Вопрос 9.4. Ставятся ли вертикальные связевые блоки ниже подкрановых балок только в центре здания? (блок 3)

ОТВЕТ: ДА ВАШ ответ ПРАВИЛЬНЫЙ. Для обеспечения свободы температурных деформаций при небольшой длине здания (температурного блока) ставится вертикальная связь в одной панели по середине здания. При большой длине здания вертикальные связи ставятся в двух панелях близко к середине, причем расстояние между их осями должно быть таким, чтобы температурные усилия были невелики. ОТВЕТ: НЕТ ВАШ ответ НЕПРАВИЛЬНЫЙ. При размещении жестких дисков (связевых блоков) вдоль здания нужно учитывать возможность перемещений колонн при температурных деформациях продольных элементов. Если поставить диски по торцам здания, то во всех продольных элементах (подкрановые конструкции, подстропильные фермы, распорки связей) и в связях возникают значительные температурные усилия.

Поэтому при небольшой длине здания (температурного блока) ставится вертикальная связь в одной панели (рис. 9.15, а). При большой длине здания вертикальные связи ставятся в двух панелях (рис. 9.15, б), причем расстояние между их осями должно быть таким, чтобы усилия F_t были невелики. Предельные расстояния между дисками зависят от возможных перепадов температур и установлены нормами (табл. 9.3).

По торцам здания крайние колонны соединяют между собой гибкими верхними связями (см. рис. 9.15, а). Вследствие относительно малой жесткости надкрановой части колонны расположение верхних связей в торцевых панелях незначительно сказывается на температурных напряжениях.

Вертикальные связи между колоннами ставят по всем рядам колонн здания; располагать их следует между одними и теми же осями.

Рис. 9.15. Расположение связей между колоннами в зданиях:

а — коротких (или температурных отсеках); б — длинных; 1 — колонны; 2 — распорки; 3 — ось температурного шва; 4— подкрановые балки; 5 — связевый блок; 6— температурный блок; 7 —низ ферм; 8 — низ башмака

Таблица9.3. Предельные размеры между вертикальными связями, м

Характеристика здания	От торца блока до оси ближайшей вертикальной связи	Между осями вертикальных связейв одном блоке
Отапливаемое	90 (60)	50 (40)
Неотапливаемое и горячие цеха	75 (50)	50 (40)

При проектировании связей по средним рядам колонн в подкрановой части следует иметь в виду, что довольно часто по условиям технологии необходимо иметь свободное пространство между колоннами. В этих случаях конструируют портальные связи (см. рис. 11.5, в).

Связи, устанавливаемые в пределах высоты ригелей в связевом и торцевом блоках, проектируют в виде самостоятельных ферм (монтажного элемента), в остальных местах ставят распорки.

Продольные элементы связей в точках крепления к колоннам обеспечивают несмещаемость этих точек из плоскости поперечной рамы. Эти точки в расчетной схеме колонны могут быть приняты шарнирными опорами. При большой высоте нижней части колонны бывает целесообразна установка дополнительной распорки, которая закрепляет нижнюю часть колонны посередине ее высоты и сокращает расчетную длину колонны.

Рис. 9.16. Работа связей между колоннами при воздействии: а — ветровой нагрузки на торец здания; б — мостовых кранов.

Передача нагрузок. В точке А (рис. 9.16, а) гибкий элемент связей 1 не может воспринимать сжимающую силу, поэтомуF_wпередается более короткой и достаточно жесткой распоркой 2 вточку Б. Здесь сила по элементу 3 передается в точку В. В этой точке усилие воспринимается подкрановыми балками 4, передающими силуF_wна связевый блок в точку Г. Аналогично работают связи и на силы продольных воздействий крановF(рис. 9.16, б).

Элементы связей выполняются из уголков, швеллеров, прямоугольных и круглых труб. При большой длине элементов связи, воспринимающие небольшие усилия, рассчитываются по предельной гибкости, которая для сжатых элементов связей ниже подкрановой балки равна 210 — 60(—отношение фактического усилия в элементе связей к его несущей способности),выше — 200; для растянутых эти значения составляют соответственно 200 и 300.

Связи по покрытию (9.9).

ЭТО ВАЖНО – назначение связей по покрытию

Связи между фермами, создавая общую пространственную жесткость каркаса, обеспечивают устойчивость сжатых элементов ригеля из плоскости ферм, перераспределение местных нагрузок (например, крановых), приложенных к одной из рам, на соседние рамы, удобство монтажа, заданную геометрию каркаса, восприятие и передачу на колонны некоторых нагрузок. Система связей покрытия состоит из горизонтальных и вертикальных связей.

9.9. Связи по покрытию (блок 4) Связи по покрытию – система элементов, соединяющих стропильные фермы, которая включает: – горизонтальные поперечные связи по верхним поясам ферм; – горизонтальные продольные связи по верхним поясам ферм; – горизонтальные поперечные связи по нижним поясам ферм; – горизонтальные продольные связи по нижним поясам ферм; – вертикальные связи в местах поперечных горизонтальных связей для образования жесткого блока; – вертикальные связи по оси колонн в уровне стропильных ферм; – распорки, присоединяющие фермы к жестким блокам. Вернитесь к тексту.

Горизонтальные связирасполагаются в плоскостях нижнего и верхнего поясов ферм и верхнего пояса фонаря. Горизонтальные связи состоят из поперечных и продольных (рис. 9.17 и 9.18).

Рис. 9.17. Связи между фермами: а — по верхним поясам ферм; б — по нижним поясам ферм; в — вертикальные; / — распорка в коньке; 2 — поперечные связевые фермы

Рис. 9.18. Связи между фонарями

Элементы верхнего пояса стропильных ферм сжаты, поэтому необходимо обеспечить их устойчивость из плоскости ферм. Ребра кровельных плит и прогоны могут рассматриваться как опоры, препятствующие смещению верхних узлов из плоскости фермы при условии, что они закреплены от продольных перемещений связями.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ – поперечные связи по покрытию

Для закрепления плит и прогонов от продольных смещений устраиваются поперечные связи по верхним поясам ферм, которые целесообразно располагать в торцах цеха, чтобы они (вместе с поперечными горизонтальными связями по нижним поясам ферм и вертикальными связями) обеспечивали пространственную жесткость покрытия. При большой длине здания или температурного блока (более 144 м) устанавливаются дополнительные поперечные связевые фермы. Это уменьшает поперечные перемещения поясов ферм, возникающие вследствие податливости связей.

Необходимо обращать особое внимание на завязку узлов ферм в пределах фонаря, где нет кровельного настила. Здесь для раскрепления узлов верхнего пояса ферм из их плоскости предусматриваются распорки, причем такие распорки в коньковом узле фермы обязательны (рис. 9.19, б). Распорки прикрепляются к торцевым связям в плоскости верхних поясов ферм.

В процессе монтажа (до установки плит покрытия или прогонов) гибкость верхнего пояса из плоскости фермы не должка быть более 220. Если коньковая распорка не обеспечивает этого условия, между ней и распоркой в плоскости колонн ставится дополнительная распорка.

В зданиях с мостовыми кранами необходимо обеспечить горизонтальную жесткость каркаса как поперек, так и вдоль здания. При работе мостовых кранов возникают усилия, вызывающие поперечные и продольные деформации каркаса цеха. Если поперечная жесткость каркаса недостаточна, краны при движении могут заклиниваться, при этом нарушается нормальная их эксплуатация. Чрезмерные колебания каркаса создают неблагоприятные условия для работы кранов и сохранности ограждающих конструкций. Поэтому в однопролетных зданиях большой высоты (Н₀ > 18 м), в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью (Q≥ 10 т, с кранами тяжелого и весьма тяжелого режимов работы при любой грузоподъемности обязательна система продольных связей по нижним поясам ферм.

Рис. 9.19. Работа связей покрытия:

а — схема работы горизонтальных связей при действии внешних нагрузок; б и в'— то же, при условных силах от потери устойчивости поясов ферм; / — связи по нижним поясам ферм; 2 — то же, по верхним; 3 — распорка связей; 4 — растяжка связей; 5 — форма потери устойчивости или колебаний при отсутствии распорки (растяжки); 6 — то же, при наличии распорки.

Горизонтальные силы от мостовых кранов воздействуют в поперечном направлении на одну плоскую раму и две-три смежные. Продольные связи обеспечивают совместную работу системы плоских рам, вследствие чего поперечные деформации каркаса от действия сосредоточенной силы значительно уменьшаются (рис. 9.19, а).

Жесткость этих связей должна быть достаточной для того, чтобы вовлечь в работу соседние рамы, и их ширина назначается равной длине первой панели нижнего пояса фермы. Связи обычно устанавливают на болтах. Приварка связей увеличивает их жесткость в несколько раз.

Прилегающие к опорам панели нижнего пояса ферм, особенно при жестком сопряжении ригеля с колонной, могут быть сжатыми, в этом случае продольные связи обеспечивают устойчивость нижнего пояса из плоскости ферм. Поперечные связи закрепляют продольные, а в торцах здания они необходимы и для восприятия ветровой нагрузки, направленной на торец здания.