Тема 2. Головні положення розрахунків металевих конструкцій на монтажні навантаження та становища.

1. Для засвоєння теми необхідні знання методик розрахунків металевих конструкцій по допустимих та граничних станах; типи напруг в монтажних блоках:основні, додаткові, місцеві й початкові, різниця в принципах підходу до методик розрахунку по граничних станах і по допустимих напругах.

2. Монтажні навантаження та впливи, класифікація й визначення:

■ постійні;

■ тимчасові;

■ вітрові

(Па), (2.1)

(Па), (2.2)

й далі необхідно знати методику визначення kта c. При цьому “c”може бути визначено для окремих елементів з прокату й труб, плоских ферм:

- коефіцієнт заповнення.

Поняття про число Рейнольдса. Просторові блоки, ряд плоских ферм, споруди з циліндричною поверхнею (передбачається знання СниП 2.01.07 – 85*);

• від ваги монтажних механізмів та обладнання, зокрема, один з самих складних випадків – зусилля від розчалок (див. [1]):

, (2.3)

, (2.4)

, (2.5)

В формулах (2.3), (2.4) й (2.5) А_т і Н_т верикальна та горизонтальна складова від сили тяжіння розчалки Т;

β – кут між лінією, що з’єднує точки А та Б й горизонтом,

- інерційні навантаження та впливи;

- динамічні впливи частин, що звішуються;

- навантаження від можливих ударів:

, (2.6)

• навантаження від тиску рідини, газів та інших матеріалів для випробування.

Закон Бойля-Маріотта:

, (2.7)

, (2.7а)

, (2.7б)

отже

, (2.7в)

Закон Клапейрона:

(2.8)

- температурні навантаження та впливи:

(2.9)

- елементарний випадок.

Загальний випадок:

(2.10)

- переміщення опор або інших в’язів.

2.3. Визначення зусиль і деформацій в елементах металевих конструкцій від монтажних навантажень та впливів:

- при загальних схемах балок та колон за звичайними правилами будівельної механіки;

- якщо ферма розглядається як пружна пластина, то власна вага вважається прикладеною на висоті від верха:

, (2.11)

, (2.12)

- вибір розрахункової схеми та основної системи виконуються за правилами будівельної механіки;

- врахування супутніх впливів;

- особливості розрахунку статично невизначених систем (згідно з правилами будівельної механіки).

2.4. Приклад визначення горизонтального переміщення точки Д та кутового переміщення січення С для стержня, що наведено на рис. 2.1.

1 випадок:температура підвищується равномірно в ригелі та лівій стійці на ∆t.В цьому разі ∆t = 0. Отже, другої складової частини в формулі (2.10) не буде. Потрібно побудувати тільки одиничні епюри М та N від сили X_l = 1в точці Д (рис.2.2)

; (рис.2.3)

Тема 3. Методи забезпечення сталості конструкцій на різних стадіях монтажу.

3.1. Загальні положення по разрахунках на сталість.

Сталість положення (на перекидання) та сталість стиснутих елементів розглядаються на стадіях:

■ транспортування (навантажувальні схеми);

■ укрупнення (збиральні стенди передбачають це своєю конструкцією);

■ вимоги сталості під час складування.

Стропування-піднімання: існує декілька варіантів підсилення; кінцевий варіант вибирається на підставі ТЕО. Ферми підсилюють колодами, швелерами, шпренгелями.

Блоки – інвентарними в’язями (особливо в попередньо напружених конструкціях). Типові рішення ферм – перевірені й забезпечені від втрати сталості.

Колони. Монтаж здійснюється окремими секціями по висоті (відправними елементами). Спарені плоскі елементи зв’зані розпорками та балками.

Балки. Визначення точок стропування, ребра жорсткості, оформлення вузлів стропування, просторові блоки-в’язі. Встановлення й тимчасове закріплення в проектному становищі.

Розчалки, розпорки, кріплення поясів до колон і т.і. Кріплення (закріплення) може бути тимчасовим або постійним. Тимчасове – використовується на час виконання вивірення, постійного закріплення та технологічного витримування (наприклад, для набирання міцності бетону). Тимчасове закріплення – пристосування індивідуальні та групові. Недоліки: обов’язкове вивірення й високі витрати кранового часу.

Постійні – забезпечують сталість конструкції на весь час монтажу будівлі (споруди) та їх експлуатації. Виконуються шляхом встановлення болтів, дюбелів, зварних швів, заклепок, бетонування стиків тощо.

Для тимчасового закріплення мають існувати так звані опорні конструкції та пристрої. Монтаж необхідно починати зі зв’язкової панелі, жорсткими просторовими блоками, або з просторово сталої частини будівлі (споруди).

Технологічна послідовність закріплення: після встановлення в проектне становище використовують болти, пробки, прихватки. Повинні бути також встановлені постійні (тимчасові) в’язі: розчалки, розпорки, кондуктори, підкоси, балки і т.і. Демонтаж тимчасових в’язів допускається тільки після встановлення постійних. Момент (час) зняття тимчасових в’язів визначається в графіках виництва робіт або у вказівках. ПВР повинен визначати черговість встановлення горизонтальних та вертикальних елементів. Кількість елементів тимчасового кріплення, сталість елементів, що розкріплюються, та опорних елементів має бути перевірена теоретичними розрахунками (для кожної стадії монтажу).

3.2. Стадія транспортування – розрахунки по схемах навантаження. Сполучення навантажень. Поняття транспортабельності у розумінні можливості спирання на транспортний засіб (особливо при автотранспортних засобах). Всюди, але особливо тут, важливо розташування центра ваги. Метод провисання. При цьому конструкція працює на вигин + розтягування від сили тяги:

, (3.1)

В цій формулі:

N–потужність двигуна тягача (Вт);

η – коефіціент корисної дії двигуна та силової передачі: для автомашин η = 0.85, для тракторів – η = 0.8.

Сила тяги в залежності від зчеплення з поверхнею дороги:

, (3.2)

Де:

P_c –сила тяжіння (вага) тягача з вантажем (Н);

φ–коефіціент зчеплення колес або гусинець з покриттям (визначається по довідниках);

Для розрахунків конструкції приймається максимальне значення, а для визначення максимально можливої маси вантажу – мінімальне значення зусилля.

3.3. Стадія укрупнення. Під час збирання необхідна кантовка. Перевіряється пояс, за який здійснюється стропування. Показати схеми для розрахунків. Навантаження та впливи: для поясів ферм. Технологія укрупнення колон, розрахункові схеми при положенні “плазом” та на “ребро”.

Перевірка на вигин:

, (3.3)

Якщо можлива втрата загальної сталості:

, (3.4)

Розрахункова довжина 1 – відстань між точкою повороту та точкою стропування. Якщо гратчаста колона піднімається на ребро гілка цетрально стиснута стійка:

, (3.5)

, (3.6)

Індекс “г”означає “гілка”.

Особлива увага – створенню будівельного підйому. Показати які схеми. Якщо

L= 36м прогин дорівнює fвід постійного навантаження та довгочасного. При пласких покриттях незалежно від величин прогону f дорівнює прогину від сумарного нормативного навантаження +1/200 L (прогону).

, (3.7)

Всі підрахунки зручно виконувати в табличній формі:

Стержень	li, см	Ai	Nli	Npi, H	Nli Npi li/Ai, (H/cm)
1	2	3	4	5	6
1-2	252	12.5	0.5	12.2