лекции ч2

Связи покрытия

Горизонтальные скатные связи

Жёсткий геометрически неизменяемый диск покрытия образуется за счёт создания по длине покрытия нескольких горизонтальных поперечных связевых блоков (ферм). Связевые фермы по покрытию ставятся в торцах здания и по длине с интервалом не более 30 м.

Горизонтальные связи воспринимают ветровую нагрузку, действующую на торцевые стены. Эта нагрузка в виде сосредоточенных сил W передаётся со стоек торцевого фахверка. Сосредоточенные нагрузки это ни что иное, как опорные реакции стоек фахверка, шарнирно закреплённых с фундаментами и с несущей конструкцией покрытия. Крепление стоек торцевого фахверка к несущим конструкциям покрытия должно выполняться таким образом, чтобы передавать горизонтальное ветровое давление на арки и не препятствовать их вертикальным перемещениям. Крепление колонн фахверка осуществляется к верхнему поясу ферм и непосредственно к аркам, рамам.

Конструктивно горизонтальные связевые фермы формируются из верхних поясов соседних ферм арок, рам, выполняющих роль поясов связевой фермы, распорок и дополнительной решётчатой системы. Количество панелей по поясам в связевой ферме зависит от пролёта несущей конструкции, схемы расстановки стоек фахверка, количества панелей верхнего пояса ферм и распорок по аркам. Распорки ставятся по всей длине здания и должны закреплять конструкции от выхода из плоскости в процессе монтажа и далее весь период эксплуатации. Распорки между фермами ставятся, как правило в каждом узле, между арками следует устанавливать по коньковым узлам, а также в соответствии с расчётом арок на устойчивость из плоскости. При этом гибкость арки и пояса ферм из плоскости должна быть не более 120. Роль распорок могут выполнять прогоны покрытия, при условии их надёжного крепления к несущим конструкциям.

Схема решётки горизонтальной связевой фермы может быть крестовой, треугольной или полураскосной. В качестве материала для решётки связевой фермы могут использоваться доски, брус, а также тяжи и прокатные равнополочные уголки. Крестовый тип решётки рекомендуется применять в том случае, когда угол между элементами составляет 900 или близкий к этому значению. Углы наклона осей элементов решётки к осям арок должны быть не менее 30-350. Оси элементов связей необходимо центрировать с вертикальной осью несущей конструкции. Элементы решётки крепятся на шпильках непосредственно к конструкциям, или чаще всего с применением, дополнительных фасонок и опорных столиков. Элементы горизонтальной связевой фермы не должны выходить за габариты несущих конструкций покрытия, чтобы не препятствовать размещению ограждающих конструкций покрытия.

Вертикальные связи

Вертикальные связи обеспечивают устойчивость верхнего пояса ферм. Связи соединяют между собой фермы вдоль здания. Связи ставятся в плоскости сжатых раскосов или стоек. Вертикальные связи это фермы у которых роль опорных стоек выполняют сжатые раскосы или стойки несущей конструкции покрытия. Пояса и раскосы связевых ферм выполняют, как правило, из спаренных досок. Необходимость постановки вертикальных связей иногда возникает в арках кругового очертания, так как нижняя часть сечения может быть сжата при несимметричной схеме загружения арок.

В трапециевидных фермах обязательна постановка вертикальных связей в плоскости опорных стоек.

Ориентировочно сечения распорок и элементов решётки связевых ферм могут быть назначены исходя из предельной гибкости. Предельная гибкость для сжатых элементов связей принимается равной – 200, для растянутых элементов – 400.

ТИПЫ РЕШЁТОК ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СВЯЗЕЙ

WW W W W

Раскосы крестовой решётки могут быть выполнены из прокатных уголков и круглой стали, во втором случае сжатые раскосы вследствие большой гибкости выключаются из работы и решётка работает как раскосная с растянутыми раскосами и сжатой стойкой (распоркой). Треугольная решётка менее материалоёмка, так как имеет меньшую суммарную длину и наименьшее количество узлов. В раскосной решётке раскосы имеют меньшую длину. В раскосной решётке с восходящими раскосами стойки растянуты, а раскосы сжаты; при нисходящих раскосах –наоборот. Выбор материала раскосов и стоек зависит от знака действующего в них усилия. Связевые фермы с полураскосной решёткой благодаря двум системам раскосов обладают большей жёсткостью. Рекомендуется применять при большом шаге несущих конструкций

Количество панелей в связевой ферме должно быть равно или кратно количеству панелей верхнего пояса несущей конструкции.

Связи по колоннам

Связи по колоннам необходимы для создания жёсткости каркаса в продольном направлении, для обеспечения устойчивости колонн и для восприятия ветровой нагрузки, действующей на торец.

По длине здания колонны по верхнему обрезу соединяются между собой обвязочным брусом. Необходимость постановки распорок по высоте колонны устанавливается расчётом колонны на устойчивость из плоскости. Решётка связей может быть крестовой, треугольной и полураскосной. Желательно придерживаться единого конструктивного решения для связей по покрытию и колоннам.

Связи по колоннам ставятся в тех шагах по длине здания, где установлены связи по покрытию. Это позволяет кротчайшим путем довести ветровую нагрузку с торца до фундаментов. Для связевой фермы по колоннам этой нагрузкой являются опорные реакции Rw со связевой фермы покрытия. Подбор сечения элементов связей выполняется аналогично связям по покрытию.

ПЕРЕКРЁСТНЫЕ БАЛКИ

Перекрёстные балочные системы представляют собой пространственные конструкции, состоящие из совместно работающих и пересекающихся под углом 60, 90 и 120 сплошных балок.

Применяются при пролётах до 30 м.

опорa

Рис. 7.1

Расстояние между узлами принимается в пределах от 1,5 до 6 м. Высоту поперечного сечения балок назначают в пределах 1/16–1/30 от пролёта. Перекрёстные балки целесообразно опирать по контуру, но возможно опирание только по углам. В покрытиях можно создавать консольные свесы, подводя опоры под внутренние узлы. Панели покрытия опираются на балки по контуру, что позволяет снизить собственный вес панелей. Регулярность решётки балок позволяет унифицировать элементы и узлы. Эти конструкции легко транспортируются поэлементно в упаковках. Сборка осуществляется на месте.

Типы сечений перекрёстных балок

Благодаря жёсткому креплению балок в каждом узле, образуется многократно статически

неопределимая система с передачей усилий в двух или трёх направлениях. Благодаря многосвязности и

Рис. 7.2

пространственной работе они обладают высокой жёсткостью и надёжностью. При выходе из строя одной из балок, усилие перераспределяется между соседними конструкциями.

Статический расчёт конструкций на стадии вариантного проектирования можно осуществлять по приближённому методу. При этом система заменяется сплошной плитой, в которой внутренние усилия (изгибающие, крутящие моменты и поперечные силы) определяются в пределах расчётной полосы, равной шагу узлов. Расчёт основного варианта следует проводить с использованием современных программных расчётных комплексов.

Критерий прогиба, обычно решающий во всех других случаях, при подборе сечения перекрёстных балок из-за их высокой статической неопределимости часто не бывает решающим. В тоже время определение прогиба с учётом податливости соединений производится для назначения строительного подъёма несущей системы.