Распорная система треугольного очертания

Распорную систему треугольного очертания проекти­руют с применением прямолинейных клеедощатых эле­ментов, со стальной затяжкой или с опиранием непосред­ственно на фундаменты. Узлы в этой конструкции реша­ют с эксцентриситетом (см. рис.VI.26),благодаря чему уменьшается расчетный изгибающий момент, который будет

где M_q — момент от поперечной нагрузки; M_N — разгружающий мо­мент от продольной силы; е — эксцентриситет.

При равномерно распределенной нагрузке

Клееный элемент проверяют на прочность и устойчи­вость плоской формы деформирования по обычным фор­мулам расчета сжато-изгибаемых элементов.

К недостаткам эксцентричного решения узлов отно­сится концентрация скалывающих напряжений в зоне опирания, что учитывается введением коэффициента k_ск>1.

Арки (лекции)

Треугольные распорные системы.

Применяются как ригели равных поперечников производственных зданий при пролетах до 24м. верхний пояс выполняют из одной доски по ширине до 18см, доски толстые 33мм, нижний пояс из арматурной стали, подвески устанавливаются конструктивно – гибкость пояса ≤400; высота f ≥1/7 пролета.

Эксцентричное примыкание верхних поясов к нижнему в опорных и коньковых узлах позволяет уменьшить изгибающий момент на величину Ne, чем больше эксцентриситет, тем меньше расчетный момент М. однако при увеличении эксцентриситета растут касательные напряжения по уменьшенным площадкам опирания.

Эксцентриситет должен приниматься е≤0,15h, с≤0,3h.

Расчет.

1. Верхний пояс проверяется на сжатие с изгибом

На действительные касательные напряжения

- коэф концентрации скалывающих напряжений, зависит от глубины вреза.

Нижний пояс проверяется на растяжение с учетом концентрации напряжений в местах нарезки трубчатых муфт. Расчетное сопротивление для спаренных тяжей из двух и более стержней умножается на коэф несовместимости работы 0,85.

Пологие арки покрытий с опиранием на колонну

При пролетах до 24м их целесообразно делать двухшарнирными. При больших пролетах трехшарнирными. Пролет таких арок достигает у нас – 60м, за рубежом – 100м. поперечное сечение арок у нас в стране прямоугольное за рубежом двутавровое. При пролетах до 30м ширина сечения до 18см из одной доски, при больших пролетах заготовки склеивают по кромкам с уступом. Высоту арки в плече принимают в зависимости от назначения f =(1/2-1/8) l. Арки очерчены по кривой близкой к кривой давления, поэтому для основного загружения снега по всему пролету продольная сила меняется слабо, изгибающие моменты относительно не велики – эксцентриситеты в узлах не устраивают.

Арки строят по дуге окружности, поперечное сечение как правило постоянно по длине. В некоторых случаях по архитектурным соображениям делают серповидного очертания с переменным сечением.

Расчет.

Арки рассчитывают на нагрузки от собственного веса покрытия, на снеговую нагрузку на весь и пол пролета, ветровую нагрузку на пологие арки не учитывают, при больших высотах учитывают обязательно.

Сечение арок подбирают по формулам сжатых изгибаемых элементов.

N ₀ – продольная сила в ключе арки, при той же комбинации нагрузок, на которую ведется расчет m и N.

μ₀ – коэф приведения расчетных длин, равен:

0,35 – симметричное загружение двухшарнирных арок;

0,58 – при несимметричном жагружении двухшарнирных арок, и любом загружении трехшарнирных;

S – длина оси арки от опоры до опоры.

 

Арки стрельчатого очертания с опиранием на фундаменты, с используемые как консрукции покрытия для складских помещений

Пролеты арок до 24м - это склады удобрений, от 42 до 60м на калийных заводах. Высота арки порядка половины пролета f =(1/5-1/3) l. очертание арки принимается в зависимости от соотношения распределенной нагрузки и сосредоточенной силы (вес транспортной галереи в коньке). Чем больше сосредоточенная сила, тем ближе очертание арки к треугольнику. Рассчитывается так же как пологие, но при вычислении расчетной длины μ₀=0,5.

 

Дощатоклееные гнутые рамы

Рамные конструкции отличаются от арочных своим очертанием, которое сильно влияет на распределение изгибающих моментов в пролете. При ломаном очерта­нии рамы в жестком карнизном узле при загружении как левой, так и правой половины рамы возникают мо­менты одного знака. В результате при загружении рамы по всему пролету угловые моменты сильно увеличивают­ся, что ограничивает длину пролетов, перекрываемых ра­мами, до 18 - 30 м.

Рамы могут воспринимать горизонтальные нагрузки, обеспечивая поперечную устойчивость здания без защем­ления стоек и без устройства жестких поперечных стен. Рекомендуется делать рамы трехшарнирными, так как в статически определимых системах не происходит пе­рераспределения усилий при деформировании под дли­тельно действующей нагрузкой, что обеспечивает Соот­ветствие их расчетным усилиям.

Дощатоклееные гнутые рамы. Дощатоклееные гнутые рамы выполняют трехшарнирными, что об­легчает их изготовление, транспортирование и монтаж. Криволинейность карнизных узлов достигается выгибом слоев (досок) по окружности при изготовлении рам. Ра­диус кривизны обычно невелик и составляет 2,5-4м. Так как по условиям гнутья отношение радиуса кривизны к толщине слоя (R/δ) не может быть меньше 150, то тол­щина слоев для изготовления дощатоклееных гнутых рам после фрезерования будет составлять не более 1,6-2,5 см. Следовательно, дощатоклееные гнутые рамы бо­лее трудоемки в изготовлении, чем арки и требуют боль­шего расхода древесины и клея. Кроме того, расчетное сопротивление изгибу уменьшается умножением на ко­эффициент гнутья, меньший единицы.

Сечение рамы делают прямоугольным, а высоту се­чения — переменной по длине, что достигается уменьше­нием числа досок в пакете с внутренней стороны рамы. Постепенное плавное изменение высоты сеченияпредпочтительнее с архитектурной точки зре­ния, но технологически менее выгодно. Менее сложно и трудоемко изготовление дощатоклееных гнутых рам с применением ступенчатого изменения высоты сечения, которые разработаны для пролетов 12 и 18м. Рамы работают на сжатие и попереч­ный изгиб.

Расчет.

Расчет производится на нагрузки от собственного веса конструкции и снеговой нагрузки, при высоте стойки до 4м ветровую нагрузку допускается не учитывать. Наиболее опасно сечение таких рам находится на криволинейном участке (наибольший момент + продольная сила).

Проверка прочности этого сечения производится по теории расчета кривых брусьев, при этом учитывается смещение нулевой линии эпюры изгибных напряжений относительно центра тяжести в сторону сжатой кромки, что учитывается корректировкой W – моментом сопротивления. Проверяется прочность наиболее напряженного сечения на сжатие поперек волокон (учитывается напряжение σ_у). учитываются начальные напряжения в изогнутых слоях рамы.

Наиболее напряженные сечения проверяются в трех точках.

Смотри эпюры и формулы →

Расчет производится по деформированной схеме:

В точке 1:

- длина полурамы; I – радиус инерции; к_ж.м. – учитывает изменение сечения рамы по длине.

В точке 2 проверяем растягивающие напряжения:

В точке 3 сжимающие напряжения:

При соблюдении конструктивных требований к высоте поперечного сечения (не менее 30-40% на опоре и в коньке) остальные нормальные сечения не проверяют.

На скалывание рама проверяется в опорном сечении, где действует наибольшая поперечная сила Q_max=H= ql ²/8 f – распор возникающий в раме.