Компоновку поперечной рамы начинают с установления генеральных габаритных размеров элементов конструкций в плоскости рамы ( с. 267-271, / 1 / ).

Размеры по вертикали привязывают к отметке уровня пола, принимая ее нулевой. Размеры по горизонтали привязывают к продольным осям здания. Привязка наружной грани колонны к оси колонны может быть нулевой () или иметь размер 250мм или 500мм. Нулевую привязку принимают в зданиях без мостовых кранов, а также в невысоких зданиях при шаге колонн 6м. Привязку 500мм принимают для очень высоких зданий с кранами грузоподъемностью 100т и более, а также для зданий с режимами работы 7К,8К, если в верхней части колонны устраиваются проемы для прохода. В остальных случаях привязка мм. Все размеры принимают в соответствии с основными положениями по унификации.

Лекция № 12. Тема: "Система связей в каркасах промзданий " – 2ч.

Связи необходимы для:

-обеспечения геометрической неизменяемости пространственной системы каркаса и устойчивости его сжатых элементов;

- восприятие ветровых нагрузок и инерционных воздействий кранов;

-создания жесткости каркаса, необходимой для нормальных условий эксплуатации в течение всего периода службы сооружения;

- обеспечения условий высококачественного и удобного монтажа элементов сооружения;

- обеспечения совместной пространственной работы конструкций каркаса.

Связи должны обеспечивать передачу усилий от места их приложения до фундаментов кратчайшим путем. Два основных комплекса связей:

- связи, обеспечивающие развязку колонн зданий;

-связи, обеспечивающие развязку элементов покрытия (шатра).

Связи между колоннами. Вертикальные связи между колоннами необходимы для обеспечения неизменяемости стального каркаса в продольном направлении, а также для обеспечения устойчивости колонн и продольной жесткости цеха. Эти связи воспринимают продольные нагрузки: ветровые, действующие на торцы здания; тормозные силы от мостовых кранов.

Продольная жесткость цеха наиболее эффективно достигается устройством крестовых вертикальных связей, располагаемых по продольным рядам колонн в верхнем (надкрановом) и нижнем (подкрановом) ярусах цеха.

Верхние связи воспринимают соответствующую ветровую нагрузку и обеспечивают продольную жесткость верхней части каркаса. Нижние вертикальные связи воспринимают усилия, передаваемые верхними связями, а также усилия от ветровой нагрузки, действующей на нижнюю часть, и усилия продольного торможения кранов, приложенные на уровне головки крановых рельсов, и передают их на фундаменты колонн. Кроме того, эти связи обеспечивают продольную жесткость всего здания и уменьшают свободную длину колонн из плоскости рамы.

Нижние вертикальные связи оказывают существенное влияние на температурные деформации. В случае препятствия свободным деформациям продольных элементов каркаса, вызванным температурой, могут возникнуть существенные напряжения. Поэтому связи нижнего яруса следует располагать ближе к середине температурного блока здания, а не у торцов здания. В торцовых блоках связи между колоннами ставят на период монтажа.

При небольшой длине здания (температурного отсека) <120м можно ограничиться постановкой вертикальных связей в одной панели. При значительной длине здания (или температурного отсека) вертикальные связи между колоннами устраиваются в двух панелях, симметрично расположенных относительно середины блока. Предельные размеры между вертикальными связями приведены в табл. 11.2,с. 273, / 1 /.

У торцов здания крайние колонны иногда соединяют между собой гибкими верхними связями, делая их в виде крестов. Верхние вертикальные связи следует размещать не только в торцовых панелях, но и в панелях, примыкающих к температурным швам, где ветровые усилия не приложены. Это повышает продольную жесткость верхней части каркаса и в процессе возведения здания каждый температурный блок может в течение некоторого времени представлять собой самостоятельный конструктивный комплекс.

Крестовую схему связей применяют при шаге колонн до 12м. Рациональный угол наклона раскосов связей к вертикали 35-55 .

При большой высоте колонн иногда необходима дополнительная развязка колонн из плоскости рамы распорками или применяется треугольная система. По средним рядам колонн в подкрановой части, из условия необходимости иметь свободное пространство между колоннами, конструируют портальные или полупортальные связи.

Связи, устанавливаемые в пределах высоты ригелей в связевом блоке и в торцовых шагах, проектируют в виде самостоятельных ферм (монтажного элемента), в остальных местах ставят распорки. Такие связи необходимы для восприятия ветровой нагрузки, передаваемой стойками торцового фахверка.

Связи по покрытию. Эти связи необходимы для обеспечения пространственной жесткости каркаса, устойчивости покрытия в целом и его элементов. Связи по покрытию располагают:

- в плоскости верхних поясов стропильных ферм- поперечные связевые фермы и продольные элементы между ними;

в плоскости нижних поясов стропильных ферм- поперечные и продольные связевые фермы, а также иногда продольные растяжки между поперечными связевыми фермами;

- вертикальные связи между стропильными фермами;

- связи по фонарям.

Поперечные связевые фермы по верхнему поясу стропильных ферм наиболее целесообразно располагать в торцах здания и в тех панелях, где устроены связевые блоки между колоннами по длине здания. Такие связи увеличивают пространственную жесткость покрытия в целом и уменьшают поперечные перемещения поясов ферм, возникающие вследствие податливости связей в виде продольных элементов.

В пределах фонаря, где нет кровельного настила для раскрепления узлов верхних поясов ферм из их плоскости устанавливают специальные распорки. Такие распорки в коньковом узле фермы обязательны. Эти распорки прикрепляют к торцовым связям в плоскости верхних поясов ферм. В процессе монтажа (до установки плит покрытия или прогонов) гибкость верхнего пояса фермы из ее плоскости не должна быть более 220. После монтажа предельная гибкость –120. Для выполнения этого условия в случае необходимости ставят дополнительные распорки.

Связи по нижним поясам ферм. Поперечные связевые фермы по нижним поясам ферм ставят в тех же панелях, что и поперечные связевые фермы по верхним поясам ферм.

В зданиях с мостовыми кранами вследствие возникновения больших инерционных и динамических нагрузок, вызывающих поперечные и продольные деформации каркаса здания, в плоскости нижних поясов стропильных ферм ставят продольные связевые фермы, закрепляющие опорные панели нижнего пояса ригеля поперечной рамы. Такая постановка этих связей является наиболее целесообразной, так как в опорных панелях нижнего пояса могут возникнуть сжимающие усилия(при этом гибкость элементов в этой панели не должна быть больше 120). Ширина продольной связевой фермы принимается равной ширине опорной панели нижнего пояса стропильной фермы.

Поперечные связи вместе с продольными образуют замкнутую систему, расположенную по контуру здания и обеспечивающую его пространственную жесткость. Вертикальные связи по высоте ригеля вдоль цеха располагают между поперечными связевыми фермами по верхним и нижним поясам ферм, чем обеспечивается создание жестких пространственных блоков у торцов и по длине здания.

Во избежание вибрации нижнего пояса ригеля рамы от динамического воздействия мостовых кранов гибкость растянутой части нижнего пояса ригеля из плоскости рамы ограничивается: для зданий с режимами работы 7К,8К величиной 250, для прочих зданий- 400.

Конструктивная схема связей главным образом зависит от шага стропильных ферм. Для горизонтальных связей при шаге ферм 6м широко применяют крестовую решетку. При этом допускают расчет по условной схеме в предположении, что раскосы работают только на растяжение. Получается довольно экономичное решение, так как сечения раскосов подбирают по предельной гибкости для растянутых элементов