Назначение и расстановка связей по колоннам

Основное назначение связей - объединять плоские элементы в пространственную систему, способную воспринимать нагрузки действующие на здание в любом направлении.

Во-вторых, связи служат, чтобы обеспечивать устойчивость сжатых и сжато-изогнутых стержней верхних поясов ферм, колонн и др. Опасность потери устойчивости таких элементов объясняется тем, что стержни металлического каркаса имеют большие длины и относительно небольшие компактные поперечные размеры. Связи раскрепляют сжатые элементы в промежуточных точках, уменьшая расчетные длины элементов в направлении этих раскреплений.

Различают следующие основные виды связей, применяемых в металлическом каркасе промышленного здания

1)поперечные связи между верхними поясами ферм (сквозные ригели рам в дальнейшем будут называться «фермами»)

2)вертикальные связи между фермами

3)продольные и поперечные связи, расположенные в плоскости нижних поясов ферм

4)вертикальные связи между колоннами

Рассмотрим подробнее вертикальные связи между колоннами.

Различают верхний ярус вертикальных связей между колоннами (связи, расположенные выше подкрановых балок) и нижний ярус - ниже балок.

Узел связей по нижнему поясу из прямоугольных гнуто-сварных профилей

 

Схема вертикальных связей между колоннами

Связи верхнего яруса имеют следующее назначение:
а) усилия от ветра, направленного в торец здания, передаются на связи верхнего яруса с торцевых поперечных связей, расположенных в плоскости нижних поясов, а затем, по растянутым подкосам, эти усилия передаются на подкрановые балки",
б) связи верхнего яруса обеспечивают -устойчивость колонн "из плоскости" рам. Таким образом, расчётная длина надкрановой части колонны (рис.20, пунктир) из плоскости рамы равна высоте этой части колонны;
в) вместе о нижним ярусом связей при монтаже удерживают крепленные анкерами колонны oт опрокидывания.

Вертикальные связи нижнего яруса
На связи нижнего яруса возлагается функции:
а) передавать ветровые усилия от связей верхнего яруса и от продольного торможения кранов (рис.20);
б) обеспечивать устойчивость подкрановой части колонии из плоскости рамы;

в) служить в качестве монтажных связей при установке колонн. В зданиях большой высоты связи нижнего яруса имеют дополнительную распорку между колоннами.

Ее назначение-уменьшить расчетную длину подкрановой части колонны из плоскости рамы. К этому компоновочному приему прибегают в том случае, кгда при расчете проверки устойчивости колонны «из плоскости» не дает удовлетворительных результатов вследстивие большой гибкости колонны (из плоскости рамы).

Схемы вертикальных связей могут быть различными в зависимости от шага колонн, от необходимости использования проема между колоннами и т.п

 

Схемы вертикальных связей нижнего яруса: а) дополнительная распорка для уменьшения расчетной длины колонны из плоскости рамы; б)варианты связей между колоннами

Прикреплять связи нижнего яруса к подкрановым балкам в пролете не следует, так как при движении крана может возникнуть сжатие раскосов связей, а следовательно, их выключение. Связи верхнего яруса могут прикрепляться к тормозным балкам болтами с овальными отверстиями в вертикальном направлении

.

 

Конструкции вертикальных связей при шаге колонн 6м

 

 

Вертикальные связи между колоннами при шаге колонн 12м: С-овальные отверстия в узле В, допускающие прогибы подкрановой балки без нагружения связей верхнего яруса; t- тормозная балка.

 

 

В вертикальной плоскости верхний ярус связей обычно располагается, по оси надкрановой части колонны, а нижние связи должны быть двойными и их следует располагать в плоскостях как наружной, так и внутренней ветвей подкрановой части колонны. Если имеется фахверк, то связи устанавливаются в плоскости фахверка и стыкуются со стойкой фахверка в среднем узле. По длине здания связи нижнего яруса размещаются в середине температурного блока, но ни в коем случае не по концам. Размещение связей в середине здания обеспечивает свободную деформацию продольных элементов при колебаниях температуры (удлинение или укорочение подкрановых балок, продольных связей и др.).

 

Средний узел вертикальных связей. Г- крепление связей к стойке фахверка f на монтажной сварке; Д- на высокопрочных болтах, Q- ребра жесткости, 4-4 – расчетное сечение фасонки. Болты расчитываются на осевое усилие в диагонали связей и момент от эксцентриситета «а»

 

 

Расчет связей

В большинстве видов связей затруднительно точно определить величины усилий, которые будут ими восприниматься. Поэтому сечения элементов связей, как правило, подбираются по предельной гибкости [1]. Для элементов, о которых заранее известно, что они будут испытывать сжатие, рекомендуется принимать предельную гибкость 200.

По известным усилиям рассчитывается вертикальные, связи между колоннами, а также поперечные связи по нижнему поясу ригеля и продольные горизонтальные связи (в случае учета пространственной работы каркаса).