Металлический каркас без связей

Обновлено: 19.05.2024

Хотелось бы узнать общие принципы расстановки связей в каркасных зданиях. Возможно ли вообще каркасное здание с покрытием из мет балок без связей (колонны ж.б.).

> Катя
Расстановка связей регулируется СНиПами, развивающими их пособиями, а также принципами неизменяемости расчетной схемы. Читайте нормы. Принципиально такое здание возможно, изготовление весьма проблематично (хотя и не такое безобразие делали).
Вообще, если стоят такие вопросы, то лучше найдите приличных проектировщиков, дешевле будет.

Я сама, как проектировщик должна расчитать это здание. Know-how такое.
В вопросе сама ориентируюсь слабо.
Если спрашиваю кого-то, то как правило большинство говорит, что без связей плохо, но на этом как бы и все.
С другой стороны все можно посчитать. Особенно сейчас.

Ну если Вы действительно слабо ориентируетесь, то попытайтесь взглянуть на проблему с такого угла:
В любом каркасном здании существуют силовые элементы, непосредственно воспринимающие нагрузки (колонны, фермы, ригеля итп.) и элементы обеспечивающие интегральность и стабильность каркасса. К таковым относятся связи каркаса, ветровые связи всех направлений, динамические связи. Не всегда можно однозначно отнести элемент к одному из перечисленных типов, поскольку функции можно и нужно обьединять. Ну например: специальным образом установленная ветровая связь уменьшает свободную длину колонны; стропила крыши, передающие усилия на ферму одновременно являются интегральными связями ферм итд. Мне показалось, что Вы больше озабочены размещением ветровых связей. В принципе ветровые либо динамичекские связи служат для восприятия динамических нагрузок и препятствывают складыванию и перекосам каркаса. В самом простом варианте динамику на каркас дает ветер, возможны и др. варианты в зависимости от типа использования здания. Таким образом расстановка и расчет ветровых связей зависит от розы ветров вокруг здания и инерционных характеристик элементов самого каркасса и загруженного здания в целом. Также следует знать какое крупое оборудование будет находится в здании, поскольку вибрации оборудования могут вызывать отклик каркасса и служить инициатором динамических возмущений каркаса. Одним словом Ярослав соверщенно прав - для расстановки связей Вам очень желательно проконсультироваться с опытным проектировщиком, да и сам проект лучше делать под патронажем.
Извиняюсь за несколько лекторский тон, старался чем-то помочь.

Ничего, ничего, тон вполне нормальный. Спасибо за ответ.
В принципе проект делаю не я. Просто изначально в SCAD я его начинала считать, а полученный результат не смогли правильно проанализировать. Возможно неправильно задали расчетную схему или что-то еще. Теперь этим занимаются другие люди. Что мне даже и лучше. Так как расчет показывает, что все нормально, но при этом все "консультанты" говорят, что как-то это странно.
А узнать что-то про общие принципы компоновки схемы, кроме того, что как данность предлагается в большинстве книг, я бы хотела для общего развития. Так сказать для обогащения опытом.

Вопрос о связях инетресный и их роль в каждам случае индивидуальна. Кроме "сейсмики" большую роль будут иметь крановые нагрузки; учет тормозных нагрузок которых, в расчете учитывается только в поперечном направлении. В данном случае связи кроме ветровых продольных нагрузок будут воспринимать и крановые. Второе замечание: а как весьти монтаж конструкций без связей? Ведь нужно обеспечить геометрическую неизменяемость первых поперечных рам здания, в любом случае нужно как-то раскрепить рамы, либо временно или проще все теме же связями. В заключение: сколько ставил связи, сечения выбирал по предельной гибкости, либо по типовым решениям. Другой вопрос если поставить связей больше, чем нужно, а это не менее опасно для ЗиС.

> Jek@Ru
Я ставил связи и по прочности, впрочем это было здание с ж/б стеновыми панелями и его расчетная сесмичность составляла 9 баллов.
Раскрепление расчалками чем Вам не нравится, тем более что ж/б колонны (сборные) на монтаже должны их иметь обязательно.
Чем опасны лишние связи? Кроме увеличения статической неопределимости здания? Кроме увеличения надежности это ничего не меняет (если конечно фундамент правильно запроектирован).

> Ярослав
Увеличение надежности?! Известны случаи обрушения пром. зданий из-за оставленных монтажных связей, хотя утверждать, что это произошло только из-за связей нельзя.
Повышенная жесткость здания может привести к негативным последствиям, особенно при действии динамических нагрузок. Вполне возможно, что эта одна из причин обрушения аквапарка (мое мнение), ведь деформация (а возможно, выход из строя) одной колонны, рамы, пролета вызовет (неизбежно) пераспределение усилий, появятся шарниры пластичности. проч. И когда система станет стат. определимой произойдет обрушение.
Подтверждением негативности зданий повышенной жесткоти может быть отрыв стеновых панелей при их жестком креплении, образование трешин (к.п. диагональных) в покрытии зданий.

> Ярослав
неправильно расставленные или лишние связи могут препятствовать температурному расширению элементов конструкции при этом могут появиться дополнительные напряжения которые не были предусмотрены расчетом, в следствии чего может произойти обрушение. Лучше всего, по возможности, конечно, проверить всю схему еще на перепад температур на какой-нибудь продвинутой проге.

Момент, я не писал о том что новые связи не нужно учитывать в расчете. Увеличение статической неопределимости любого элемента повышает его надежность вплоть до образования пластических шарниров. В этом есть сомнения? Если же мы считаем одну схему, а проектируем другую, то это уже другие вопросы.

Интересная инженерная дискуссия. Все согласны, что в наше время без связей никак нельзя. Но при чем здесь AutoCAD?

Всем добрый день. Прочитал вашу интереснейшую дискуссию по на тему расстановка связей - по существу согласен со всем сказанным, хочу лишь обратить внимание, что Екатерина задает вполне конкретный вопрос на который никто почему-то не дал более-менее конструктивного ответа.
На основании опыта работы в проектной организации, я уверен,что каркасное здание с покрытием из мет балок без связей на ж.б. колоннах безусловно возможно, в рамках расчета, который позволяет судить о целесообразности принятия такой расчетной схемы, а именно:
- это здание округлое по форме в плане
- остуствие связей предлагается по архитектурным технологическим или иным соображениям.
тогда:
- Все основные ж.б. колонны на опоре должны быть защемлены - благо опорный узел такой колонны довольно прост в исполнении. (промежуточные колонны могут иметь и шарнирное опирание)
- Высота этого здания находится в пределах разумного для восприятия ж.б. колоннами планируемого сечения:
- момента на опоре
- Комбинации ветровой, постоянной и снеговой, как минимум нагрузок
- соблюдаются допустимые прогибы, трещиностойкость, пожароустойчивость по СНиП в соответсвии с районом строительства и эксплуатацией здания.
Сейсмику при такой расчетной схеме я не рассматривал, т.к при ее наличии в подавляющем большинстве возможных каркасных конструкций очевидна нецелесобразность решения делать здание без связей по причине трудновыполнимых узлов конструкции способных воспринять нагрузки такого характера.
Общие же принципы расстановки связей, как многими было сказано выше, регламентируются СНиП-ом, а по большему счету эти элементы (связи) придуманы с единственной целью - обеспечить устойчивость конструкций, так что в первую очередь всегда стоит представить в каком направлении здание (фрагмент конструкции или отдельный элемент) может выйти из проектного положения (изогнуться больше чем ему позволено СНиП-ом, сложиться, упасть) чтобы предложить поставить связь или дополнительные распорки.
В общем виде я свою мысь раскрыл, надеюсь моя информация не будет для вас лишней.
С уважением, Олег.
p.s. / и чтобы не случилось, всегда соблюдайте СНиП. /

Необычный металлокаркас АБК без связей

Всем здравствуйте!
Проектирую 2-х этажный металлокаркас АБК. Размеры в плане 24х9. Высота здания 7,5м. Высота этажей 3,6м. Шаг колонн 6м. Пролет 9м. перекрывается пустотными плитами. Ограждения стен- сэндвич панели. По расчету сечения колонн тр. 325х8, балки 40Б1. Базы колонн- жесткие во всех направлениях. Узлы опирания балок на колонны- шарнирные. Связи по колоннам решил не ставить. По расчету вроде бы всё ОК. Но есть сомнения. Посоветоваться не с кем. Все в отпуске. Я за всех тут отдуваюсь.

р.s. Каркас не сам придумал. Архитектура такая.

А по гор. перемещениям от ветра точно все нормально?Без связей да еще при шарнирно прикрепленных ригелях думаю они будут не маленькие. С другой стороны сечение колонны нормальное, может и пойдет.

Я не помню пункта норм, требующего установку связей всуе и непременно. Для данного случая.
Чем отличается например рама вдоль от рамы поперек? Особенно если здание квадратное Если поперек раму можно, почему нельзя вдоль? Рама с шарнирами вверху - тоже рама.
Offtop: Не лучшие слова Г. Тукая

а как насчет гибкости колонн?
по сути расчетная длина будет равна удвоеной длине колонны. При 2-х этажах (3+3)х2=12м

а у 40Б1 i_min=0.044м

Кроме этого, я ещё знаю такое выражение: "укыдык без мәдрәсәдә, аңламадык бернәрсәдә!" Но я постеснялся писать это в своей подписи.
Трофимов Гена,
не выпадит. Сейсмики нет.
professor_off,
колонны из круглых труб 325х8. По гибкости все нормуль. Расчетную длину брал 2хL.

Динозавр на пенсии

И не надо.
Лишь предусмотреть перекрытие и покрытие жесткими в горизонтальной плоскости (или поставить горизонтальные связи в уровне ригелей - все равно защищать металл подвесными потолками) на случай депланации каркаса при неравномерных деформациях основания фундаментов.

Не вижу в этом необходимости. Плиты просто тупо кладу через ц.п. р-р на балки. И все. Балки расчитаны как НЕзакрепленные из плоскости изгиба. Поэтому плиту жестко связывать с балкой нет необходимости. Хотя я бы с радостью приварил плиты к балкам. Но закладных деталей у плиты нет. Величина опирания плит получается 100мм. на расворе. Думаете не достаточно? Кстати, балка тогда получется внецентренно нагружена. Может плитя принять длиной 9,2м., чтобы опирание было на 200мм? Тогда кручения практически не будет.

Вот он таким и был Все его лучшее - в стихах. Не стихи, а песни.
Насчет кручения - где кручение - в крайней балке от постоянных и временных? или в средних - при попролетных временных?

Динозавр на пенсии

Слишком "смело".
Вы не сможете обеспечить равномерную загрузку каркаса в ходе строительства. Как правило, более 50% осадки грунтов выбирается в ходе строительства. И это минимальной конструктивной глубине опирания 90мм - для м/п панелей.
А плиты длиной 9,2м - по индивидуальному заказу (проекту)?
P.S. Ширина полки 40Б1 (ГОСТ 26020-83) всего 165мм.

В книжках про уроки аварий металлических конструкций написано - "что большая часть аварийных случаев спровоцирована отсутствием связей в каркасе".
Не мудрите.

Насчет кручения - где кручение - в крайней балке от постоянных и временных? или в средних - при попролетных временных?

Кручение во всех балках от постоянных и временных нагрузок.
Pete,
плиты режут как колбаску любой длины.
двутавр беру по СТО АСЧМ.
таи,
каким образом поставить связи на пролет 9м.? Если только горизонтальные в плоскости перекрытия. Вдоль рам я понимаю, кресты можно поставить. Но зачем?

хее, связей нет, балки не раскреплены еще и кручение вдобавок))
и будет же стоять)) поперек можно и порталки поставить если захотеть

Динозавр на пенсии

Sarman!
Не упорствуйте.
История эксплуатации объектов знает примеры обрушения покрытий из индустриальных м/р плит, уложенных на прогоны без приварки. В свое (советское) время это привело к массовой замене (усилению) конструкций покрытия.
У Вас и так все на пределе.

тут дело принципа. в глобальном масштабе суммарная масса связей по отношению. к основному каркасу практически ниочем. А рамные узлы делать при круглых колоннах-очень много сварки

Когда можно не включать в конструкцию элемент, не требуемый нормами, и от этого добавления ничего конкретного в надежности не добавляется, то находятся люди, которые аргументируют введение этого "балласта" выраженими типа "авария спровоцирована. примеры обрушения. " из популярных источников. И с этим невозможно бороться, т.к. работает принцип "кашу маслом не испортишь" - любой неуверенный и колеблющийся непременно "шатнется" в сторону масла. Все это - не от компетентности в своем деле. Давайте к каждому флагштоку присобачим по три растяжки, а то как-то неаккуратно получается.
В норме прописано:
12.1*. При проектировании стальных конструкций необходимо:
предусматривать связи, обеспечивающие в процессе монтажа и эксплуатации устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом и его элементов, назначая их в зависимости от основных параметров сооружения и режима его эксплуатации (конструктивной схемы, пролетов, типов кранов и режимов их работы, температурных воздействий и т. п.);
Так вот, если устойчивость и неизменямость обеспечены конструктивной схемой без связей, нахер назначать связи? Из каких конкретных соображений? Перечислите причины и обоснуйте введение связей.
Насчет кручения балок от внецентренного приложения нагрузок - кручение надеюсь в расчетах учтено?

История эксплуатации объектов знает примеры обрушения покрытий из индустриальных м/р плит, уложенных на прогоны без приварки.

У плит на верхней поверхности имеются закладные детали. Можно плиту и балку связать арматурными стержнями на сварке. Т. е. анкеруем плиты к балкам.
str02,
в рамах с жесткими узлами вдоль здания нужды особой нет.
Мне самому такая схема не совсем по душе. Можно конечно 9-ти метровые рамы сделать и 6-ти метровыми плитами перекрыть. Но, думаю, сечения ригеля и колонны будут огромными. И перерасход металла будет ой-ой-ой какой огромный. Хотя, завтра на работе попробую и такой вариант просчитать.
p.s. колонны не обязательно круглыми делать. Просто круглая колонна смотрится более монументально. Можно из двух швеллеров коробку сделать, но сварки много. Кстати как дешевле?

Меня бы волновало то, что рамы между собой связаны только перекрытием. А это все-таки сборняк, не монолит.
Как обеспечивается СОВМЕСТНАЯ работа каркаса? Через плиты?
Например ветер(отсос), рамы(продольные) разошлись в разные стороны?

Стальной каркас без связей

Речь идет о трехэтажном торговом центре треугольной формой в плане размером 30х30м. Каркас - стальной, перекрытие - зборные пустотные ж/б панели.
Так получилось что архитекторы запроектировали на первом этаже торговый зал с пищевой групой продуктов (перегородок никаких) а на втором и третьем - офисные помещения. Исходя из планировки (кстати уже со всеми, кроме конструкторов согласованой) не получается разместить вертикальные связи по правилам - то есть в одном пролете на всех этажах.
Чтобы как-то выкрутиться я просчитал в Лире пространсвенный каркас с учетом всех нагрузок. Каркас запроектировал как пересечение двух рам в двух направлениях (взаимно перпендикулярные).
Лира все нормально просчитала и выдала порадовавший меня результат. То есть без связей центр стоять должен. Но наш главспец-конструктор, правда уже старший человек, в компах ни гу-гу, говорит что это все ерунда и нужно ставить связи, причем в двух направлениях.
Если кто-то сталкивался с подобным напишите пожалуйста. А то я в растеряности - с одной стороны и в Лире уверен (еще не подводила) а с другой - вроде-бы старший человек с немалым опытом.

ИМХО - можно и без связей сделать. Только придется:
во-первых делать все узлы сопряжения балок и колонн рамными;
во-вторых дополнительно паралельно сборным плитами ставить балки, для организации рамы. Так как сборный ж/б никак не сможет обеспечить жесткость для каркаса.
Иначе Ваш старший товарищ будет прав - ставить связи.

Если бы Вы делали здание в монолитных ж.б. конструкциях, то вопрос о необходимости связей у Вас никогда не возник бы. Почему он возникает для металлоконструкций?
Вопрос, который у меня возникает по конструкции: как Вы крепите пустотки к металлическим балкам перекрытия?

Вы просто взяли расчетную длину колонны 1 этаж, а в описанной вами схеме на колонну с жестким отпиранием на фундамент и свободным верхнем концом высотой в 3 этажа приложены 3 силы от перекрытия и 1 от покрытия + ветер на все колонны. Вот если такую колонну рассчитать то стоять 100% будет. В вашем случае ставьте связи на 2 и 3 этаже и считайте их шарнирно закрепленными в перекрытия , а первого этажа как 2Н. Почему нет возможности поставить связи по фасаду.

Если бы Вы делали здание в монолитных ж.б. конструкциях, то вопрос о необходимости связей у Вас никогда не возник бы. Почему он возникает для металлоконструкций?

В ж/б зданиях связи=диафрагмы жесткости, не так ли?

А как же геометрическая неизменяемость? Колонну можно любую рассчитать, но перемещения будут в любом случае!

Действительно, почему по фасадам связи не поставить?

Не, ну понятно, что в ж/б мы принимаем жесткое сопряжение колонн с перекрытиями, хотя фактически это ведь не совсем так. Был у меня торговый центр 3х этажный, диафрагмы ставил.
А по металлу Forrest_Gump прав.

По моему разумению, если у Вас рамный каркас в двух направлениях по всем этажам, а фермы или балки покрытия примыкают шарнирно, то вертикальные связи надо ставить только на последнем этаже. И горизонтальные ветровые в покрытии.

2Forrest_Gump.
Не совсем понял Вашу мысль по поводу балок, параллельных плитам. Я серьезно, без каких-либо подколов, так как с металлом встречался не часто, а то что делал было с монолитным перекрытием. Просто мне кажется, что если пространственная жесткость здания обеспечена рамными узлами стального каркаса, то главное принять конструктивные решения, не допускающие скольжения сборных плит по стальным конструкциям, а в жесткостную схему само перекрытие можно не задавать. Если можно, то поподробнее о Вашей идее.

можно и 10 этажей без связей сделать в виде рамы, только в низу будут колонны и балки под метр толщиной, а если поставить связи то плита без балок, а колонна 500х500. Поэтому 4-5 этажей без связей можно, а выше маразм!

Исходя из планировки (кстати уже со всеми, кроме конструкторов согласованой) не получается разместить вертикальные связи по правилам - то есть в одном пролете на всех этажах.

А что собственно мешает поставить связи в разных пролетах на разных этажах ? Колонны будут нагружаться вертикальной силой по разному, в балках возникнут горизонтальные силы, все считаемо. ИНЖЕНЕР ВЫ, а не учебник. Если нет такой возможности, то устройство рамного поперечника в двух направлениях, можно не все рамы делать, а, допустим через одну, т.е. соседние колонны будут держаться за рамы. Единственно, перекрытие из сборняка не считается жестким диском, т.е. между колонами, в уровне перекрытий, надо ввести систему горизонтальных связей и распорок.

to sudakov - про балки, параллельные плитам перекрытия. Довольно часто в каркасах со сборными плитами делают рамы только в поперечном направлении (относительно плит перекрытия). Поэтому получаем рамно-связевый каркас, требующий наличия связей. Так как вопрос стоял уйти от связей, я предложил добавить балки параллельно сборным плитам перекрытия для организации рам и в продольном направлении. Я тоже не шутил :-)

А собственно говоря почему перекрытие из сборных ж/б плит не может считаться жестким диском. Если обратиться к нормативным документам, то например:

ПОСОБИЕ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ КАРКАСНЫХ ПРОМЗДАНИЙ
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ
(К СНиП II-7-81)

3.65. Перекрытия и покрытия, как правило, должны проектироваться из сборных железобетонных плит и образовывать неизменяемый жесткий диск, способный передавать горизонтальные сейсмические нагрузки на вертикальные несущие элементы каркаса здания(колонны, стальные связи и др.) и обеспечивать их совместную работу (см. п. 3.74)

Пособие относится к промзданиям, но для общественных зданий и для несейсмических районов примерно так же. Ну и плиты-распорки или что-нибудь в этом роде конечно нужны.

Примерный узел прикладываю. Блин, что-то не получается. Ладно, получится вставлю. В двух словах смысл в том, что можно для опирания ж/б плит сделать полку расположенную ниже верхней полки двутавра и приваренную к его стенке, естественно ребра должны быть. Для пустотных плит полка сплошная по длине, для ребристых - отдельными участками. Пространство между торцами плит над верхней полкой двутавра замоноличивается.

Мне кажется схема имеет право на жизнь, только нужно делать рамы в 2- направлениях со всеми вытекающими отсюда последствиями (жесткие узлы), и не забыть про расчетные длины колонн, при отсутствии связей они существенно увеличиваются.

Суть в том, что нужно делать рамы в 2-х направлениях. Расчетные длины колонн могут существенно не увеличиться в силу того, что ригеля имеют жесткость намного большую, чем колонны.

Делайте рамный каркас в двух направлениях.
Здание не высокое - 3 этажа - ничего страшного не вижу.
Делали каркас 5-ти этажный без связей - особ проблем нет (стоит, не качает).
Для собственного успокоения и для успокоения главспеца поставьте дополнительно еще связи, где они не мешают архитекторам (по периметру фасада например наверняка не мешают)

Остается узнать, почему связи по фасаду нельзя ставить? Почему первый этаж нельзя сделать рамным в двух направлениях, а последующие связевыми ( чтоб не делать жестких узлов)?

Наконец-то я добрался до компа :-) Постараюсь ответить на основные вопросы

- связи нельзя ставить по фасаду, так как фасад из сплошного остекления (2 и 3 этаж)и на этих же этажах офисные помещение. Не очень красиво будет если в кабинете перед окном связи стоять будут. Хотя если не будет других вариантов то в принципе можна и этот применить.
- я в металическом каркасе предусмотрел все рамные узлы жесткими, шарниров нигде нет.
- по поводу жесткого диска и крепления панелей к ригелям: сетка колон у меня 6х6 м панели я принял две по 1,2м шириной и две по 1,5 шириной, между ними по 20 см буду заливать монолитный участок (1,2+0,2+1,5+0,2+1,5+0,2+1,2=6м), и выпуски арматуры приваривать к ригелям. Кроме того, в торце панелей (на их углах) я к ригелю торцом привариваю уголок высотой 280мм а по верху панели привариваю анкера к уголку и к петле плиты. Ну и понятное дело, что панели ложаться на цем.-пещ. раствор
- и еще, у меня панели лежат в одной ячейке каркаса взаимно перпендикулярно к панелям на примыкающих ячейкам каркаса - что-то наподобии шахматного порядка.

Вот вроде вкратце ответил на основные вопросы.

P.S. Спасибо за ваши ответы и рекомендации, для меня там много полезной информации.

Необычный металлокаркас АБК без связей

р.s. Каркас не сам придумал. Архитектура такая.

а у 40Б1 i_min=0.044м

Динозавр на пенсии

Необычный металлокаркас АБК без связей

р.s. Каркас не сам придумал. Архитектура такая.

а у 40Б1 i_min=0.044м

Динозавр на пенсии

Читайте также: