорционалды бөлінеді.

(6)

Мұнда – i қабатындағы тіректің қатаңдығы; m – тірек саны;

Раманың шеткі тіректері орта қатардағы тіректермен салыстырғанда бекіту дәрежесі төмендеу, сондықтан олар қабаттағы көлденең күштердің аз бөлігін қабылдайды. Мұны арнайы коэффициент көмегімен ескереді.

Көлденең күштерді анықтап болған соң бірінші қабаттан басқа қабаттардағы тіректердегі иілу моменттерді есептейді.

, (7)

Бірінші қабаттағы тіректердің жоғарғы қимасында және төменгі қимасында иілу моменттерін төменгі формулалар бойынша анықтайды:

; . (8)

Ригель тіректеріндегі моменттерді тіректердің тепе-теңдік шартынан анықтайды.

Тұрақты және уақытша жүктемелердің әр түрлі ықтималды үйлесімдерінен пайда болған иілу моменттер мен көлденең күштердің толық эпюрнасын тұрғызып, созылғышты деформацияларға байланысты ригельдердегі ішкі күштерді қайта бөліп, қорытынды ішкі күштер бойынша ұстындар мен ригельдердің қималарын есептейді.

Ригельдерді тік және көлбеу қималары бойынша иілген элементтер ретінде, ұстындарды иілу моменттер мен оларға сәйкес бойлық күштерге ортадан тыс сығылғанэлементтер ретінде есептейді.

Әдебиет:

Негізгі 1 [511-522], 2 [269-273], 4 [29-30].

Бақылау сұрақтары:

1. Қаңқаның көтергіш жүйелері қандай белгісі бойынша рамалы, рамалы-байланыстырушы және байланыстырушы ьолып бөлінеді?

2. Қазіргі көпқабатты ғимараттардың негізгі есептеу принциптері.

3. Тік және көлденең жүктемелерге т/б рамалардың инженерлік есептеу әдісі .

Ғимараттың темірбетон конструкциялар жобалауының жалпы принциптері

Жобалаудың негізгі принциптері. Кез келген объектілердің (өнеркәсіптік, азаматтық және т.б.) құрылысы жобалау жұмыстарынан басталады. Жобалауға кірісу үшін алдын ала тапсырма құрастырады. Жобалау бір кезеңде (жұмысшы жоба) немесе екі кезеңде (жоба және жұмыстық құжаттары) іске асырылады. Бір кезеңді типтік жобалар бойынша салынатын мекемелерді, сондай-ақ қарапайым объектілерді жобалайды. Аса ірі және күрделі объектілерде екі кезеңді жобалау қолданылады. Екі кезеңді жобалаудың құрамында: жалпы түсініктеме, технологиялық шешімдер, есеп пен сызбалары бар құрылыс шешімдер, құрылысты ұйымдартыру, сметалық құжаттар және жобаның паспорты болады.

Конструктивтік схемалар. Өндірістік және азаматты ғимараттардың конструкциялары бірыңғай (тұтас) жүйеге қосылған жеке элементтерден құралады. Ғимараттың жеке бөлшектері – плиталар, жабын арқалықтары, ұстындар, қабырғалар және т.б. – берік, орнықтылықты, керекті қатаңдығы бар, жарыққа төзімді және олар ғимараттың жалпы жұмысына қатысты болуы керек. Ғимараттың бір бөлшегіне жүк түскен жағдайда басқа элементтер жұмысқа қосылады, кеңістік жүйе жұмыс істей бастайды. Толық ғимарат әр түрлі жүктемелер мен әсерлерден горизонталь бағытта пайда болатын деформацияларға сенімді қарсыласуы керек, яғни оның жеткілікті қатаңдығы болу керек. Ғимараттың кеңістік жұмысын ескеруі тиімді конструктивтік шешімдер табылуына әкеледі.

Айтылған талаптарға сай ғимараттардың конструктивтік сұлбалары қаңқалы және панельті (қаңқасыз), көп қабатты және бір қабатты болады. Көп қабатты ғимарат қаңқасы тік және көлденең конструкциялардың әр түрінен (ұстын және ригельдер) құрылады. Бір қабатты ғимарат қаңқасын іргетасқа бекітілген ұстындар мен оларға топсалы немесе қатаң қосылған ригельдер құрайды. Қаңқалы ғимаратта көлденең әсерлерді (жел, зілзала және т.б.) қаңқамен қоса аражабындар да қабылдайды. Тік байланыс диафрагмалар немесе олар жоқ болған жағдайда тек қаңқаның өзі рамалық қонструкциялар ретінде қабылдайды. Көп қабатты панельдік ғимараттарда көлденең әсерлерді аражабындармен біріктірілген көлденең және бойлық қабырғалар кеңістік жүйе ретінде қабылдайды.

Темірбетон конструкциялары ғимараттардың барлық мүмкіншілік болатын конструктивтік схемаларында индустриалды және үнемді болуы керек. Оларды жобалау кезінде ғимараттарды салу мен монтаждауда кеңінен машиналар мен механизмдерді қолдануын және қол жұмысы шығыны мен құрылыс материалдар шығындарын азайтуын ескеру керек. Мұндай талаптарға зауытта дайындалатын жиналмалы темірбетон конструкциялары сәйкес келеді.

Жиналмалы элементтерді типтеу. Жиналмалы темірбетон элементтерінің өндірісі тиімді болады, егер де зауытта бір типті элементтерді топтап шығарса. Мұнда технологиялық процесс жетілдіріледі, бұйым бағасы мен жұмыс көлемі азаяды, олардың сапасы көтеріледі. Осыдан келесі маңызды талап туындайды: ғимараттағы элементтер типтерінің саны шектелген, ал олардың қолдануы көп (әр түрлі мақсаттағы неғұрлым көп ғимараттарда) болу керек.

Сол себептен элементтерді типтейді, яғни ғимараттың әр конструктивті элемент ретінде тәжірибеде тексерілген, басқа шешімдермен салыстырғанда техника-экономикалық көрсеткіштері (шығыны, массасы, бағасы) жоғары түрін (типін) алады. Осылай таңдалған элементтің түрі көп көлемде шығарылуы үшін өндіріске жіберіледі.

Типтеу тәжірибе бойынша иілетін элементтерде, мысалы жабын панельдерінде ұзындығы немесе әсер ететін жүктеме өзгергенде көлденең қима өлшемдері сақталып, тек арматура қимасын үлкейткен жөн. Жабын арқалықтарында қима өлшемдері мен арматураларын ауыстыру ұсынылады. Көп қабатты ғимараттарда ұстындардың көлденең қима өлшемдері өзгертілмей, тек арматура қималары қабат сайын өзгертіледі, керек жағдайда бетон класын өзгертеді. Бұл жағдайда жоғарғы қабаттардағы ұстындарда бетон шығыны көбірек болғанына қарамастан конструкцияның жалпы бағасы төмендейді, себебі мұнда қалыптар көп рет қолданыланды және арматуралық қаңқалар бірыңғайлы жасалады. Осыған қоса ұстын қималары тұрақты болған жағдайда олар тірелетін жабын арқалықтардың бір типтігі сақталады.

Ғимараттардың өлшемдері мен конструктивті сұлбаларын унификациялау. Біркелкі типті элементтерді әр түрлі ғимараттарда кеңінен пайдалану үшін ұстын арасындағы қашықтықты (ұстын торы) және қабаттар биіктігін бірыңғайға келтіреді (унификациялайды), яғни өлшемдер санын шектейді. Бірыңғайлының негізі біркелкі модульдік жүйесі болып табылады. Көпірлі краны бар бірқабатты өндірістік ғимараттарда бойлық бағытта бөлшектеу ось ара қашықтықтары (ұстын адымдары) 6 м немесе 12 м болып қабылданады, ал көлденең бағыта (ғимарат аралығы) 6 метрлік ірілендірілген модульге қалдықсыз бөлінетіндей алынады: 12; 18; 24; 30 м және т.б. Еден бетінен негізгі көтергіш конструкцияның төменгі деңгейіне дейінгі биіктікті 1,2 метрлік модульге еселі қабылданады, мысалы 10,8; 12,0 және т.б. (18 метрге дейін).

Көпқабатты өдірістік ғимараттарда аражабындарға түсетін уақытша мөлшерлік жүктемелер 5; 10 және 15 кН/м² болған жағдайда ұстындар торлары 9×6 м; 12×6 м болып бірыңғайланады, егер айтылған жүктемелер 10; 15; 20 кН/м² болғанда ұстындар торы 6×6 м болуы керек.

Азаматтық ғимараттарда осьтер торларына ірілендірілген модуль – 0,2 м өлшемі болады. Көлденең және бойлық бағытта тор осьтерінің ара қашықтары 2,8-6,8 м дейін қабылданады, қабат биіктерін 3-4,8 м дейін қабылданады (0,3 метрге еселі болуы керек). Бірыңғай өлшемдер негізінде ғимараттардың әр түрлі көлемдік–жоспарлық шешімдерін санаулы бірыңғай конструктивтік схемаларға келтіру мүмкіншілігі пайда болды, яғни мұндай сұлбаларда ғимарат қаңқалары мен олардың түйіндері бір типті. Осының барлығы құрылысты көп көлемде қолданатын ғимарттардың типтік жобаларын жасауға мүмкіндік берді. Ғимараттың типтік элеметтерінің өлшемдері 3 категорияға бөлінеді: номиналдық, конструктивтік және натуралық.

Номиналдық өлшемдер – жоспардағы бөлгіш осьтер арасындағы қашықтық. Мысалы ұстын адымы 6 м болған кезде, жаппа плитасының номиналдық ұзындығы 6,0 м-ге тең.

Конструктивтік номиналдық өлшемдерден жіктер мен саңылаулар өлшемдеріне байланысты айырмасы бар. Мысалы номиналды үзындығы 6000 мм жаппа плитасының конструктивтік өлшемі 5970 мм, себебі саңылаудың ені 30мм. Саңылау ені монтаждау шарттары мен әдістеріне байланысты элементтердің жиынтықтауын ыңғайлатуын және керек жағдайда жіктерді ерітіндімен толтыруын қамтамасыз ету керек. Соңғы жағдайда саңылау ені 30 мм-ден кем болмау керек.

Элементтің натуралық өлшемі – шын өлшемдер, орындау дәлдігіне байланысты конструктивтік өлшемдерден рұқсат етілетін өлшем деп (3...10мм) аталатын белгілі бір шамаға айырмасы бар. Мөлшерленген рұқсат өлшемдерді элементтің конструктивтік өлшемдері мен түйіндегі саңылау ендерін тағайындаған кезде ескеру керек.

Деформациялық жіктер. Температураның өзгеруіне байланысты темірбетон конструкциялары деформацияланады: ұзарады немесе қысқарады; бетон шөгуінен қысқарады; негіздің бірқалыпсыз отыруынан конструкция бөлімдері тік бағытта өзара жылжиды.

Көп жағдайда темірбетон конструкциялары статикалық анықталмайтын жүйе болған соң айтылған себептерден оларда қосымша ішкі күштер пайда болады, сондықтан жарықтар пайда болуы немесе конструкциялар бұзылуы мүмкін.

Температура мен шөгуден пайда болатын ішкі күштерді азайту үшін темірбетон конструкцияларын ұзындығы және ені бойы температуралық‑шөгу жіктерімен деформациялық блоктарға бөлшектейді. Сыртқы есептік температура ‑40ºС тең немесе жоғары болған кезде осы жіктер арасындағы ара қашықтық кестеде көрсетілген шамадан аспаса алдын ала кернеуленбеген және жарыққа төзімділігі 3 категория талаптарына сай келетін алдын ала кернеуленген конструкцияларды температура мен шөгуге есептеуге болады.

Темірбетон конструкциясындағы температура‑шөгу жіктерінің ең үлкен рұқсат етілген ара қашықтығы.

Конструкция түрі	Жылытылатын бөлмелерде және топырақ ішінде, м	Ашық ауада және жылытылмайтын бөлмелерде, м
Жиналмалы қаңқалы	60	40
Тұтас қаңқалы	50	30
Құйма, жиналмалы құйма қаңқалы	50	30
Құйма, тұтас құйма қаңқалы	40	25

Бір қабатты қаңқалы ғимараттардың темірбетон конструкцияларында көрсетілген ара қашықтық 20%-ға жоғары болуына рұқсат.

Температура‑шөгу жіктерді ғимараттың жер бетінде орналастырады – іргетас бетінен шатырға дейін.

Отыру жіктерді ғимарат бөлімдерінің әр түрлі биіктігі кезінде және ол әр текті топырақтарда орналасқанда жасайды. Ол температура‑шөгу жік ретінде де қызмет етеді.

Әдебиет:

Негізгі 1 [274-290], 2 [149-151].

Бақылау сұрақтары:

1. Жобалаудың негізгі принциптері.

2. Біркелкі модульдік жүйе дегеніміз не?

3. Температура‑шөгу жіктерінің ең үлкен рұқсат етілген ара қашықтығы.

3-ші дәріс. Бірқабатты өнеркәсіптік ғимараттар (БӨҒ

Бірқабатты өнеркәсіптік ғимараттар түрлері. Өнеркәсптік ғимараттар бір қабатты және көп қабатты болып жобаланады. Бірқабатты өнеркәсіптік ғимараттар өнеркәсіптік ғимараттардың жалпы көлемінің 70%-ын құрайды. Бірқабатты ғимараттарда ауыр және үлкен жабдықтары бар өндірістерді орналастырады.

Бірқабатты өнеркәсіптік ғимараттардың келесі түрлері болады: біраралықты және көпаралықты; көпірлі краны жоқ ғимараттар (50%), ілінбелі краны бар (15%) және көпірлі краны бар (35%); күнтартары бар және жоқ ғимараттар; ылдилы және аз еңісті шатыры бар ғимараттар.

Бірқабатты өнеркәсіптік ғимаратар жоспарында тіктөртбұрышты, аралықтары бірдей, қар жиналып қалмайтындай биіктіктері өзгермейтіндей жобалау керек.

Көтергіш қаңқаның материалын таңдау технико‑экономикалық көрсеткштерді салыстыру негізінде шешіледі.

Бірқабатты өнеркәсіптік ғимараттардың негізгі материалы – темірбетон. Одан өндірістік ауданның 85%-ын қамтамасыз ететін ғимараттар салынады, металладан тек – 12%, басқа материалдан – 3%. Болат көтергіш конструкцияларды аралығы үлкен және биіктігі жоғары (H≥18м) ғимараттарда, ауыр кран жабдықтары бар ғимараттарда, екі деңгейлі көпірлі кран орнатқанда, құрылысты шалғай аудандарда жүргізгенде қолданған жөн.

Бір ғимаратта темірбетон және болат конструкцияларын қолдануға болады (мысалы, үстындары темірбетоннан, ал кранасты арқалықтарды, стропильді конструкцияларды болаттан).

Ғимараттардың конструктивтік сұлбалары.

Қазіргі бірқабатты өндірістік ғимараттар көп жағдайда қаңқалы жасалынады. Ғимараттар қаңқасы арқалықты схема бойынша жұмыс істейтін жазық элементтерден (жабын плиталары тірелетін стропилалық констррукциялар – ригельдер және іргетасқа бекітілген ұстындар) құралады немесе құрамында кеңістік конструкциялы жабын (ұстынға тірелген қабықшалар) болады. Жұмыс істеу жағынан қабықшалар тиімді болып табылады, бетон мен арматураны 30%-ға дейін үнемдейді, бірақ қазіргі жұмыс өндірісі күрделі, кейбір жағдайда ғимаратты көпірлі кранмен жабдықтағанда арнайы құралдарды қажет етеді. Ғимараттың кеңістік қаңқасын (1,а-сурет,) шартты түрде әр қайсысы горизонталь және тік жүктемелерді қабылдайтын көлденең және бойлық рамаларға бөлшектейді.

1-сурет. Бірқабатты өнеркәсіптік ғимараттың конструктивтік схемасы және байланыс жүйелері.

1-горизонтальды байланыс фермалар; 2-бүйірдегі фахверк тіректері; 3‑ұстын; 4‑қабырға панельдері; 5‑стропилалық конструкциялар; 6‑жабын плиталары; 7‑стропилалы конструкциялардың тірек жағындағы тік байланыстар; 8‑ұстын үстіндегі кермелер; 9‑ұстындардың тік байланыстары.

Қаңқаның негізгі элементі іргетасқа бекітілген ұстындардан, қарылардан (ферма, арқалық, арка) және олардың үстінде тұратын жабын плиталардан құралған көлденең рама (1,б-сурет,). Жабын плиталары кем дегенде үш нүктеде салмалы бөлшектер көмегімен қарыға пісіріледі, жіктерді мұқият бетондап бекітеді. Сонда жабын өзінің жазықтығында қатаң диск құрайды. Қарылар ұстындарға әдетте топсалы біріктіріледі. Бұл жағдайда монтаждаудың қарапайымдылығына және қары мен ұстындарды тәуелсіз типизациялауға мүмкіндік береді, себебі мұндай біріктіруде қары әсер ететін жүктеме тіректерде июші момент тудырмайды. Көлденең рама жабын, қабырға, кран салмақтарын, қар, жел, кран жүктемелерін қабылдап, ғимараттың көлденең бағытында қатаңдығын қамтамасыз етеді.

Бойлық рама құрамында температуралық жіктермен шектелген ұстындардың бір қатары және бойлық конструкциялар бар: кранасты конструкциялар, тік байланыстар, ұстын арасындағы кермелер және жабын конструкциялары (1,в-сурет). Бойлық рама ғимараттың бойлық бағытында қатаңдықты қамтамасыз етеді және ғимарат бүйірінде әсер ететін жел мен кранның бойлық тежеу жүктемелерін қабылдайды.

Қаңқа элементтеріне қабырға панельдерінің және оларға әсер ететін жел жүктемелерін қабылдайтын фахверк ұстындары да жатады. Қабырға панельдері ілінбелі және өзін‑өзі көтергіш болады.

Бірқабатты өндірістік ғимараттардың конструктивтік бөлімнің жобасын жасаған кезде инженер көптеген мәселелерді шешуі керек, солардың ішінде негізгілері: конструктивтік схемаларды таңдап жинақтау; көлденең раманы, стропилалық және стропиластындағы конструкцияларды, іргетастарды есептеу және құрастыру.

Әдебиет:

Негізгі 1 [370-383], 2 [210-213].

Бақылау сұрақтары:

1. Бірқабатты өнеркәсіптік ғимараттардың қандай түрлері болады?

. 2. Ғимараттың кеңістік қаңқасын құрайтын элементтері.

3. Қаңқаның бойлық рамасы неден құралады?

Бірқабатты өнеркәсіптік ғимараттың конструктивтік сұлбасын жинақтау.

Конструктивтік сұлбаның жинақталуына келесі жұмыстар кіреді: ұстындар торын және ғимараттардың ішкі габариттерін таңдау; ғимаратты температуралық блоктарға бөлу; ғимараттың кеңістіктік қатаңдығын қамтамасыз ететін байланыс жүйелерін таңдау; және т.б.

Ұстындар торын және ғимараттардың ішкі габариттерін таңдау.

Конструкциялар өлшемдерінің әртүрлілігін азайту мақсатында темірбетоннан жасалған ғимараттардың түрлі көлемдік‑жоспарлық шешімдерге арналған ұстындардың бірыңғайлы унификацияланған L×B торлар бекітілген. Көпірлі краны жоқ ғимараттарда: 12×6, 18×12, 24×12м ғимарат биіктігі H=3,6…14, 4м арасы 1,2 м сайын болғанда; көпірлі краны бар ғимараттарда: 18×12, 24×12, 30×12 м ғимарат биіктігі H=8,4…18 м арасы 1,2м сайын болғанда.

Ұстындар торын өндірістік процесстің технологиясымен байланыстырады және технико‑экономикалық талдау негізінде қабылданады. Барлық бірқабатты өндірстік ғимараттарында 75% 18×12 және 24×12 м ұстын торы қабынданған.

Ұстындар қадамы 12 м кезінде 18...30 м аралықтарды қолдану монтаждық заттар санын азайтуға және пайдалы аудандарды тиімді пайдаланып көптеген өндірістерде технологиялық процесстерді ұйымдастыруға мүмкіншілік береді.

Ұстындардың ірі торы ақталады, егер де құрылыс конструкциялардың бағасы өндірістік аудандарды үнемді немесе басқа да технологиялық артықшылықтарды (қызмет жұмыстарын ыңғайлы жүргізу және т.б.) пайдаланса, мысалы 24×12 торын 24×24 м торына ауыстыру құрылыс 4...7%-ға қымбаттайды және 4% ауданды үнемдейді.

Егер ғимарат ішінде ілінбелі транспорт, ауа құбырлары, ілінбелі төбелер және т.б. болса, қары қадамдарын осы конструкцияларды орнатуға кететін қосымша шығындарды ескере қабылдайды. Бұл жағдайларда қарылар қадамы 6 м болған тиімді.

Қаңқа элементтерін максималды типизациялау мақсатында көлденең және бойлық бөлгіш осьтерге келесі байлау түрлері қабылданған:

• бойлық оське ұстындардың шеткі қатарын байлау (2,а,б-сурет) нольдік байлау – көпірлі краны жоқ ғимаратарда (В=6...12м) және ұстын қадамы В=6м, Q≤30т, Н≤16,2м көпірлі краны бар ғимараттарда;

• 250 мм‑лік байлау ‑ В=6м, Q>30т, Н>16,2м болғанда, және барлық жағдайда В≥12м болғанда;

• орта қатардағы ұстындардың геометриялық осьтері бойлық бөлгіш осьтері бойынша өтеді;

• ғимарат бүйіріндегі және температуралық жіктер жанындағы ұстындардың байлануы 2,в‑суретте көрсетілген.

Ғимарат биіктігі технологиялық шарттарға байланысты анықталады және кран рельсінің үстінгі бетінің берілген деңгейі бойынша тағайындалады. Ұстынның қалған өлшемдері 2.г-суреті бойынша анықталады.

Н_b=Н₁-h_r-h_сb+а₁;

Н_t=Н_cr+h_r+h_сb+а₂; (1)

H=H_b+H_t

Бұлардан басқа ұстынның толық Н биіктігін типтік қабырға панельдер мен терезелердің биіктігі бойынша орналасуын ескере отырып тағайындайды. Темірбетон стропила асты конструкциялар болғанда ұстынның жоғарғы бөлігінің биіктігін 600 мм‑ге кішірейтеді.

2-сурет. Ұстындарды бөлгіш осьтерге байлау (а,в) және ұстынның биіктігі бойынша өлшемдерін анықтау (г): 1-бойлық ось; 2-фахверк тірегі; 3-көлденең ось.

Ғимаратты температуралық блоктарға бөлу.

Өнеркәсіптік ғимараттар жоспарында өлшемдері үлкен және бірлестірілген қатаң плита сияқты жабын үздіксіз болғандықтан, сыртқы ауа температурасы өзгеруі көлденең және бойлық қарыларда, кран асты арқалықтарда және т.б. айтарлықтай деформациялар (ұзару және қысқару) болады. Бетонның шөгуі элементтердің қысқару деформациясына себеп болады. Бұл деформациялар шамадан тыс жарықтар пайда болуына және элементтер бөлшектерінің қирауына әкеп соғатын ұстыдарда кәдімгідей қосымша ішкі күштер тудырады (3-сурет).

Осы сияқты ішкі күштерді азайту үшін конструкцияларда температуралық‑шөгу жіктер жасайды, оларды іргетас бетіне жеткізіп қосақталған ұстындар бойы орналастырады (2,в -сурет). Егер жіктер арасындағы қашықтық белгілі шамадан аспаса, ал жабын қарылары жарыққа төзімділік бойынша 3‑ші категорияға жатса, онда температуралық әсерлерге есептемесе болады. Бұл жағдайда жіктер арасындағы рұқсат етілген ең үлкен ара қашықтық l_tb жиналмалы темірбетоннан салынған жылытылатын бір қабатты ғимараттар үшін 72м, жылытылмайтындар үшін 48 м. Кейбір жағдайларда қаңқаны температуралық әсерлерге есептеген орынды болады, l_tb – үлкейтіп. Бұл көлденең рамалар саны азайғанға байланысты үнемді болады.

3-сурет. Температуралық және шөгу әсерлерінен бойлық рамадағы деформациялар схемалары.

Температуралық Δ_t және шөгу Δ_sh деформациялар блок ішінде төмендегідей формулалар бойынша анықталады.

Δ_t=α_bt·l_tb·Δt^о; Δ_sh=α_sh·l_tb;

мұнда: α_bt – бетонның сызықтық температуралық деформация коэффициенті,

α_bt=1·10^-5 1/град;

α_sh – бетонның сызықтық шөгу коффициенті, α_sh=15·10^-5;

Δt^о – температураның ең үлкен есептік айырмасы.

Айтылған деформациялар әсерінен конструкциядағы пайда болатын ішкі күштерді құрылыс механика тәсілдері бойынша анықталады.

Егер ғимарат біртекті емес топырақ алаңына салынса, сондай‑ақ оның бөлімдерінің биіктіктері әр түрлі болса және т.б. олардың тік жылжулары бірқалыпты болмаған жағдайларда отыру жіктер жасайды.

Бұл жіктер ғимаратты бөлшектері бір біріне тәуелсз отыруын қамтамасыз ету үшін іргетасармен қоса бөлшектейді. Отыру жіктерін температуралық шөгу жіктері бойымен жасайды.

Ғимараттардың жалпы кеңістік қатаңдығын қамтамасыз етуден басқа оның жеке элементтерінің (жабын, фахверк және т.б.) кеңістік қатаңдығын қамтамасыз ету керек, ғимараттың бүйіріндегі горизонталь жел жүктемесі қабырға панельдерінен фахверк тіректері арқылы жабын плиталарына әсер етеді (4,а-сурет). Жабын плиталары мен ұстындар өз жазықтығында қатаңдығы аз карылар арқылы түйіндеседі. Сондықтан, байланыстар жоқ кезде жабынға әсер ететін горизонталь жүктеме қарыларды шамадан тыс жылжытады (4,б-сурет). Одан басқа кранның бойлық тежеу күші жеке ұстында деформация тудырады (4,в-сурет). Бұл жағдайларды болдырмау мақсатында, температуралық блоктар бүйірінде үстын арасында ішкі күштерді жабыннан ұстынға беру үшін тік байланыс формаларды (болат бұрыштамалардан) орнатады. Ұстындардың жоғарғы бастарын кермелермен байланыстырады (1,в-сурет). Қарының тірек маңындағы биіктігі h аз болған кезде (800мм дейін) және қатаң тірек қыры болса тік байланысты фермаларда орнатпаса да болады, бірақ бұл жағдайда қары мен ұстын түйіндеріндегі дәнекерлеу жіктерін M=W·h моментіне есептеу керек (4,г-сурет).

4-сурет. Горизонталь жүктемелердің бойлық рама мен ғимарат жабынына әсері: 1-ғимарат бүйіріндегі фахверк тіректері; 2-дәнекерлеу жіктері.

Аса биік және үлкен аралықты ғимараттарда стропилалық конструкциялардың төменгі деңгейінде немесе кран жолдары деңгейінде болат бұрыштамаларынан жасалған ферма түріне горизонталь байланыстар орнатады (1,а,в-сурет). Бұл байланыстар фахверк тіректеріне биіктігі бойынша қосымша тіректер болады және жел жүктемесін негізгі ұстындар қатарларына береді.

Әдебиет:

Негізгі 1 [383-389], 2 [213-220].

Бақылау сұрақтары:

1. Ұстындар торы және ғимараттардың ішкі габариттері неге байланысты?

. 2. Ғимаратты температуралық блоктарға неге бөледі?

3. Қаңқаның кеңістік қатаңдығы қалай қамтамасыз етіледі?

4-ші дәріс. Көлденең раманы есептеу

Көлденең раманың статикалық есептеудің мақсаты, рама элементтеріндегі ішкі күштер мен жылжуларды анықтау. Алдымен ғимараттың есептік схемасын, жүктемелердің мәндерін және олардың әсер ететін орындарын анықтайды.

Көлденең рама іргетасқа қатаң бекітілген ұстындардан және оларға топсалы тірелген қарылардан (ригельдерден) құралады. Температуралық блоктағы рамалар бір-бірімен жаппа арқылы байланысады. Жиналмалы темірбетон жабын плиталары салмалы бөлшектері арқылы дәнекерленіп және араларындағы жіктері бетондалып көлденең рамалардың біріккен жұмысын қамтамасыз ететін өзінің жазықтығында қатаң диафрагманы құрайды. Егерде жүктеме блоктағы барлық рамаларға бірдей әсер етіп тұрса (жел, конструкция салмақтары, қар), онда рамалар бірдей жағдайда болады, сол себептен олардың әр-қайсысын жеке есептеуге болады. Егерде сыртқы жүктеме бір немесе бірнеше рамаларға әсер етсе (кран жүгі), онда жүктелмеген рамалар аталған әсерге қарсыласады. Бұл жағдайда қаңқаның кеңістік жұмысын ескеру керек.

Бірқабатты өнеркәсіптік ғимараттың көлденең рамаларын келесі әсерлерге есептейді: тұрақты жүктемелерге – жабын және қабырға массалары, қаңқаның өз салмағы ж.т.б.; уақытша жүктемелерге (ұзақ мерзімді және қысқа мерзімді). Ұзақ мерзімді жүктемелерге стационарлық жабдықтар мен 0,6 коэффициентпен алынған бір көпірлі кран массалары және қар жүгінің бөлігі жатады. Жел, бір-біріне жақын орналасқан екі краннан түсетін жүктеме, қар жүгінің бөлігі және т.б. қысқа мерзімді жүктемелер, деп есептелінеді.

Керек жағдайда раманы есептегенде ерекше әсерлерді ескеру керек: сейсмикалық жүктеме, технологиялық жабдықтардың апатынан, негіз топрыақтарының отыруынан пайда болатын әсерлер ж.т.б. Рамаларды жүктемелердің негізгі және ерекше үйлесімдеріне есептейді.

Көлденең рамаға түсетін жүктемелер.

• жабын массасынан тұрақты жүктемесі қарының тік тірек қысымы ретінде ұстынға беріледі және шеткі қатардағы ұстынға төмендегі формула бойынша анықталады:

(1)

мұнда g – шатыр мен жабын плиталар массаларынан түсетін есептік жүктеме, кН/м²;

G – қары массасынан түсетін жүктеме (анықтама мәліметтерінен алынады).

Орта қатардағы ұстынға түсетін тұрақты жүтеме 2N_g тең болады.

Зерттеулер бойынша бұл қысым тіректің ішкі қырынан үштен бір бөлігінде орналасады (5,а,б-сурет). N_g – дан координациялық оське дейінгі арақашықтық 175 мм-ге (ғимараттың ішкі жағына) тең алуға болады:

• ұстынның жоғары бөлігіндегі нольдік байлау кезінде бұл жүктеменің әсер ететін эксцентриситеті е₁=175–h_t /2.

• 250мм-лік байлау кезінде e₁=175+250–h_t/2,

• төменгі кранасты бөлігінде e₂=(h_b-h_t).

Осыған байланысты бұл қималарда M=N_g·e₁ және M=N·e₂ моменттер пайда болады.

• жабынға түсетін есептік қар жүктемесі

(2)

мұнда s_o – қардың мөлшерлік салмағы, географиялық ауданға байланысты қабылданады (мысалы I –ші аудан үшін s_o=0,5 кН/м² ; VI - s_o=2,5 кН /м²);

γ_f – жүк бойынша сенімділік коэффициенті g/s_o қатынасына байланысты γ_f=1,4…1,6 тең алынады;

μ – шатыр профиліне байланысты қабылданатын коэффициент.

5-сурет. Жабыннан ұстынға түсетін жүктемелер эксцентриситеттерін анықтау.

Нормалар бойынша I –ші және II –ші аудандар үшін қар жүгі қысқа мерзімді жүктемеге жатады. Қар жүктеменің ұстынға түсетін эксцентириситетінің мәнін жабын массасынан тұрақты жүктеменікіндей қабылдайды.

• есептік жел жүктеме ғимарат бетіне тік түседі деп есептелінеді:

w=w_o·k·c·γ_f (3)

мұнда w_o – мөлшерлік жел қысымы, географиялық ауданға байланысты қабылданады (мысалы I –ші аудан үшін w_o=0,23 кН/м² VII - w_o=0,85 кН /м²);

k – биіктік бойынша желдің қысымын өзгеруін ескеретін коэффициент (егер 5≤H≤10 м болса k=1; егер H=20 м болса k=1,25 ; егер H=40 м болса k=1,5);

c – нормалар бойынша қабылданатын аэродинамикалық коэффициент, тік беттер үшін оң жағында c=0,8; теріс жағында c=0,4…0,6;

γ_f - жүк бойынша сенімділік коэффициенті, γ_f=1,4.

Қабырға панельдерінен ұстындарға берілетін жел жүктемесін w·B таралған деп саналады, ал ұстыннан жоғары ғимарат бөлшектеріне тиетін жел жүктемесін ұстынның жоғарғы ұшында әсер ететін қадалған W күшке келтіреді.

• көпірлі крандардан түсетін жүктеме. Көпірлі кран, әдетте төрт дөңгелегі (әр жағында екеуден) бар көпірден, төрт дөңгелекті арбадан және жүк көтергіш жабдықтан (Q көтеретін жүкпен қоса) құралады (6,а-сурет). Ол ғимарат қаңқасына вертикальды және горизонтальды әсер ететін жүктемелерді тудырады. Арбаның толық жүкпен ең шетінде тұрған кезде кран дөңгелегінде максималды қысым пайда болады P_max,n; осы кезде кранның басқа бетіндегі дөңгелекте P_min,n күш әсер етеді; P_max,n қысымы, сондай-ақ көпір салмағы Q_c,g және арба салмағы Q_c анықтама әдебиеттерінде келтіріледі. Осыларды ескерсек:

2·P_max,n+ 2·P_min,n = Q+ Q_c,g + Q_c (4)

Шеткі ұстынға түсетін есептік тік жүктемені бір-біріне екі кранның өте жақын орналасқандағы кранасты арқалықтардың F тірек реакцияларының әсер сызықтары (6,б-сурет) бойынша үйлесім коэффициентін 0,85-ке тең алып анықтайды.

6-сурет. Кран жүктемелерін анықтау.

, (5)

мұнда ∑y – кран дөңгелектер астындағы әсер сызықтарының ординаталарының ең максималды мүмкін болатын қосындысы; ∑y максималды мәні дөңгелектің біреуі тіректе орналасқан кезде болады (6,б-сурет);

G_c,b – кранасты арқалық массасынан пайда болатын жүктеме;

γ_f – жүк бойынша сенімділік коэффициенті, γ_f=1,1.

Орта қатардағы ұстынға жүктеме дәл осылай анықталады, бірақ төрт кран үшін және үйлесім коэффициентің 0,7-ге тең алып.

Қаңқаның кеңістік жұмысы

Бір-бірімен дәнекерлеп біріктірілген және жіктері бітелген темірбетон плиталарынан құралған ғимарат жабынын өз жазықтығында қатаң горизонтальды байланыстық диафрагма деуге болады.

Горизонтальды байланыстық диафрагмамен қосылған ғимарат ұстындары бірыңғай кеңістік блок ретінде жұмыс істейді. Мұндай блоктың жоспардағы өлшемдері температуралық жіктер арасындағы ара қашықтықпен анықталады. Конструкция салмақтары, жел, қар жүктемелері блоктағы барлық рамаларға бірдей әсер етеді, қаңқаның кеңістік жұмысы білінбейді, әр раманы жеке есептеуге болады. Ал көпірлі кран жүктемесі блоктағы екі-үш рамаларға әсер етеді, бірақ горизонтальды байланыстық диафрагманың арқасында басқа рамалар да іске қосылады, қаңқа кеңістік жұмыс істей бастайды.

7-сурет. Бірқабатты қаңқалы ғимараттың кеңістік блогі

Тұрақты қатандығы бар адымы бірдей типтік элементтерден құралған қаңқалы ғимараттарда қатандық орталығы геометриялық орталықпен сәйкес. Координат жүйесін осы орталықтан басталатындай орналастырамыз. х – көлденең рама координатасы, ал y – бойлық раманың координатасы болсын.

х_о – координатасы бар көлденең рамаға F күші әсер етсін сол раманың жылжуын анықтайық.

F - күші әсерінен блоктың жылжуы үдемелі, ал М=F·х_о - момент әсеріне айналмалы болады.

Егер ∆=1 – бірлік жылжудан көлденең раманың реакциясы r11x болса, блоктың үдемелі жылжуы

∆= F/n·r_11x

мұнда n – блоктағы көлденең рамалар саны.

Өз жазықтығында қатаң горизонтальды байланыстық диафрагмасы φ=1 бұрышына айналса көлденең рамалар х·tgφ-ға жылжиды, бірақ φ бұрышы өте аз болғандықтан (tgφ=1) көлденең рамалар х координатасына тең жылжулар алады: бойлық рамалар y жылжулар алады.

Сонда келесі реакциялар пайда болады

Көлденең рамаларда R_x=x·r_11x

Бойлық рамаларда R_y=y·r_11y

8-сурет. Көлденең рама жылжуы.

Көлденең рама жылжу әдісі бойынша есептелінеді, көлденең раманың бірлік жылжуынан реакцияны анықтау үшін с_dim коэффициетін ескеру керек.

Математикалық өңдеу нәтижесінде көлденең бағыттағы рамалардың кеңістік жұмысын с_dim коэффициент арқылы ескереміз

мұнда m=n/2, егер n – көлденең рамалар саны жүп болса, немесе m=(n-1)/2, егер n - тақ сан болса.

Ең ыңғайсыз жағдайда болатын блоктың бүйірынан екінші орналасқан колденең раманың с_dim =3,4 егер ұстын адымдары 12 м болса; с_dim=4 егер ұстын адымдары 6 м болса.

Кран жүктемесіне көлденең раманы есептеген кезде ғимарат қаңқасының кеңістік жұмысын ескеретін с_dim коэффициентін есепке алу керек.

Әдебиет:

Негізгі 1 [400-403], 2 [224-225].

Бақылау сұрақтары:

1. Қандай жүктемелерге қаңқаның кеңістік жұмысы ескеріледі ?.

. 2. Қаңқалы ғимараттарда қатандық орталығы қай жерде орналасады?.

3. Рамалардың кеңістік жұмысы қалай ескеріледі?

5-ші дәріс. Ұстындардағы ішкі күштерді анықтау

Көлденең раманы әр түрлі жүктемелер мен әсерлерге есептеу үшін бір белгісздігі бар (∆ - раманың горизонтальды жылжуы) ең ыңғайлы орын ауыстыру әдісі.

Белгісіз жылжудың бағыты бойынша шыбық-байланысты қойып негізгі жүйені аламыз (9,а-сурет).

Негізгі жүйеге бірлік белгісіздік береді, сонда ұстындарда реакциялар (R∆) және иілу моменттер пайда болады (9,б-сурет).

9-сурет. Негізгі жүйе

Негізгі жүйені кезегімен тұрақты және уақытша жүктемелермен (N, M, H, p ) жүктейді. Олардың әсерінен тіректерде сәйкес реакциялар мен иілу моменттер пайда болады (10-сурет).

10-сурет. Ішкі күштерді анықтау.

Қимасы ауыспалы сатылы ұстындардағы жоғарғы тіректері қозғалмайтын кезде реакциялардың мәнін берілген формулалар бойынша анықтайды (11-сурет).