Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Брудка Я. Легкие стальные конструкции

.pdf
Скачиваний:
46
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
13.25 Mб
Скачать

Рис. 8-60. Структура с квадратными

'

V

Рис. 8-61. Структура с треугольными

ячейками

ячейками

 

а — план; б — общий вид

а — план; б — общий

вид

К недостаткам многослойных элементов относятся конструктивные трудности в выполнении узлов. В этих конструкциях наряду с трубами находят применение тонкостенные профили.

Одними из наиболее известных многослойных конструкций являют­ ся двухслойные пространственные системы «Униструт» США (рис. 8-63). В этой системе все элементы имеют одинаковую длину и сечение. Со­ единение стержней осуществляется с помощью фасонок, одинаковых

Рис. 8-62. Структура с шестиуголь­

Рис. 8-63. Конструкция системы «Униструт»

ными

ячейками

а — общий вид; б, в — детали

а — план;

б — общий вид

 

284

для обоих уровней. Каждая фасонка соединяет восемь стержней, каж­ дый из которых в свою очередь крепится с помощью одного болта. Четы­ ре стержня образуют горизонтальную решетку, другие четыре лучами расходятся вниз или вверх. Проведение статического анализа работы этого тина конструкций довольно затруднительно, поэтому для опреде­ ления сил в стержнях испытывают модели. Монтаж конструкций очень

О

7

2

3

4

3 '

2

о '

<

>

<

>

<

>

к

 

 

1--------------

п и т

я

..

Л Л

А

Л А А А А

\ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ /

v

V v

V V V V V

 

--

Стержни верхнего и

t f 1

>

г>

“« t

------------ нижнего поясов

---------- Стержни решетки

Рис. 8 -6 6 . План и разрез многослойной конструкции

прост, его могут выполнить работники невысокой квалификации. Стои­ мость изготовления таких конструкций в США ниже, чем традицион> ных. Подобные конструкции применяются при строительстве промыш­ ленных предприятий, школ и т. п.

На рис. 8-64 показано перекрытие промышленного предприятия ти­ па «Униструт», а на рис. 8-65 приведена конструкция этого типа, исполь­ зованная в качестве перекрытия школы в Мичигане. Приведенная на рис. 8-65 конструкция состоит из пространственной решетки, выполнен­ ной из стержней длиной 1,22 м. Стержни, наклоненные в двух направ-

286

лениях, соединяют горизонтальные стержни, проходящие в плоскости крыши и потолка. Шаг колонн равен 15,25 м. При конструкциях этого типа можно применять легкие фундаменты.

Для расчета пространственных конструкций из стержней чаще всего пользуются методами, основанными на определенных упрощающих по­ ложениях. При точном расчете основываются на матричном исчисле-

Рис. 8-67. Распределение внутренних усилий в плите и стержнях пространствен-

ной конструкции

а— в плите; б — в пространственной конструкции

нии, удобном при программировании для цифровых вычислительных машин.

Можно использовать методы, применяемые для расчета сплошных плит, а затем определять силы в стержнях. Такую конструкцию, свобод­ но опертую на краях и нагруженную равномерно распределенной на­ грузкой (рис. 8-66), рассчитывают следующим образом: сначала опре­ деляют прогибы в точках i, j при применении метода расчета плит, за­ тем величины Мх, Му, Мху, Qx и Qy в точках г, / по отношению к едини­ це ширины I и распределяют эти силы на стержни конструкции

(рис. 8-67).

8.5. КАРКАСНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

8.5.1. Общие сведения

Достоинствами каркасных конструкций, изготовленных из тонко­ стенных профилей, являются их легкость, простота монтажа, снижение затрат труда на строительной площадке и затрат на транспортиро­ вание.

287

8.5.2. Прогоны, балки перекрытий и главные балки

Прогоны покрытий можно проектировать в виде однопролетных или неразрезных. При проектировании неразрезных прогонов пластическое выравнивание напряжений не учитывается.

Прогоны из тонкостенных профилей имеют небольшую жесткость при кручении. Чтобы избежать излишних деформаций во время нагруз­ ки, перевозки и разгрузки, необходимо ограничить длину прогонов, из­ готовленных на заводе.

На рис. 8-68 показано поперечное сечение прогона, использованного при строительстве промышленного здания, возведенного в Польше. Тол­ щина поясов увеличена до 3 мм на тех отрезках-прогона, где крепятся

горизонтальные связи жесткости. Сварные точки диаметром d — 5 V~g~ (g — толщина листовой стали) расположены на расстоянии 40 мм друг от друга. Прогоны спроектированы в виде неразрезных балок пролетом 6 м из гнутых профилей, соединенных точечной сваркой. Сечение прого­ на рассчитано на изгиб в плоскости, перпендикулярной уклону покры­ тия. Изгиб в плоскости покрытия не учитывался, так как составляющая нагрузка в плоскости ската крыши передается жестким щитом покрытия. Для обеспечения перекрытию жесткости и защиты прогона от бокового выпучивания к верхнему поясу прогона точечной сваркой прикреплены отрезки тонкостенных профилей на расстоянии 50 см друг от друга. Монтажные стыки запроектированы через каждые 12 м. Для увеличе­ ния несущей способности двухсрезных болтов на смятие в монтажных стыках увеличена толщина стенки балки путем крепления к ней наклад­ ки с помощью сварных точек. Стык стенки балки показан на рис. 8-69; на рис. 8-70 приведены прогоны с фрагментом крыши. Использование таких прогонов позволило получить экономию в расходе стали по срав­ нению с прогонами из прокатного двутавра на 31 %.

На рис. 8-71 показан решетчатый прогон, применяемый в автомо­ бильных гаражах, спроектированных исследовательским и проектным бюро стальных конструкций «Мостосталь»; расход стали на 1 м2 прого­ на 6,52 кг.

В легких каркасных конструкциях шаг балок перекрытий 0,6— 1,2 м. Балки изготовляют пролетом до 6 м. При большей величине пролета применяют главные балки. Балки проектируют, как правило, в виде двутавров. Соединения балок с опорами в основном выполняют как шарнирные, но иногда применяют и такие соединения, что позволяет считать их жестко закрепленными (рис. 8-72).

При пролетах до 1,5 м связи жесткости между балками не применя­ ют, при пролетах до 3 м используют отдельные связи, а при пролетах большей величины — двойные связи (рис. 8-73).

Соединение балок на стройке (стыки) выполняют с помощью вспо­ могательных элементов, которые обычно запатентованы.

На рис. 8-74 показано соединение балок системы «Стрен-Стил», а на рис. 8-75 — соединение балок перекрытий под прямым углом с по­ мощью болтов и профилированных накладок.

Конструкция соединений балок с опорами дана на рис. 8-76.

288

Рис. 8-68. Поперечное се­

Рис. 8-69. Монтажный стык балки

чение прогона

а — узел; б — сечение

Рис. 8-70. Фрагмент покрытия снизу ■

\в — 1021

289

Рис. 8-72 Частичное закрепление при стирании балки на опору [105]

290

Рис. 8-73. Связи жесткости балок

Рис. 8-74. Стык балок

а — удлинение

балки; 6 — соединительные элементы

Рис. 8-75. Соединение балок под прямым углом

аобщий вид; б — соедини­ тельный элемент [61]

19:

На рис. 8-77 показаны настилы, применяемые в Чехословакии. На­ стилы с таким сечением и связями жесткости чаще всего используют в многоэтажных зданиях.

8.5.3. Колонны

В тонкостенных конструкциях обычно стремятся применять в од­ ном здании колонны одного типа. Колонны, как правило, должны иметь высоту одного этажа. Этот принцип учитывают также в двух- и трехэтажных зданиях. Применение опор, сдвинутых по вертикали отно-

ГгРис. 8-78. Сечения опор в тонко­ стенных каркасных конструкциях

Рис, 8-79. Сечения опор, применяемые в ЧССР .. .Со

Рис. 8-80. Детали соединений в каркасном зда­ нии системы «Стрен-Стил»

а — каркас стены; б — угловая стойка; в — соединение

колонн наружной стены

и

перегородки; г — соедине­

ние колонны с раскосом

и

ригелем; д — соединение

колонны

с

ригелями

я

г

S

 

-----ч

I

 

 

1

 

 

£

.1 ю

J 32 .

>30

 

 

 

160

р ы 300

 

 

 

 

£

------ ,

270

У

292

сительно друг друга, повышает стоимость их заводского изготовления

и монтажа.

На рис. 8-78 и 8-79 приведены сечения стоек, наиболее часто приме­ няемых в каркасных конструкциях. Толщина металла колеблется в пре­ делах 2—6 мм. Для укрепления сжатых стенок делают гофры.

На рис. 8-80 показаны детали соединений стоек в системе «СтренСтил».

8.5.4. Рамы

Использование рамных конструкций из холодногнутых профилей це­ лесообразно при пролетах, равных 10—25 м.

Легкие металлические конструкции из холодногнутых профилей при учете повышения предела текучести в процессе их изготовления оказы­ ваются на 25—45% легче конструкций, выполненных из прокатных про­ филей.

При пролетах 25—30 м более легкие тонкостенные конструкции по­ лучаются только в том случае, когда в расчетах учитывают повышен­ ные напряжения.

При пролетах более 30 м следует проектировать конструкции из го­ рячекатаных профилей.

Из-за высокой себестоимости тонкостенных конструкций рамные конструкции пролетом более 24 м дороже рамных конструкций из горя­ чекатаных профилей, что определяется главным образом стоимостью рабочей силы, которую можно снизить путем механизации труда при серийном производстве.

Тонкостенные рамные конструкции применяются прежде всего в строительстве легких зданий промышленного характера (цеха, склада, хранилища, навеса). Эти конструкции сооружаются в основном без применения мостовых кранов. Однако некоторые фирмы используют в промышленных зданиях из холодногнутых профилей легкие мостовые краны грузоподъемностью до 10 000 кг.

При проектировании принимаются системы двух- и трехшарнирных рам или с закрепленными опорами. Схемы расположения связей жест­ кости такие же, как и в обычных стальных конструкциях (чаще всего из прокатных профилей).

Опоры и ригели проектируются двутаврового сечения со сплошными стенками и разным отношением ширины поясов к высоте стенки балки или перфорированные и решетчатые со стержнями особых форм. Благо­ даря соответствующему формированию элементов и применению связей жесткости их холодногнутых профилей можно достигнуть хороших показателей жесткости и общей устойчивости конструкции.

Для увеличения несущей способности элементов открытые и замкну­ тые стержни заполняют бетоном.

20—1G21

293

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ